Hidrológiai tájékoztató, 1980

1. szám, április - Dr. Szabó Imre: A szivárgás tényező-hézagtényező kapcsolatának meghatározása nagynyomású kompressziós készülékkel

\ alkalmazott ödométerek [5] nem alkalmasak, mivel csak kis nyomások (max 10 kp/cm

2) állíthatók elő. A rétegvízikutatás során a rezervoármechanikai és hidrogeológiai vizsgálatokhoz szükséges kőzetfizikai jellemzők meghatározására fejlesztette ki a Bányászati Kutató Intézet a nagynyomású kompressziós terhelőberendezést [1, 2], A berendezés nagynyomású celláját kismértékben átalakítva láthatjuk az 1. ábrán, s mint látjuk, a folyamatos víz oda-, illetve elvezetés biztosításával a készülék, mint változó víznyomású permeabiméter is használható. A próbatestek átmérője a Nemzetközi Kőzetimechanikai Iroda ajánlása alapján 42 mm, magassága 21, ilL 8,4 (d/h = 2, illetve 5), természetesen szivárgási vizsgálatokhoz a magasabb minta a mérési pontosság szempontjából kedvezőbb. A cellákhoz hidraulikus terhelőberendezés tartozik, amellyel 160 kp'cm

2 axiális terhelés állítható elő, a terhelés állandóságát súlyakkumulátorok biztosítják. A kőzetmintán 0—160 kp/cm

2 között lépcsőzetesen növelve a terhelést, egyrészt meghatározhatók a konszolidáció számításához szükséges fizikai jellemzők, másrészt a konszolidáció kivárása után elvégezve a permeaibiliitás-vizsgálatot az egyes terhelési lépcsőkhöz kiszámítható a szivárgási tényező. Ismerve a minta beépítési hézagtényezőjét, mérve az összenyomódásokat, a konszolidált állapothoz tartozó hézagtényezőket egyszerűen számíthatjuk, s így végső soron rendelkezésünkre áll a hézagtényező-szivárgási tényező összefüggés. Természetesen a terhelési lépcsőket úgy célszerű választani, hogy a mintára a vaflóságban ható geosztatikai terhelést közrefogják. A 2. ábrán különböző mértékadó-szemcseátmérőjű finom homok és homokliszt minták szivárgási tényező értékeit láthatjuk a hézagtényező függvényében. Mint az jól ismert, a szivárgási tényező és a hézagtényező kapcsolata a következő, általános alakban írható fel: k = A • eb Az egyes mintákra kiegyenlítő számítással kapott A és b állandókat az 1. táblázatban találhatjuk. A korrelációs együttható (r) értékei alapján megállapítható, hogy a függvények a kiegyenlített mérési eredményekkel igen szoros kapcsolatot mutatnak, így a kapott öszszefüggések használata a mérési tartományon belül (e = 0,45—0.90) minden esetben lehetséges. 1. táblázat Az egyes mintákra vonatkozó A és b állandók a korrelációs együtthatóval Igk [cm/s] Mértékszemcseátmérő (D

m) (m/s) b r (mm) 0,036 3,30 • 10—

8 5,322 0,9946 0,078 6,01 • 10—° 5,579 0,9971 0,092 1,78 • 105 7,296 0,9943 0,102 4,48 • ío5 6,119 " 0,9943 0,110 8,75 • 1(M 7,573 0,9989 0,131 6,38 • 104 6,560 0,99975 r: a korrelációs együttható Ofi Ige 2. ábra. A szivárgási tényező (k) hézagtényező (e) kapcsolata különböző mértékadó szemcseátmérőjű (Dm) minták esetében A mérési eredményekből további két következtetést is levonhatunk: 1. Egyetlen szemcseátmérő (pl. mértékadó) érték alapján a szivárgási tényező megbízhatóan nem becsülhető az ismert számítási módszerek alapján [3, 4], mivel a kapott egyenesek egymással nem párhuzamosak. 2. A szivárgási tényező hézagtényező függ vény kapcsolatban a hatványkitevő (b) értéke lényegesen nagyobbra adódott, mint a gyakorlatban jó közelítésként elfogadott b = 3 érték. IRODALOM [1] Benecz I. (1974): Kétmérőhelyes nagynyomású kompressziós terhelőberendezés. 12 — 176/73 sz. Bányászati Kutató Intézeti szakvélemény (Kézirat). [2] Bodonyi J.—Benecz I.—Nagy B. (1974): Kisszilárdságú víztároló kőzetek összenyomódásának laboratóriumi meghatározására szolgáló vizsgálóberendezések. Bányászati és Kohászati Lapok, Bányászat 107. évii (különszám) p. K38—K41. [3] Horváth T. (1978). A szivárgási tényező számítási módszerek összehasonlítása, és a Zamarin módszer módosítása. Hidrológiai Tájékoztató, p. 20—22. [4] Juhász J. (1976): Hidrogeológia. Akadémiai Kiadó, Bp. 1976. [5] Kézdi A. (1964): Talajmechanikai praktikum. Tankönyvkiadó, Bp. 1964. 2* 19 %