Hướng dẫn giải bài tập địa kỹ thuật: Phần 2

Phần 2 của Tài liệu Bài tập địa kĩ thuật tiếp tục bổ sung những bài tập liên quan đến những nội dung sau: Tính toán dòng chảy ổn định của nước dưới đất vào công trình thu nước nằm ngang, tính toán thấm của nước dưới đất vào giếng khoan, thí nghiệm hiện trường trong 3 chương sau của Tài liệu. Hi vọng đây là Tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hướng dẫn giải bài tập địa kỹ thuật: Phần 2 Chương 3 TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY Ổ n ĐỊNH CỦA NƯỚC DƯỚI ĐẤT VÀO CÔNG TRÌNH THU NƯỚC NẰM n g a n g§ 1. TÓ M TẮ T LÝ TH U Y ẾT 1.1. Khái niệm cơ bản về nước dưới đất l . ỉ .1. Q uy luật vận động thấm cơ bản của nước dưới đất Trong điều kiện tự nhiên, sự vận động thấm của nước dưới đất (NDĐ) có 2 dạng cơbản: dòng chíix tầng (dòng chảy phẳng - các tia đường dòng không tạo thành xoáy) vàdòng chảy rối (các tia đường dòng xen cuốn lẫn nhau tạo thành xoáy nước). Hầu hết sựvận động của NDĐ trong các loại đất, các đá nứt nẻ và đá có cáctơ phát triển đều làdạng chảy tầng, tuân theo định luật thấm Đacxi (định luật thấm tuyển tính): V = ki (3-1) Trong trường hợp đá nứt nẻ mạnh hoặc kacstơ phát triển mạnh hay trong tầng cuội ,đới phá huỷ m ãnh liệt, cá biệt N D Đ có thể vận động chảy rối và tuân theo định luậtKrasnovolsky: V= k VĨ (3 -la) T heo K am ensky, định luật thấm Đ acxi được sử d ụ n g thích hợp khi vận tốc dòngthấm V < 400 m/ng.đ. V ận tốc thấm này tượng ứng với vận tốc thấm của N D Đ trongcác loại cát, đá nứt nẻ m ạnh hoặc có kacstơ phát triển. C ũng có thể xác định dạngdò ng chảy dựa vào vận tốc thấm tới hạn V lh, khi nước có t = 10°c, theo N. N.Pavdovexki như sau: V Lh = 0,002(0,75n + 0,23) , cm/s, (3-1 b) clI0 Trong đó: n - độ rỗng của đất đá; d 1() - đường kính hữu hiệu, cm; - hằng số (cát hạt trung lấy R L,= 50 ~ 60; cát pha lấy Rc = 0,00002). Vận động thấm của N D Đ phụ thuộc vào: độ khoáng hoá M, nhiệt độ, khối lượngriêng, độ nhớt và khí hoà tan trong nước. Khi độ khoáng ho tăng thì độ nhớt tăng và khí118hoà tan trong nước lại eiảrn. Nhiét iộ cúa nước tãng thì độ nhớt, khí hoà tan và khốilượng riêng của nước giảm. Khi áp lực tăng lên, khí hoà ta.n tăng, độ nhớt không đổinhưng khôi lượng riêng giam chút ít. Nhiệt độ và độ nhứt có ảnh hưởng lớn đến vậndộng thấm của NDĐ. Vận tốc thấm đươc biểu thị như sau: V = le .E ầ Ị u Trong đó: p - khối lượng riêng của NDĐ; k„ - hệ sô thấm ciìa đất đá, tính bằng Đ acxi, (1 đacxi = 1070.981, cm 2); ĩ - građiên thuý lực; 1-1 - đô nhớt của nước. IA .2. Khái niêm vé tầng chứa nưỏ:c dưới dăt Nước dưới đất là tất cả các loại ĩiưởc chứa trong lỗ rỗng, khe nứt và hang hốc dướim ặt đất (nước thổ nhưỡng, nước trong lỗ rỗng, nước khe nứt, nước lầy và nước kacstơ).Tầiìí> chứa nước là tẩng (lớp hoặc vía) đất hoặc đá nứt rvẻ bão hoà nước và có vận (ứộngthấm do sự chênh mực nước hoặc chéiiih cộ,ĩ áp lực. Theo điều kiện tàng trữ và tính chấtthuỷ lực các tầng chứa nước gồm có: Tầng chứa nước th ượng lầiìíỊ (nước trên thấu kínhsct), tầng chứa HƯỚC khtìHịỉ áp (tầng c h ứ a n ư ớ c có m ặt th o á n g tự d o ) và tầng chứa nướccố áp lực (táng chứa nước giữa via có áp, tầng chứa nước bị chặn, nước actezi). Trên hình 3-] thể hiện các yếu tố cấu tạo của tầng chứa nước không áp lực, trên hình3-2 thê hiện các yếu (ố cấu tạo của tầng chứa nước có áp. H ìn h 3-1. Sơ đồ cấu tạo của rầiì íỊ chúa nước không áp lực 1. Tầng chứa mỉờc k.hôiiịỊ áp; 2. Đáy cách ììitóc; 3. Đường biểu thị m ự c nước; 4. Đới mao aẫì, thực; 5. Đới thông khí; ỏ. iLớv dấỉ không llicỉin nước; 7. Đáy táng chứa nướci //;, //: - Cniêti cao mực nước; a ) M i ế n Chnịị c ữ p c h í n h ; b ) M iỂ ìì tùiìí> ì r ữ : c ) M i ê n t h o á t c l ú n l i . 119 H ình 3-2. Sơ đồ tầng chứa nước có áp và tầng chứa nước có áp cục bộ 1. Tầng chứa nước có áp; 2. Đáy tầng chứa nước; 3. Mái tầng chứa nước; 4. Đáy cách nước trên; 5. Đáy cách nước dưới; 6. Đường biểu thị mực nước áp lực; 7). Mực nước không áp; 8. Mực nước xuất hiện trong hô khoan; 9). Mực nước ổn định trong hô khoan; 10. Giếng phun; H hH2 - Chiều cao cột áp lực; Mị, M 2 - Chiều dẩy tầng chứa nước có áp; a) Miền cung cấp; b) Miền tàng trữ nước áp lực; c) Miền thoát; d) Nước cố áp cục bộ; đ) Thấu kính sét. 1.2. Tính lưu lượng thấm và chiều cao mực nước của NDĐ A. Trường hợp không xét đến lượng nước mặt ngấm xuống tầng NDĐ 1.2.1. Tầng chứa nước không áp lực (tầng nước có mặt thoáng tự do). Đ áy tầng chứa nước nằm ngang: - Lưu lượng thấm dòng chảy phẳngổn định của NDĐ có đáy cách nướcnằm ngang qua đơn vị tiết d ...