Địa kỹ thuật có ví dụ và bài tập phần 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DựNG TRÁN THANH GIÁM ĐỊA KỸ THUẬT ( c v í D Ụ V À BÀI T Ậ P ) NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựN G HÀ N Ộ I - LỜI NĨI ĐẦU Đ ể góp phần thực chủ trương giáo dục đào lạo tinli giàn, thiết thực, tạo điều kiện cho sinh viên tự học, cliúng tơi biên soạn giáo trìnli Iiày sớ tài liệu Đ ịa kỹ thuật đ ã in tái vài lẩn Đ ây dịp đ ể sửa chữa thiếu sót b ổ sung nội dung cần thiết plnì hợp với đối tượng sử dụng Trong giáo trìnli có thêm ví dụ tập đ ể lạo điều kiện cho bạn đọc tự nghiên cứu hiểu sâu kiến tliức áp dung thực t ế d ễ dàng liơn Giáo trình dùng cho sinh viên trường đại học cao đắng thuộc khối cơnẹ trình xây dựng: xâ y dựng D ân dụng Cơng nglìiệp, xây dựng c u đường, xây dimg Cơng trình Thủy, kỹ thuật M trường, G iáo trìnli CỊI1 phục VII cho sinh viên hệ vừa làm vữa liọc kỹ SƯ xây dựng Địa kỹ thuật cần thiết cho nlìững người làm cõng tác xây dựng có vững tliì cơng trình xây dựng ổn địnlỉ bền lâu Nliững kỹ sư xây dựng không n ực tiếp làm công lác địa kỹ thuật T uy nliiên, họ cán hiểu biết titơiĩg đối thâu đáo thành pliần, đặc điểm tinh chất - lý cùa loại đất đá dùng làm nền, làm m ôi trường xây dựng làm vật liệu xây d m g ; V ê mục đicli, nhiệm VII, nội dung pliương pháp thăm ctò kliáo sát plutơiìg pháp nghiên CÍIÌI địa kỹ tlmật phịng trường Nliờ vậy, kỹ sư xây dinig có th ể hợp tác, irao đổi m ột cách hiệu vói người làm cơng tác địa kỹ thuật, giítp họ tìm giải plìáp x lý móng, giải pháp thiết k ế thi cơng cơng trình m ột cácli hợp lý, kinh t ế đàm bào ổn định lảu dài cho cõng trinh xây clwig Họ s ẽ có đủ khả nắm bắt, phân llcli sử dụng triệt đ ể tài liệu, tliông tin điều kiện xây diỊng đất đá cao liọ nêu yêu cầu k ỹ thuật khảo sát m ột cách đầy đủ, phù hợp tliiết thực đôi với cơng trình dự địnli xây dinig Chúng tơi với kinli nghiệm sau 40 năm giảng dạy Trườnq đại học Xây dựng hàng chục năm làm thực tế, trình biên soạn, đ ã c ố gắng đưa tiến k ỹ thuật mới, tiên tiến đ ể làm rõ vê' bùn chất trình lùnh thànlì biển đổi tính cliất - lý đất đá tự nhiên; ảnh hường cùa trình địa chất động lực giải pháp phòng ngừa x lỷ klii xâ y dựng VỘII lùinli cơng rđ n li; C c đ ặ c điểm , lính chất cùa lo i nước đà1' ^ lu ậ t vận đơng thấm , tốn vê' hạ thấp (h a y tliáo klió) nuỊc ngầm klii th i cơng h ố m óng hoăc liố khai thác lô thiên , sách mắt , bạn đọc, tác g ià b y 10, ‘)IL t at ƠH ^ N h â n d ịp trường Đ H XD tập th ể m ôn Đ ịa chất công trìnli trườns T c giả cảm ơn N h x u ấ t bàn Xây dựng đ ã g iúp đ ỡ n hiệt tình sácli sớm m ắ t bạn đ ọ c kịp thời giúp ích v h o cá c can ■ d y trẻ D o trình đ ộ có hạn, sách cịn có thiểu sol m ong nhận s ự góp ý p h ê bình bạn đọc T c giá ' ^ °, BÀI M Ở ĐẦU I M ỤC Đ ÍC H VÀ Ý N G H ĨA M ÔN H Ọ C ĐỊA KỸ T H U Ậ T Địa kỹ thuật m ôn khoa học, chuyên nghiến cứu điểu kiện địa chất cùa đẫ dá sứ dụng làm nền, làm m ôi trường làm vật liệu xây dựng, m ột lĩnh vực đị; chát Địa kỹ thuật khoa học ứng dụng nguyên lý địa chất kị thuật xây dựng; nghiên cứu phương pháp địa chất học, phương phá| thực nghiệm phương pháp tương tự,., để nhận biết đánh giá tính chất vật lý - c< học cấc tính chất hóa lý đất đá phục vụ cho cơng tác xây dựng K hơng thi cịn làm sáng tỏ điều kiện hình thành chất hố lý tính chất qui luật phát sinh phát triển trình (hiện tượng) địa chất tự nhiên đí xáy xảy q trình thi cơng sử dụng cơng trình Việc nghiên cứi địa kỹ thuật khơng tách rời việc nghiên cứu nước lỗ rỗng (khe nứt) cùa đất quy luật thấm nước đất Bởi lẽ, nước đất giữ vai trò quan trọng tronị trình hình thành biến đổi tính chất đất đá q trình địa chất có thi xảy thi cơng xây dựng Nhà cõng trình xây dựng có ảnh hường tương hỗ với đất đá làm nén Mỗi SI thay dối trạng thái, độ bền, tính biến dạng nển đất đá gây ảnh hưởng đến tính ổi định tuổi thọ cơng trình Sự hiểu biết tường tận điều kiện địa kỹ thuật cho phé] lựa chọn giải pháp móng, giải pháp cải tạo đất, giải pháp thi cơng hợp lý CỊI cho phép dự báo tương đối xấc tốc độ lún độ lún có cõng trinh Ngà' nay, địa kỹ thuật phát triển lĩnh vực cải tạo đất đá, nghiên cứu ứng dụng tiến bc cúa khoa học công nghệ tiên tiến vào phương pháp thãm dò địa kỹ thuật Những kiến thức cúa m ôn học địa kỹ thuật giúp ích thiết thực cho kỹ sư xâ> dựng tương lai việc nâng cao khả khảo sát, sử dụng triệt để hợp lý tà liệu hồ sơ kết khảo sát, đánh giá điều kiện m ặt đất môi trường địa chất lựa chọn loại m óng thích hợp địa điếm định, chọn giải pháp thi cỏnị nén đấl đắp m ột cách hợp lý an toàn II NỘI DUNG NGHIÊN c ứ u CỦA ĐỊA KỶ THUẬT Nghiên cứu nguồn gốc, diểu kiện thành tạo, thành phần kết cấu, tính chất đối vó nước (thủy tính) tính chất vật lý học cùa đất đá nhằm mục đích phục vụ xá’ dựng loại cơng trinh cơng trình hoạt, Nghiên cứu thành phần tính chất hóa học, qui luật thấm lưu lượng thấm và< trình thu nước phục vụ cho việc thi cơng m óng, cải tạo đất, xây dựng cơn; thúy cơng, cơng trình khai thác hầm lò, m ỏ lộ thiên cung cấp nước cho sin] phát triến cúa công nông lâm nghiệp, v.v N ghiên cứu nguyên nhân hay điều kiện phát sinh phát triển giải pháp phòng xử lý tượng (quá trình) địa chất tự nhiên địa chất cơng trình (cac tượng địa chất có liên quan đến cơng trình xây dựng) N ghiên cứu phương pháp thăm dò khảo sát địa kỹ thuật để đánh giá điều kiện địa chất cơng trình khu vực đầy đủ, nhanh chóng xác hợp lý nhat theo giai đoạn khảo sát III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u ĐỊA KỸ THUẬT Đ ất đá m ột đối tượng đa dạng nguồn gốc điều kiện thành tạo, phong phú vế thành phán vật chất, nhiều loại kiến trúc, cấu tạo trạng thái khác vả lại, chịu nhiều nhân tố gây ảnh hưởng tự nhiên cho nên, phương pháp nghiên cứu địa kỹ thuật phong phú T uy nhiên, nghiên cứu địa kỹ thuật thường dùng tổng hợp ba loại phương pháp sau đây: C ác p h n g p h p địa c h ấ t học Đ ó phương pháp phổ biến quan trọng thơng qua cơng trình thãm dị (khoan, đào) cơng tác thãm dị địa vật lý, cơng tác th í nghiệm trường (xun thăm dị, nén tải trọng tĩnh, bơm hút nước th í n ghiệm , ) cho ta kết q u ả đáng tin cậy đánh giá điểu kiện thực tế loại đất đá lấy m ẫu đất đá để tiến hành n ghiên cứu phịng th í nghiệm C ác p h n g p h p tín h tốn lý th u y ế t Sứ dụng đặc trưng tính chất vật lý - học (các tiêu bản) dựa vào phương trình cơng thức tốn học nhờ xác định dặc trưng tính chất (chỉ tiêu dẫn xuất) m ột cách nhanh chóng, khơng cần thí nghiệm quan trắc thực địa phức tạp , hay chí thay cho cấc trường hợp khơng thể xác định thực nghiệm thí nghiệm C ác p h n g p h p m h ìn h h ó a tư n g t ự địa c h ấ t Plơng plìáp m hình hóa phương pháp thay th ế m ôi trường địa ch ất có qui m lớn m õi trường vật lý có điều kiện tương tự có kích thước nhỏ, n giản để nghiên cứu V í dụ nghiên cứu trường chuyển động thấm nước đất với trường dần điện, nhờ giải tốn có điều kiện phức tạp - Phương pháp tương tự (lịa chất Dùng kinh nghiệm liệu để so sánh đối tượng nghiên cứu với điều kiện địa chất dã biết tương tự (nguồn gốc, thành phần, màu sắc, trạng thái, ) để xác định đối tượng nghiên cứu Nhờ vậy, giảm bớt khối lượng khảo sát, thời gian thi công điều tùy thuộc vào kinh nghiệm nãng xét đốn người làm cơng tác địa kỹ thuật Nói chung, không phương pháp đa m ọi điều kiện đ ịa chất nên lựa chọn kết hợp hài hòa phương pháp nêu điều kiện thực tế theo yêu cầu cúa nhiệm vụ nghiên cứu C hương I KHỐNG VẬT VÀ ĐẤT ĐÁ §1 K H Á I N IỆ M C BẢN VỂ K H O Á N G VẬT Khoáng vật hợp chất hóa học tổn tự nhiên, hình thành kế q q trình hóa lý xảy bên bề m ặt vỏ đất M ột loại đá cc m ột hay nhiều khoáng vật tạo thành Mỗi khoáng vật có thành phẩn hố học xác định, tính chất vật lý, học hình dạng riêng biệt nguồn gốc điều kiện tạo thành khác Thành phấn hố học củí chúng gồm m ột loại nguyên tố hai hay nhiều loại nguyên tố tạo thành Khoáng vật tổn nhiểu thể khác nhau: thể khí, thể lỏng, đại phận chúng c thể rắn Chủng loại hàm lượng khống vật khơng phân bố khơng loại đá m phân bố chúng không vỏ đất Nguồn gốc điều kiện tạo thành khoáng vật đa dạng: có loại thé silicát nóng chảy nguội lạnh tạo thành (các khoáng vật đá m ácm a), có loại q trình phong hóa hóa học, dung dịch thật dung dịch keo kết tủa ngưng kec tạo thành Nghiên cứu khoáng vật để nhận biết nguồn gốc, điều kiện thành tạo, quan hệ khoáng vật với với khoáng sản đồng sinh với chúng, biết thành phẩn hóa học, tính chất vật lý, cấu tạo tập tính khấc cùa chúng, nhậr biết tên khống vật loại đá chúng tạo thành Điều quan trọng hiểu biết tường tận khoáng vật đê’ sử dụng chúng phục vụ cho sống, kỹ thuật, kỹ nghệ Ví cơng tác xây dựng §2 CÁC T ÍN H C H Ấ T QUAN T R Ọ N G CỦA KH O Á N G VẬT Các khống vật có nguồn gốc, điều kiện thành tạo, thành phần hóa học cấu trúc mạnị tinh thể khác Vì vậy, thơng thường chúng có tính chất vật lý, học hóa họi khác Sau đề cập đến tính chất đặc trưng khoáng vật giúf cho ta nhận biết sử dụng hợp lý chúng đời sống kỹ thuật 1.1 H ình d n g c ủ a k h o n g vật Mỗi loại khống vật thường có hình dạng định thể qua hình dạng tíní cúa chúng thành phần hóa học điều kiện thành tạo định Dựa vào hìnl dạng đế nhận biết khống vật xét đốn hồn cảnh đời cùa chúng Cá< tinh thể hay hạt khống vật xác định hình dạng chúng khong gian ba chiều Tất tinh thể khống vật quy dạng sau: a D ạng đẳng thước: Cấu trúc tinh thể ba phương không gian phát trien gần V í dụ: M anhetit (F e,0„); H alit (NaCl); G ranat (C a ,A li[S i0 4]3) -b D ạng kéo dài hai phương: Cấu trúc tinh thề khoáng vặt dạng dạng vảy V í dụ: m ica, tan, clorit, graphit c D ạng kéo dài m ộì phương: Cấu trúc tinh thể dạng que, dạng sợi dạng cột lang trụ Đ ó khống vật am ian, apatit, thạch anh T rong tự nhiên tinh thể khống vật có dạng phổ biến dạng chuyển tiếp dạng a, dạng c, 1.2 M u c ủ a k h o n g v ật M àu khoáng vật m ột đặc trưng quan trọng nhất, phản ánh thành phẩn hóa học cúa khống vật K hống vật có m àu chủ yếu chung chưa cac nguyên tố hóa học m ang m àu thuộc họ sắt (Ti, Cr, M n, Fe, Co, Ni, )- T rong đo tieu biểu Crôm , thể m àu sắc m ạnh khoảng cách hai hạt m ang m àu lớn nhiều bán kính ion C ũng có khơng chứa chất m ang m àu, khoáng vật vốn thể m àu rõ rệt có m ặt ion (không m ang m àu) khoảng trống kiến trúc m ang tinh thể khoáng vật V í dụ: m àu xanh tươi Lazulit, (M g, Fe)A l2[0 H ]2[ P 4]2, T hông thường xác định m àu khoáng vật dựa vào m àu vết vạch (hoặc m àu bột) nó, đặc biệt khống vật suốt 1.3 T ín h c t k h a i c ủ a k h o n g v ậ t Đ ó khả nãng tinh thể khối tinh thể khống vật bị tách vỡ thành khối có bề m ặt phẳng nhu m ặt gương (m ặt cát khai) Dựa vào mức độ tính cát khai khống vật bị tách vỡ chia khống vật mức độ cát khai sau: C át khai lìồn lồn: Các khống vật tách thành (vảy) m ỏng khó phân biệt vết vỡ với tính cát khai: M ica, C lorit, C út khai hoàn toàn: K hống vật bị tách vỡ thành khối có hình dạng giống hệt tinh thể ban đầu: C anxit, G alenit, H alit, M uốn phân biệt vết vỡ theo phương khổng cát khai tương dối khó C át khai khơng hồn tồn: K hống vật bị tách vỡ khó phát thấy vết vỡ phảng m bề m ặt vết vỡ thường gồ ghể, sù sì: C axiterit, thạch anh, T ính cát khai m ột tính chất quan trọng đế nhận biết khoáng vật ứng dụng kỹ thuật, khả chống tác dụng phong hóa tính chất học cùa khống vật đá T ính cát khai chí phụ thuộc vào hình dạng tinh thể k Ịị M ịÌ 2 ,8 -11,7 2L = 71,8 (m Vng.d.) 2.85 Lưu lượng dịng thấm có bề rộng B = 50m là: Q = B.q = 71,8 50 = 590 (mVng.đ.) X Chiều cao m ực nước điểm M (hình 3-37) là: q X K = , 26,8 \ 2.71,8 21 = 21,1 l(m ) Ví d ụ 3-2 M ột tầng chứa nước áp lực có đáy cách nước nằm ngang, chiểu dày tầng chứa nước không đổi 17m hệ số thấm 34m /ng.đ (H 3-38) C hiều cao cột nước áp lực HK-1 (đầu nguồn) 47m , H K -2 (cuối nguồn) 23m , khoảng cách 2H K 65m Hãy xác định: 1) Lưu lượng dòng thấm qua đơn vị tiết diện thấm 2) T ính chiểu cao cột nước áp lực điểm M 2H K cách HK-1 m ột khoáng 32m 3) Đ ất (c ó y d = l,8 g /cm ’) đáy hố m óng, điểm M cách đáy tầng chứa nước m, bị bục áp lực nước không ? H ình 3-38 Sơ dồ tầng chứa nước Bùi giải Trước hết ta tính lưu lượng thấm qua đơn vị tiết diện: q L M i = 34.17-4 ^ 65 = 213,4 (m ’/ng.d.) Chiều cao cột nước áp lực điểm M (hình 3-38) là: H S= H , — - x = K.M = ,1 (0 ) 34.17 Áp lực đất tác dụng vào tầng chứa nước là: Pj = ( z - M) Y d = (20 - 17) 1,87 = 5,61 (T/m2), Áp lực cột nước cùa tầng chứa nước là: p„ = (H„ - M )y n = (35,18 - 17) 1,0 = 8,18 (T /m 2) Đất đáy hố m óng bị buc p„ > Pj Ví d ụ 3-3 Tầng chứa nước khơng áp đáy cách nước nằm ngang có hệ số thấm không gồm lớp nằm nối chiểu dòng thấm Hệ số thấm : lớp K, = 36 m /ng.đ, lớp K = 21m /ng.đ Các số liệu khác hình 3-39 H ãy xác định: 154 ) lưu lượng thấm qua đơn vị tiết diện thấm ) tính chiều cao mực nước sơng dâng lớn m nước ngầm không chảy vào hố m óng ? Bài giải Lưu lượng thấm qua đom vị tiết diện thấm: q= h f - h | _ 172 - , 62 , = 88,3 (m /ng.đ) Í-ÍL + -3-) (— + — ) k| k 36 21 H ình 3-39 Sơ đồ táng chúa nước Đây dòng chảy ổn định ta có: h ^ - ( h s + Z max) q = 88,3 22z ~ ( 8,6 + Z max) 2(^ + 11 36 21 - ( ,6 + Z max) ( 8,6 + z max)2 = 204,97 Z m„ = 14,316 - 8,6 = 5,716 (m) 3,16 Ví dụ 3-4 T ính lưu lượng nước chảy vào đường hào dài lOOm, đào dọc theo sông cách m ép nước sông 150m Đường hào đào vào tầng chứa nước có k = 21m /ng.đ đáy cách nước nằm ngang Các số liệu khấc nêu hình 3-40 Bài giải Ta phải tính lưu lượng nước chảy vào hào từ phía: +) nước chảy vào hào từ phía sơng: Qs = K L - = 1 0 ; t s ■- \ 10,8 - , 21 V \ I:>.*••• 'D-4m' 'ị Ị - — — n í — Ị— - 1SOnĩ -Ị H ình 3-40 Sơ đồ mặt cắt đường liào = 969m ’/ng.đ +) nước chảy vào hào từ phía đối diện sơng: Qx = 21.1 100 12, - , 2.650 • r ///? /7 /////-/7 /r ///f/V r { 7 7 7 7 7 7 A r /S // 2.150 = 818m 3/ng.đ Tống lượng nước chảy vào đường hào là: Q = Q s + Q T = 969 + 818 = 11 787 mVng.đ Ví dụ 3-5 M ột hố m óng hình chữ nhật kích thước đáy x l3 m (H 3-41) đào tới đáy tầng chứa nước khơng áp có đáy cách nước nằm ngang Tầng chứa nước cát hạt nhó dày 7,6m , hệ số thấm , m/ng.đ hệ số rỗng 0,897 trọng lượng riêng 2,67g/cm \ Khi thi cơng phải hút cạn nước hố m óng tạo khoảng ảnh hưởng, tính từ m ép đáy hố m óng đến ranh giới mực nước tĩnh 37m Hãy xác định: 155 1) tháo khô hố m óng lưu lương bao nhiên, ) tượng cát chảy giả xảy không, sao? Bài giải 1) Tính lưu lượng theo cơng thức giếng lớn Bán kính giếng lớn: H ình 3-41 Sơ đồ mặt cắt lió'móng R„ = R + r„ = 37 + -^7x13:3,14 = 37 + 5,38 =42,38 (m) Nước chảy vào hố m óng là: ,6 ■598,5m 3/ng.đ Q = 1,366.6,8lg ,3 - l g 5,38 ) đế biết khả nãng xảy tượng cát chảy giả hay khơng ta phải tính Iu 1^ I„ = — = 0,205 < 37 ,6 - Lh = ■ : = 0,880 -> cát chảy giả không xảy ! E 1,897 Ví d ụ 3-6 Dùng giếng khoan hồn chỉnh (H 3-42) đường kính ống lọc 219m m khai thác tầng chứa nước không áp đáy cách nước nằm ngang, hệ sô' thấm 0,456m /h chiều dày tầng chứa nước 21m K hi bơm nước từ giếng lên thấy độ hạ thấp mực nước giếng 3,4m H ãy xác định: ) lưu lượng bơm nước bao nhiêu, 2) chiều cao mực nước điểm cách tâm giếng m ột khoảng 35m ? Bài giải Đ ổi đơn vị: 2r = 219m m -> r = 0,1095m , K = r 0,456m /h = 10,9 m /ng.d Tính bán kính ánh hướng Iheo K usakin R = 2.S V ĨĨK = ,4 ^ 1 ,9 = 103 (m) Chiều cao mực nước giếng là: h = H - S = - , = 17,6 (m ) Lưu lượng bơm hút nước từ giếng lên H ình 3-42 Sơ đồ giếng ví dụ 3-6 Q = 1,366.10,9 (2 - ,4 ) ,4 lg 103 —lg 0,1095 : 657 (m /ng.đ.) Chiểu cao mực nước điểm cách tâm giếng 35m — t e -r 1.366.K 156 657 35 17,6 + = 20,5 (m ) lg1,366.10,9 0,1095 V í dụ 3-7 Khi khoan tạo lỗ túy để kết cấu giếng phát mực nước độ sáu cách m ặt đất 15m; sau kết cấu giếng xong bơm thổi rửa thấy mực nước ôn dinh cách m ặt đất 5m Chiều dày tầng chứa nước 9m, hệ số thấm l,25m /h Đường kính ống lọc 219m m đặt suốt chiều dày tầng chứa nước (H.3-43) Hãy xác định: a) lưu lượng khai thác nước chiều cao mực nước giếng lOm ? b) thi công hố m óng, khai thác nước, điểm cách tâm giếng 34m đáy hố nóng cách đáy tầng chứa nước 12,3m đất ( y d = l,834g/cnv) đáy hố m óng có thê bị bục không ? Bài giải Theo mực nước xuất ổn định chênh ống lọc choán toàn chiều dày tầng chứa nước giếng hồn chỉnh tầng chứa nuớc có áp +) đổi đơn vị tính thơng số: 2r = 219m m -> r = 0,1095m , H = - + = 19 (m) S = H - h = 19 - 10 = (m) Hình 3-43 Cho ví dụ 3-7 K = l,25m /h = 30m /ng.đ Bán kính ảnh hưởng theo Kusakin R = 2.9 Vl 9.30 = 430m a) Lưu lượng khai thác nước từ giếng lên s Q = 2.73K M - = 2,73 0.9—^ l g - l g 0,1095 3,594 845,8 mVng.đ = 77 m 7h b) Chiều cao cột nước áp lực đáy hơ' m óng Hx = h + Q X 1845,8 , 34 ■lg = + ,73.KM “ r 2,73.30.9 “ 0,1095 16,24 (m) Áp lực đất đáy hố m óng Pj = (12,3 - 9)1,834 = 6,05 T/m Áp lực cột nước tác dụng vào đất đáy hố m óng p w = (H x - M )y „ = (16,24 - 9)1,0 = 7,24 T/m Kết luận: Có thể xảy tượng bục đất đáy hố m óng p w > Pj Ví dụ 3-8 1) Tính lưu lượng giếng khơng hồn chỉnh chiều dài ống lọc 9.2m. 159mm, tầng chứa nước có m ặt thống tự do, chiều dày 11,6 m có hệ số thấm 13,5m/ng.đ Khi độ hạ thấp mực nước giếng l,75m Biết bán kính ảnh hưởng 2 m 157 2) N ếu giếng hồn chỉnh lưu lượng độ giảm m ực nước giếng 2,65m B ài giải T heo ta vẽ sơ đồ cấu tạo giếng trẽn hình 3-44 +) Đ ổi dơn vị tính thơng số khác: H ình 3-44 Clio ví dụ 3-8 2r = 159m m -> r = 0,0795m , h = H - S = 1 ,6 - 1,75 = 9,85 (m ) 1) T ính theo phương pháp Phoocgeim er: 11, - , ,2 ,8 - ,2 Q = 1,366.13,5: lg 2 - l g 0,0795 V9,85 9,85 = 198,3 (m Vng.đ.) 2) T ính lưu lượng giếng hồn chỉnh có s = 2,65m (2 1 ,6 - ,6 ) ,6 = 293 mVng.đ Q = 1,366.13,5l g 2 - l g 0,0795 Ví d ụ 3-9 M ột giếng khơng hồn chỉnh có chiều dài ống lọc 12 m đường kính 2r = 273m m tầng chứa nước có áp chiều dày 16m, hệ số thấm 0,875m /h chiều cao cột ấp ban đẩu 24m (H 3-45) Hãy xác định: a) lưu lượng Q để độ giảm m ực nước W m ễ ễ Ế — 24111— — b) tính chiều cao cột áp M cách tâm -R H ình 3-45 Sơ đồ giếng cho ví dụ 3-9 giếng 24m Bài giải +) Đổi đơn vị, tính bán kính ảnh hưởng theo K usakin: 2r = 273m m -> r = 0,1365m K = 0,875m /h = 21m /ng.đ R = S V h c = ^ = ( m ) a) Tính Q theo Phoocgeim er: Q = 2,73K M s lg R - lg r VM 2M - M 12 -1 = 2,73.21.16= 74 m ’/ng.đ Ig -lg ,1 V16 16 158 S ’/ / / / / / / / / / / / / / ' / / / / 7 giếng s = 7m, b) Chiều cao cột nước áp lực điểm cách tâm giếng 1748 Hx = + - 24 lg : -1 2,73.21.16 X - 24m là; = + 4,4 = 21,4 (m ) ° ’ 136 16 Ví d ụ 3-10 M ột giếng khơng hồn chinh dùng ông lọc dây r = 0,16m dài I = 5m có đáy ống lắng bịt kín, đặt tầng chứa nước khơng áp có chiều dày lớn hệ số thấm K = 0,7m /h Các số liệu khác hình 3-46 Hãy xác định lưu lượng nước độ giảm mực nước giếng s = 4,2m Bài giải Đây giếng ỏ tầng chứa nước lớn nên phải tính chiều đày đới ảnh hưởng H, theo Zam arin -Phoocgeim er +) Tính thơng số cần thiết theo bảng 3-7 thì: s + / = 4,2 + = (m ) s = 0,54(S + ỉ) suy chiều dày đới ảnh hưởng: H„ = 1,72(S + ỉ) = 1,72(4,2 + 5) = 15,82 (m ) h, = H „ -S = 11,62 (m) K = 0,7m /h 24 = 16,8m/ng.đ Bán kính ảnh hưởng tính theo Dikhard R = S ^ = 10.4,2 V Ĩ M = 172 (m) +) Tính lưu lượng nước bơm theo Phoocgeimer: Q = 1.366K Hỉ-hỉ lg R - lg r = 1,366.16,8 Ih Ỉj F h„^ 15,82 -1 ,6 lg 172 —lg 0,16 1 ,6 - 11,62 \ 11,62 ■640,7 (mVng.đ) +) Khi mực nước giếng cao ống lọc tính theo phương pháp Skabalnovis: Q = 2,73.K S(S + 1) = 2,73.16,8 ’ ( ’ + 5> = (mVng.đ.) lg R -lg r lg 172 —lg 0,16 Ví d ụ 3-11 M ột giếng khơng hồn chỉnh thu nước qua thành ống lọc I = 9m, r = 0,16m , tầng chứa nước có ấp chiểu dày lớn M = 29m , hệ số thấm 0,85m /h, Hãy tính lưu lượng giếng độ giảm mực nước giếng s = l , m, bán kính ảnh hướng R = lOm 159 Bùi giải 1) T ính theo phương pháp cùa Zam arin Do chiều dày tầng chứa nước lớn có l < 0,3M Ta phải tìm chiểu dày c ù a đới ảnh hướng M„ (bảng 3-7) Ta có s + / = 1,6 + = 10,6 (m ) Vậy s = 0,15(S + /), từ bàng 3-7, suy M „= l,3 (S + / ) = 13,89m Lưu lượng giếng theo công thức (3 - 77) là: ,7 K M a.S Q = ỊX /2 M a - / M- lg R -lg r ,7 ,4 ,8 ,6 lg 110 —lg 0,16 ,8 - V l3 ,8 \ 378,7 (mVng.đ) 13,89 2) T ính theo phương pháp G irinski (/< 0,3M ) ta có: Q = 2,73.k.l.s ,7 ,4 ,6 lg ( l,6 ) - lg r lg 1,6.9 —lg 0,16 410,4 (m Vng.đ) Kết luận: Sai số cách tính khơng nhiều (l,32m V h) V í dụ 3-12 M ột hố khai thác lộ thiên rộng I20m , qua lớp đất khác nhau: Lớp có hệ số thấm k, = 7m /ng.đ dày 7,5m; Lớp có k = 13m /ng.đ dày m T heo tài liệu quan trắc bán kính ảnh hướng: lớp R, = llOOm; lớp có R, = 1400m Chiều dài đáy 880m , chiều dài hố lớp 980m Các số liệu khác hình 3-47 .’õỶ ■