k = Q c h Δοκιμή Lefranc m/sec

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "k = Q c h Δοκιμή Lefranc m/sec"

Γώργος Λιακόπουλος
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Δοκιμή Lefranc k = Q c h m/sec Βάθος Λιθολογία Σωλήνωση Στάθµη δοκιµής Βάθος στάθµης Δοκιµή Χειµάρριες αποθέσεις, άργιλοι και χάλικες D: 111mm d: 101mm Q: 700lt/min Σταθερή στην επιφάνεια Υ.Ο.: 1.m Lefranc Q = η παροχή του νερού σε m 3 /sec, c = συντελεστής σχετιζόμενος με τη γεωμετρία του δοκιμαζόμενου τμήματος, h = το ύψος της φορτίζουσας στήλης, σε m. Υπολογισμός Q - Προσοχή στην μετατροπή μονάδων

2 Δοκιμή Lefranc k = Q c h m/sec Βάθος Λιθολογία Σωλήνωση Στάθµη δοκιµής Βάθος στάθµης Δοκιµή Χειµάρριες αποθέσεις, άργιλοι και χάλικες D: 111mm d: 101mm Q: 700lt/min Σταθερή στην επιφάνεια Υ.Ο.: 1.m Lefranc Q = η παροχή του νερού σε m 3 /sec, c = συντελεστής σχετιζόμενος με τη γεωμετρία του δοκιμαζόμενου τμήματος, h = το ύψος της φορτίζουσας στήλης, σε m. Μορφή θύλακα d: εσωτερική διάμετρος σωληνώσεων Όταν η δοκιμή γίνεται μεταξύ διαπερατού και αδιαπέρατου D=διάμετρος γεωτρήσεως L=μήκος ασωλήνωτου τμήματος γεωτρήσεως Συντελεστής θύλακα c=2.7d Χρησιμοποιούνται και τιμές όπως c=2.8d ή c=2πd. c=2d Για L>4D (καμμιά φορά και περιπου για L>D (in U.S.B.R.κ.ά.) Για L<4D Για L<D Υπολογισμός c 1. Κοιτάω εάν η γεώτρηση είναι ολόκληρη σωληνωμένη ή όχι. 2. Εάν είναι ολόκληρη σωληνωμένη, τότε πρέπει να διαλέξω ανάμεσα στους δύο πρώτους τύπους. Επειδή το δοκιμαζόμενο τμήμα είναι στον πυθμένα της γεώτρησης κοιτάω εάν το επόμενο στρώμα είναι σχετικά περατό ή αδιαπέρατο ως προς αυτό στο οποίο κάνω τη δοκιμή. Διαλέγω αντίστοιχα τον τύπο που θα χρησιμοποιήσω. 3. Εάν δεν είναι όλη σωληνωμένη, τότε πρέπει να διαλέξω έναν από τους τρεις τελευταίους τύπους ανάλογα με τη σχέση του L (ασωλήνωτο τμήμα) ως προς το D (διάμετρος γεώτρησης)

3 Δοκιμή Lefranc k = Q c h m/sec Βάθος Λιθολογία Σωλήνωση Στάθµη δοκιµής Βάθος στάθµης Δοκιµή Χειµάρριες αποθέσεις, άργιλοι και χάλικες D: 111mm d: 101mm Q: 700lt/min Σταθερή στην επιφάνεια Υ.Ο.: 1.m Lefranc Q = η παροχή του νερού σε m 3 /sec, c = συντελεστής σχετιζόμενος με τη γεωμετρία του δοκιμαζόμενου τμήματος, h = το ύψος της φορτίζουσας στήλης, σε m. Υπολογισμός h 1. Εξαρτάται από τη θέση του υδροφόρου ορίζοντα. 2. Εάν υπάρχει υδροφόρος ορίζοντας, τότε το h ισούται με την απόσταση μεταξύ της στάθμης του υδροφόρου ορίζοντα και της στάθμης του νερού που διατηρούμε εμείς σταθερή μέσα στη γεώτρηση. 3. Εάν ο υδροφόρος ορίζοντας είναι κάτω από τη γεώτρηση ή δεν υπάρχει, τότε το h ισούται με την απόσταση μεταξύ της στάθμης του νερού που διατηρούμε σταθερή μέσα στη γεώτρηση και του μέσου του δοκιμαζόμενου τμήματος. Για παράδειγμα:1 ο : Αν το δοκιμαζόμενο τμήμα είναι σε βάθος και η στάθμη του νερού που διατηρούμε σταθερή μέσα στη γεώτρηση είναι μέχρι την επιφάνεια τότε h=1.m. Αν για το ίδιο βάθος δοκιμαζόμενου τμήματος () η στάθμη του νερού είναι σταθεροποιημένη στο 1m βάθος και όχι στην επιφάνεια, τότε το h=0.m (το μέσο του δοκιμαζόμενου τμήματος είναι 1.m, η σταθεροποιημένη στάθμη είναι στο 1m, άρα η διαφορά τους είναι 0.m). 2 ο : Αν η δοκιμή εκτελείται σε βάθος 3-m και η στάθμη του νερού είναι σταθεροποιημένη στην επιφάνεια, τότε h=4m και αντίστοιχα αν η στάθμη είναι σταθεροποιημένη στο 1 μ βάθος από την επιφάνεια, τότε h=3m.

4 Δοκιμή Maag k = A c t ln h 1 h 2 Βάθος Λιθολογία Σωλήνωση Στάθµη δοκιµής Βάθος στάθµης Δοκιµή -8m m/sec Σχιστόλιθος αποσαθρωµένος 0-8m D: 111mm s1: 0.2m s2: 0.0m t: 8min Σταθερή στην επιφάνεια Υ.Ο.: 1.0m Maag A = το εμβαδό της διατομής του δοκιμαζόμενου τμήματος (σε m 2 ), c = συντελεστής που εξαρτάται από τη γεωμετρία του δοκιμαζόμενου τμήματος t = η χρονική διάρκεια του βήματος πτώσης της στάθμης (σε sec), h 1, h 2 = το αρχικό και το τελικό ύψος της στάθμης πάνω από το επίπεδο αναφοράς (σε m) Για τον υπολογισμό του Α - Εάν η γεώτρηση είναι ολόκληρη σωληνωμένη τότε Α=1/4πd 2 - Εάν η γεώτρηση είναι μερικώς σωληνωμένη τότε πρέπει να προστεθεί και το εμβαδόν του τμήματος που δεν είναι σωληνωμένο, επομένως Α=1/4πD 2 +πdl Για τον υπολογισμό του c ισχύουν τα ίδια με αυτά της μεθόδου Lefranc 0 1 h 2 h 1 s 1 s 2 s o Για τον υπολογισμό των h 1 και h 2 σκέφτεστε ως εξής: - Η στάθμη του υδροφόρου ορίζοντα βρίσκεται σε βάθος 1m (s 0 ). - Εμείς προσθέτουμε νερό και η στάθμη του νερό μέσα στη γεώτρηση από το 1m που βρίσκεται ανεβαίνει σε βάθος s 1 =0.2m, άρα η διαφορά είναι h 1 =s 0 -s 1. Στη συνέχεια στη δοκιμή αυτή παρατηρούμε πόσο χρόνο κάνει η στάθμη να πέσει. Εδώ λοιπόν βλέπουμε ότι μετά από 8min η στάθμη έπεσε σε βάθος s 2 = 0.m. Η απόσταση της νέας αυτής στάθμης από τον υδροφόρο ορίζοντα είναι h 2 =s 0 -s 2.

5 - Υπολογισμός Συντελεστή Υδραυλικής Αγωγιμότητας Η διαδικασία που ακολουθούμε είναι η εξής: 1. Για κάθε βάθος υπολογίζουμε παροχή Q σε lt/min και πραγματική πίεση που ασκήθηκε (πίεση μανομέτρου και υδροστατική πίεση) Βάθος Λιθολογία D Ύψος µανοµέτρου από επιφάνεια 8-14m Σχιστόλιθος Υ.Ο. T(min) Pm Q(l σε min) Δεν υπάρχει Για το Q υπολογίζω τιμές για κάθε βάθος, μία για κάθε πίεση. - Υπολογισμός πραγματικής πίεσης σε περίπτωση που δεν έχω υδροφόρο ορίζοντα: Πρέπει να προσθέσω στην τιμή του μανόμετρου (Pm), την υδροστατική πίεση. Ξέρουμε ότι μία στήλη νερού ύψους 10m ασκεί πίεση 1atm. Επομένως λέω, σε τι βάθος γίνεται η δοκιμή μου; π.χ. 8-14m, δλδ. το δοκιμαζόμενο τμήμα έχει μήκος 6m, η δοκιμή εκτελείται στο μέσο, άρα 3m. Σε αυτά προσθέτω και τα 8m που είναι από επάνω από το δοκιμαζόμενο τμήμα μέχρι την επιφάνεια, και υπολογίζω υδροστατική πίεση για 11m. Όμως το μανόμετρο, άρα και οι σωληνώσεις του, δεν βρίσκονται στην επιφάνεια, αλλά σε ύψος 1m πάνω από το έδαφος. Άρα, πρέπει να προσθέσω και αυτό για τον υπολογισμό της υδροστατικής πίεσης που ανέρχεται πια σε 12m, δηλαδή 1.2atm. Πραγματική πίεση=pm+1,2atm. - Στην περίπτωση που υπάρχει υδροφόρος ορίζοντας η υδροστατική πίεση υπολογίζεται για τη στήλη του νερού πάνω από τον υδροφόρο ορίζοντα. π.χ. Αν ο υδροφόρος ορίζοντας είναι σε βάθος 6m η υδροστατική πίεση θα είναι 6m μέχρι την επιφάνεια συν 1m το ύψος του μανόμετρου, άρα 7m δλδ. πίεση 0.7atm. Επομένως, η πραγματική πίεση θα είναι 1+0.7=1.7atm.

6 - Υπολογισμός Συντελεστή Υδραυλικής Αγωγιμότητας 2. Τις τιμές αυτές τις πλοτάρω ανά ζεύγος (Q σε lt/m/min ανά P πραγματική σε atm) σε διάγραμμα, ένα διάγραμμα για κάθε δοκιμαζόμενο τμήμα. Προσοχή Στο διάγραμμα λέει Flow-m 3 /min. Εσείς θα βάλετε την παροχή σε lt/m/min. Η παροχή δίδεται σε lt/m. Για να υπολογίσετε την τιμή σε lt/m/min εκτός από τη μετατροπή των μονάδων απαιτείται ο λόγος Q/L όπου L το μήκος του δοκιμαζόμενου τμήματος (π.χ. αν το δοκιμαζόμενο τμήμα εκτελείται σε βάθος -1m, το L=10m). Επίσης, μην ξεχάσετε να προσθέσετε τα βελάκια που δείχνουν τη φορά εκτέλεσης της δοκιμής. Θα σας χρειαστούν στην αξιολόγηση.

7 - Υπολογισμός Συντελεστή Υδραυλικής Αγωγιμότητας 3. Με βάση τον τύπο υπολογίζω τις τιμές Lugeon και φτιάχνω το ραβδόγραμμα, ένα για κάθε δοκιμαζόμενο τμήμα. Βαθμίδα φόρτισης Lugeon= Q L P o P Q = απώλειες νερού (l/min) L = μήκος δοκιμαζόμενου τμήματος (m) P o = πίεση αναφοράς ίση με 10atm P = πραγματική πίεση στη συγκεκριμένη βαθμίδα Lugeon

8 - Υπολογισμός Συντελεστή Υδραυλικής Αγωγιμότητας 4. Χρησιμοποιώ τον πίνακα 3 και αξιολογώ σε ποιά κατηγορία ανήκουν τα διαγράμματά μου.. Ανάλογα με την κατηγορία βρίσκω την τιμή Lugeon που αντιστοιχεί στο συγκεκριμένο δοκιμαζόμενο τμήμα (δείτε τα σχόλια του πίνακα 3). 6. Με βάση την αναλογία 1UL=10-7 m/sec μετατρέπω όλες τις τιμές Lugeon (3 τιμές, μία για κάθε δοκιμαζόμενο τμήμα) σε μονάδες υδροπερατότητας για να τις συγκρίνω με τις μετρήσεις από τις άλλες δοκιμές στη γεωλογική τομή.

9 διαφορετικές ομάδες συμπεριφοράς των πετρωμάτων (86% των περιπτώσεων): Γραμμική ροή. Η περατότητα είναι ανεξάρτητη της πίεσης που εφαρμόζεται. Χαρακτηριστικό για πετρώματα που έχουν μικρές περατότητες, όπου οι ταχύτητες διαρροής είναι σχετικά μικρές (π.χ. <4 UL) Τυρβώδη ροή. Η περατότητα μειώνεται όταν η πίεση που εφαρμόζεται αυξάνεται. Χαρακτηριστικό των πετρωμάτων που έχουν μερικώς ανοικτά έως μέτριου πλάτους ανοίγματα. Διαστολή. Όμοιες περατότητες σε μικρές ή ενδιάμεσες πιέσεις. Ωστόσο, στη μέγιστη πίεση καταγράφεται αρκετά υψηλότερη περατότητα. Μπορεί να οφείλεται στο γεγονός ότι η πίεση που εφαρμόζεται είναι μεγαλύτερη από τη μικρότερη κύρια τάση του πετρώματος, επιτρέποντας μία προσωρινή διαστολή των ανοιγμάτων. Απόπλυση. Η περατότητα αυξάνεται ανεξάρτητα από τις αλλαγές στην πίεση. Αυτό δείχνει ότι η διαρροή δημιουργεί μόνιμη και μη αναστρέψιμη ζημιά στη βραχομάζα, συνήθως λόγω του ξεπλύματος του υλικού πλήρωσης και/ή μόνιμες ολισθήσεις εντός του πετρώματος. Πλήρωση ρωγμών. Η περατότητα μειώνεται ανεξάρτητα από τις αλλαγές στην πίεση. Αυτό δείχνει ότι είτε (1) το νερό σταδιακά πληρώνει απομονωμένες/μη επίμονες ασυνέχειες, (2) λαμβάνει χώρα διόγκωση των ασυνεχειών ή (3) τα λεπτομερή υλικά ρέουν σταδιακά εντός των ασυνεχειών προκαλώντας το φραγμό τους.

Σχετικά έγγραφα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΙΩΝ ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΗΡΩΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟΥ ΖΩΓΡΑΦΟΥ ΑΘΗΝΑ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΙΩΝ ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΗΡΩΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟΥ 9 15780 ΖΩΓΡΑΦΟΥ ΑΘΗΝΑ Αντικείμενο της Άσκησης Η παρουσίαση του τρόπου υπολογισμού της