Файл: Булычев, В. Г. Механика дисперсных грунтов.pdf

л

■д

с

с

Рис. 27

Для примера возьмем

более показательный случай,

когда

чения

скважины, заложенной в грунте с жестким

скелетом,

равна

100 см ^. Коэффициент фильтрации

к = 100

см/год.

Пусть скважина заглублена на 1 м ниже

уровня

грунтовых

обходимое для того, чтобы вода заполнила скважину до

от­

метки уровня грунтовых вод.

При среднем пьезометрическом уклоне (градиенте)

J

И

1 _

100

1 _ _L .

L

‘ 2

100 '

Z Z ’

подош­

средняя скорость поступления воды в скважину через

ву будет равна

V = — 100

= 50

см/год .

Следовательно, время, необходимое для заполнения

сква-

жины до отметки уровня грунтовых вод, будет равно

100

■ 100

= 2

года.

50 .

100

Естественно, что такой срок не может

удовлетворить

ис­

следователя, а следовательно,

неудовлетворительным

должен

считаться и самый метод.

В докладе инж. Во

на Международном судоходном

конг­

рессе в Брюсселе в 1935 г.,

приводились указания на

ме­

тод и прибор, примененный в

Гаврском порту для измерения

напора грунтовых вод в мелком неорганическом иле.

Прибор (рис. 28) представляет собой

водонепроницаемую

стальную обсадную трубу

А

, в которую наливается

вода,

же вода не напорная, то соответствующее показание

мано­

метра определяет положение уровня грунтовых вод.

основу этого прибора, его конструкцию все же нельзя

счи­

тать удовлетворительной. Во-первых, ег.о действие

ограниче­

но вакуумом, который немедленно появится в приборе

при

опускании его более чем на 10 м (практически 7 -8 м);

во-

вторых, совершенно не исключено влияние на прибор

темпе­

ратуры окружающего грунта и воздуха, а оно,

по-еидимому,

может быть значительным, так как вода в трубе

закрыта

герметически.

По инициативе проф. Н. М. Герсеванова, автором в

1 9 3 6 -

1937 гг. разработана конструкция прибора, в

котором

уст­

ложение уровня грунтовых вод (у. г. в.), находящегося

на

глубине

h

от дневной

поверхности Д - Д . Пробуренная

в

грунте

на глубину

//,

скважина с опущенной в нее обсадной

трубой

А

не дала

воды. Из-за малого коэффициента фильт­

Представим далее, что, налив сверху до некоторого

уровня

Л, воду, скважину герметически закрыли тампоном

В . Че­

рез некоторое время в воде создается давление,

равное

давлению водяного столба

/ / , — / ? .

После

установления

гидростатического равновесия можно определить это

давле­

ние по показанию манометра В ,

помещенного в воду.

Зная

отметку заложения скважины и показания манометра,

не­

трудно определить отметки

у. г. в.

При этом время, необхо­

димое для установления гидростатического давления,

будет

находиться в зависимости от коэффициента фильтрации

грун­

та, коэффициента сжимаемости воды и емкости

помещенно­

го в воду манометра. Роль тампона в этой схеме

исключи­

тельно важна: если тампон пропускает хотя бы

ничтожное

количество воды, то установление гидростатического

равно­

весия невозможно, а следовательно, и показания

манометра

будут искажены.

Для ориентировочного представления о времени,

необходи­

мом для установления гидростатического равновесия в

при­

боре, произведем следующий расчет. Пусть поперечное

сече­

ние скважины 100 см , а

Ну -

h

= 2 м.

V

Находящееся под тампоном количество воды

равно

ния 0 ,2 кг/см ^

через

äV^

,

получим:

<ІѴЛ= 0 ,2 • 0 ,0 0 0 0 4

= 0 ,0 0 0 0 0 8 см3 .

При коэффициенте фильтрации

к = 100

см/год и

при

градиенте

1 /2 скорость поступления воды

будет 50 см/год.

В этом

случае

время

7" ,

необходимое

для установления

гидростатического равновесия, будет равно

т=

( 0 .0 0 0 0 0 8

■ 200) + Ѵі

50 • 100

’

При

1^ - 0 ,2

см 3

Т = 0 -0 0 1 6 + 0 .2

= 0 ,0 0 0 0 4 года,

5 0 0 0

т. е.

около 5 0 —60

мин.

ло влияет на инерцию прибора. Учитывая это, автор

предло­

жил прибор, схема которого представлена на рис. 30.

Б .

К цилиндрической трубе

А

внизу приварен фланец

Во­

круг низа трубы

А

на фланце

Б

укрепляется

резиновая

камера

В . Выше камеры на трубу надевается свободно

пе­

редвигающийся по ней патрубок

Г .

Боковая поверхность ка­

меры

В

закрыта

резиновой покрышкой

Д

,

укрепленной

проволокой

к фланцу

Б и патрубку

Г .

Сверху на

патру­

бок Г

надевается спиральная пружина

Е

,

подпираемая

сверху кольцом

Ж .

В середине трубы

А имеется

специ­

альной

конструкции затвор

3

,

удерживающий патрубок Г над

камерой

В

. В верхней части трубы

А

имеется

второй

затвор

И , запирающий сжатую пружину

Е .

струкция которого показана на рис. 31.

В

толстостенную

стеклянную трубку А длиной 10

см, диаметром

2 мм вво­

дится тонкая спиральная проволока

Б

большого

омического

новый мешочек

в

, наполненный ртутью, а второй

(верх­

ний) - наружу, место выхода опаивается жидким

стеклом

либо сургучом.

Стеклянная трубка

А вводится в

металли­

ческую трубку

Г

, опирающуюся на подставку

Д

,

име­

ющую в своей нижней части решетчатую пластинку

Е

. К

обоим концам проволоки Б

припаиваются электропровода,

которые выводятся

наружу через верхнюю часть

трубки

Г .

Пространство между трубками

А

ж Г заливается

парафи­

рировать с помощью специального приспособления,

показан­

ного на рис. 32.

А в центре его крышки

Б

Над металлическим баллоном

устанавливается

манометр В .

Баллон герметически

закрыт.

Для нагнетания

в него воздуха сбоку имеется ниппель

Г ,

соединенный шлангом с насосом

Д

. Внутри баллона

А ус­

танавливается подлежащий тарировке

аэростатический

мано­

метр

Е .

Провода

Ж , идущие

от спиральной

проволоки

манометра, выводятся наружу через эбонитовые

пробки-за­

жимы

3 .

Крышка

Б , имеющая резиновую

прокладку,

плотно навертывается на резьбу в верхней части

баллона А .

нометра. Провода

Ж

присоединяются к соответствующим за­

жимам мостика с

тем, чтобы ток (от сухой батарейки

на­

пряжением в 4 ,3 5

V

), пропущенный через всю систему,

ре­

мостиком, легко подобрать такое состояние, когда

нулево'й

отсчет манометра В будет соответствовать нулевому

отсче­

ту гальванометра.

А и регистрируя его по

Повышая давление в баллоне

ма­

нометру & , легко убедиться,

что гальванометр также

из­

нометра,

нетрудно построить кривую тарировки

(рис. 33);

каждая такая кривая должна быть привязана к

"настройке"

мостика.