Hidrológiai tájékoztató, 1978

Horváth Tibor: A szivárgási tényező számítási módszerek összehasonlítása, és a Zamarin-módszer módosítása

A szivárgási tényező számítási módszerek összehasonlítása, és a Zamarin-módszer módosítása HORVÁTH TIBOR METRÖ Beruházási Vállalat 1. Bevezetés A dolgozat célja a különböző szivárgási tényező számítási módszerek összehasonlítása és értékelése. Megvizsgáljuk a hazai gyakorlatban használatos módszerek eltérését, azok használatának célszerű tartományát. Külön-külön megvizsgáljuk a Slichter számos és teljes szemcseeloszlási görbét használó módszereket. Szeretnénk a gyakorlat számára olyan útmutatást adni, melyből kiderül, hogy melyek a megközelítően helyes eredményt adó módszerek a különböző szemcsetartományban. A vizsgálatot összehasonlító számításokkal végeztük, különböző szemcseeloszlású kőzetet és különböző tömörségi állapotot felvéve. A hézagtérfogat laza n

t = 35%-tól a nagyon tömör n

3 = 20%-ig változott annak érdekében, hogy az eltéréseket a gyakorlatban előforduló tömörségi tartományok teljes területére megkaphassuk. 2. A Slichter számon alapuló módszerek vizsgálata Ezen módszereknek hiányossága, hogy a szemcseeloszlási görbéknek csak egy pontját veszi figyelembe és így általában a kőzet finom szemcséinek módosító hatására nem érzékeny. 2.2. Az eredmény értékelése. A szivárgási tényező meghatározására közvetlen szivárgási vizsgálatot nem végeztünk, a kapott eredmények összehasonlítását más módon tettük meg. A közvetlen szivárgási vizsgálatoknak laboratóriumi körülmények közötti elvégzése végeredményben ugyanis csak néhány olyan újabb mérési adat birtokába juttatott volna bennünket, amelyek megbízhatósága — az itt most nem részletezendő, de a szakmában ismert okok — ugyanolyan kicsiny, mint az eddigieké, s így önmagukban nem lehetnek összehasonlító bázisadatok. Feltételeztük, hogy minden kutató, aki összefüggést adott a szivárgási tényező számítására önmaga végzett ellenőrző méréseket — ha nem is olyan kiterjedt mértékben, mint Bayer — s ezért az ismertetett összefüggéseket kísérleteken és elméleti megfontolásokon nyugvóknak tételeztük fel. így a belőlük kapott eredmények, alapjaiban rengeteg kísérleti eredményt tartalmaznak. A legjobb eredmények tehát — azonos gondosságot feltételezve — azok, amelyek összeeső eredményeket adnak. Az összehasonlító adatoknak így a számított értékek állagát vettük alapul úgy, hogy az egy halmazba eső értékeket 1 súllyal, míg a halmaztól távol eső értékeket 0,5 súllyal vettük figyelembe. Ezen értékeket neveztük el átlagos szivárgási tényezőnek K. 2.1. számítási eljárás. A vizsgálatot a K = ~d

2 összefüggés alapján végeztük el, ahol p — a víz dinamikai viszkozitása. A vizsgálatoknál a 10 C° hőmérsékletű víz jellemzőit használtuk, minthogy a valóságban ez jól egyezik a talajvíz évi átlagos hőmérsékletével; d — mértékadó szemcseátmérő; A — a Slichter-szám. Ennek értékeit a következő Slichter-számokból határoztuk meg. — Liebenzon: — Lapuk: ,— Terzaghi: — Zamarin: A = 0,01068n

3.

3 2(1 — n)

2 A = C n — n

0 Vi —i A = 8,4(1,275 — l,5íl)

2 (1 - n)3 — Fair—Hatsch: A = C (1 — n)

2 — Bachmeteff—Federov: A =2 n% — Juhász: A = 1,5 A kapott eredményeket a különböző hézagtérfogat szerint bontva az 1., 2. és 3. ábrán adjuk meg. KCmft • Lfebenzon • Lapuk » Terzaghi => Zamarin • Falr-Halch • Bachmeteff • Juhász = Zamarin • Palagyin ' Beyer . - Slichter számon alapuló szivárgási tényezők súlyozott átlaga = Módosított Zamarin képlettel számított szivárgási tényező Kavics iszap 1. ábra. Szivárgási tényezők a szemcseátmérő függvényében n = 20 hézagtérfogat esetén 20