GGiIŚ	Imię i nazwisko: Justyna Boś	III IŚ
Grupa 1	Temat ćwiczenia: OZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA FILTRACJI 1. Sporządzenie krzywej uziarnienia 2. Oznaczanie współczynnika filtracji na podstawie danej krzywej uziarnienia	Data: 16.03.2008
Grupa lab 1			Ocena:

1. Wstęp teoretyczny

Warstwa wodonośna - warstwa mająca zdolność przewodzenia, oddawania i przyjmowania wody. Może ona występować wśród utworów sypkich (żwiry, piaski) i zwięzłych (dolomity, piaskowce, wapienie).

Filtracja - to zdolność cieczy (wody) do przesączania się przez ośrodek

porowaty. Filtracja zależy od właściwości fizycznych wody i ośrodka porowatego.

Zdolność gruntu do przepuszczania wody systemem połączonych porów nazywa

się wodoprzepuszczalnością.

Współczynnik filtracji k - wyraża zdolność gruntu do przepuszczania wody, przy istnieniu różnicy ciśnień. Jednostkami współczynnika filtracji są: [m/s], [cm/s], [m/h].

Metody oznaczania współczynnika filtracji:

• Badania terenowe

• Orientacyjne oznaczanie z tabel

• Metoda laboratoryjna

• Za pomocą wzorów empirycznych (krzywa uziarnienia)

Współczynnik filtracji jest zależny od:

• własności fizycznych gruntu:

- uziarnienia gruntu

- porowatości gruntu

- składu mineralnego

- struktury i tekstury gruntu

• b) własności wody podziemnej:

- temperatury

- składu chemicznego

CZEŚĆ PIERWSZA - ANALIZA SITOWA

1. Cel ćwiczenia

• wyznaczenie procentowego składu poszczególnych frakcji badanej próbki

• sporządzenie krzywej uziarnienia

2. Przyrządy i aparatura

• Zestaw sit o oczkach (0,071-0,1; 0,1-0,25; 0,25-0,50; 0,50-1,0; 1,0-2,0; 2,0-5,0) [mm]

• Waga

1. Przebieg analizy

• Po odpowiednim wytarowaniu wagi odważono 250 g wysuszonej próbki gruntu

• Zmontowano odpowiedni zestaw sit (na górze sito o największym wymiarze oczek)

• Wcześniej odważoną próbkę gruntu przesiano przez zestaw sit

• Po przesianiu na poszczególnych sitach pozostały odpowiednie frakcje, które kolejno zważono i zanotowano wyniki (tabela poniżej)

• Przeprowadzono stosowne obliczenia w celu wyznaczenia składu oraz krzywej uziarnienia.

4. Wyniki analizy

Wymiary [mm]	Wymiary oczek sita [mm]	Pozostałość na sicie		Suma zaw. ziar. o śr. Mniejszej od śr. sita [%]
					[g]	[%]
Dno	<0,071	0,52	0,208	0,208
0,07	0,07-0,1	0,84	0,366	0,544
0,1	0,1-0,25	52,65	21,060	21,604
0,25	0,25-0,50	150,92	60,368	81,972
0,50	0,50-1,0	39,29	15,716	97,688
1,0	1,0-2,0	5,74	2,296	99,984
2,0	2,0-5,0	0,04	0,016	100,000
		Σ = 250	Σ = 100

CZEŚĆ DRUGA OZNACZENIE WSPÓŁCZYNNIKA FILTRACJI

PRÓBKA 1.

Wymiary [mm]	Wymiary oczek sita [mm]	Pozostałość na sicie		Suma zaw. ziar. o śr. Mniejszej od śr. sita [%]
					[g]	[%]
Dno	<0,071	27,0	5,4	5,4
0,07	0,07-0,1	137,0	27,4	32,8
0,1	0,1-0,25	203,5	40,7	73,5
0,25	0,25-0,50	96,5	19,3	92,8
0,50	0,50-1,0	29,0	5,8	98,6
1,0	1,0-2,0	4,0	0,8	99,4
2,0	2,0-5,0	3,0	0,6	100,0
		Σ = 500	Σ = 100

1. Wielkości i dane odczytane na podstawie krzywej uziarnienia

• Wartości poszczególnych d:

• d₁₀ = 0,075 mm

• d₂₀ = 0,091 mm

• d₅₀ = 0,15 mm

• d₆₀ = 0,18 mm

2. Przeprowadzone obliczenia

1. Wyznaczenie współczynnika niejednorodności uziarnienia na podstawie zależności:

U= d₆₀ /d₁₀

U= 0,18[mm]/0,075[mm]

U= 2,4

Współczynnik uziarnienia jest mniejszy od 5 co oznacza ze utwór jest skałą równoziarnistą.

2. Wyznaczenie współczynnika filtracji na podstawie wzoru Hazena:

k₁₀ = c*d₁₀² [m/d]

U	C
1	1200
1 - 1,5	1000
1,5 - 2	800
2 - 3	600
3 - 4	500
4 - 5	400
5	300

gdzie:

c - liczbowy współczynnik zależny od U

zależność tę przedstawia tabela obok

Warunki stosowania wzoru:

U < 5

D₁₀ = 0,1 - 3 mm

Do naszych obliczeń obieramy c= 600

k₁₀ = 600*0,075² [m/d]

k₁₀ = 3,375 [m/d]

k₁₀ = 3,375/864 = 0,003906 [cm/s]

3. Wyznaczenie współczynnika filtracji na podstawie wzoru „amerykańskiego”:

k₁₀ = 0,36*d₂₀^2,3 [cm/s]

k₁₀ = 0,36*0,091^2,3

k₁₀ = 0,001452 [cm/s]

k₁₀ = 0,001452*864 = 1,2549 [m/d]

4. Wyznaczenie współczynnika filtracji na podstawie wzoru Seelheima:

k₁₀ = 0,357*d₅₀² [cm/s]

k₁₀ = 0,357*0,15² [cm/s]

k₁₀ = 0,008033 [cm/s]

k₁₀ = 0,008033*864 = 6,9401 [m/d]

PRÓBKA 2.

Wymiary [mm]	Wymiary oczek sita [mm]	Pozostałość na sicie		Suma zaw. ziar. o śr. Mniejszej od śr. sita [%]
					[g]	[%]
Dno	<0,071	0,52	0,208	0,208
0,07	0,07-0,1	0,84	0,366	0,544
0,1	0,1-0,25	52,65	21,060	21,604
0,25	0,25-0,50	150,92	60,368	81,972
0,50	0,50-1,0	39,29	15,716	97,688
1,0	1,0-2,0	5,74	2,296	99,984
2,0	2,0-5,0	0,04	0,016	100,000
		Σ = 250	Σ = 100

3. Wielkości i dane odczytane na podstawie krzywej uziarnienia

• Wartości poszczególnych d:

• d₁₀ = 0,16 mm

• d₂₀ = 0,23 mm

• d₅₀ = 0,3 mm

• d₆₀ = 0,35 mm

4. Przeprowadzone obliczenia

5. Wyznaczenie współczynnika niejednorodności uziarnienia na podstawie zależności:

U= d₆₀ /d₁₀

U= 0,35[mm]/0,16[mm]

U= 2,2

Współczynnik uziarnienia jest mniejszy od 5 co oznacza ze utwór jest skałą równoziarnistą.

6. Wyznaczenie współczynnika filtracji na podstawie wzoru Hazena:

k₁₀ = c*d₁₀² [m/d]

Wartość c dobieramy na podstawie tabeli przedstawionej w próbie 1 i do naszych obliczeń obieramy c= 600

k₁₀ = 600*0,16² [m/d]

k₁₀ = 15,36 [m/d]

k₁₀ = 15,36/864 = 0,01778 [cm/s]

7. Wyznaczenie współczynnika filtracji na podstawie wzoru „amerykańskiego”:

k₁₀ = 0,36*d₂₀^2,3 [cm/s]

k₁₀ = 0,36*0,091^2,3

k₁₀ = 0,001452 [cm/s]

k₁₀ = 0,001452*864 = 1,2549 [m/d]

8. Wyznaczenie współczynnika filtracji na podstawie wzoru Seelheima:

k₁₀ = 0,357*d₅₀² [cm/s]

k₁₀ = 0,357*0,15² [cm/s]

k₁₀ = 0,008033 [cm/s]

k₁₀ = 0,008033*864 = 6,9401 [m/d]

4. Wnioski

Wzór	Jednostka	Otrzymany wynik
Hazena	m/s	0,000251
Hazena2			0,000419
Seelheima			0,000571
amerykański			0,000162

---