结合工程实例分析微水冲击法渗透系数测试论文_黄朋1,朱勇强2

河北中核岩土工程有限责任公司 河北石家庄 050031

摘要:结合工程实例,形象直观的分析介绍微水冲击法获取含水层渗透系数的原理、现场试验方法、试验数据分析方法。

关键词:SLUG试验;渗透系数;现场试验;数据分析

前言:本文采用的是某核电厂低、中放固体废物处置场场地水文地质试验数据,利用微水冲击法法获取含水层渗透系数。

微水冲击试验(也称SLUG试验)[1]的步骤是瞬时使测井内水位发生微小变化(降低或升高),随后观测水位恢复的时间过程。与常水头抽、注水试验相比,水头变化微小,因此在获取含水层渗透系数时,不仅需要很高的测量精度,还需要较高的采集频率。

图4 ZK1孔的Ln(Ht/Ho)-t关系曲线

从图4中可以读出ln(Ht/Ho)-t曲线的斜率k=-0.1072。钻孔半径 rc=4.55cm,钻孔深度为15米,由于钻孔底部被岩粉和粉砂於堵,实际深度只有14m,水位埋深1.80m,所以试验长度b取1220cm,代入公式(3)式计算ZK1孔的钻孔深度范围的平均渗透系数K=4.366*10-4cm/s。

(2)ZK18孔渗透系数测定结果

2014年10月5号10:23对ZK18孔进行了SLUG试验,注水前SLUG试验的压力传感器固定在水位下1.219m,注水完成后水位上升至1.272m。通过监测得到的ZK18水位的变化曲线,绘制ln(Ht/Ho)-t的关系曲线。

从ln(Ht/Ho)-t的关系曲线可以读出ln(Ht/Ho)-t曲线的斜率k=-0.0017。钻孔半径 rc=4.55cm,钻孔深度为12米,由于钻孔底部被岩粉和粉砂於堵,实际深度只有11m,水位埋深2.50m,所以试验长度b取850cm,代入公式(3)式计算ZK18孔的钻孔深度范围的平均渗透系数K=9.937*10-6cm/s。

(3)ZK19孔渗透系数测定结果

2014年10月3号9:47对ZK19孔进行了SLUG试验,注水前SLUG试验的压力传感器固定在水位下0.389m,注水完成后水位上升至0.465m。通过监测得ZK19水位的变化曲线,绘制ln(Ht/Ho)-t的关系曲线。

从ln(Ht/Ho)-t的关系曲线中可以读出ln(Ht/Ho)-t曲线的斜率k=-0.006。钻孔半径 rc=4.55cm,钻孔深度为10米,由于钻孔底部被岩粉和粉砂於堵,实际深度只有8m,水位埋深3.50m,所以试验长度b取450cm,代入公式(3)式计算ZK19孔的钻孔深度范围的平均渗透系数K=6.625*10-5cm/s。

3、SLUG试验结果

从微水试验的结果来看,试验场区的地下情况的极其复杂的,ZK16、ZK17孔试验中,倒入大量水后,水位变化微小,来不及监测到水位的恢复曲线,这是因为这两孔的位置地下水面之下和地下水位以上附近区域存在较大的裂隙,水倒入孔中,水就从裂隙迅速流走,一边倒水一边迅速流走,加上水面动荡,来不及监测到水位变化曲线。从ZK1、ZK18、ZK19孔的数据计算结果来看,ZK1孔水位变化快,计算结果为K=4.366*10-4cm/s,渗透系数大,该孔也存在裂隙,但较ZK16、ZK17两孔位置的裂隙小。ZK18、ZK19两孔监测的水位变化曲线很完整,水位恢复持续了较长时间,计算得出的渗透系数也很小,分别为9.937*10-6cm/s、6.625*10-5cm/s,说明ZK18、ZK19孔的位置地下不存在明显的裂隙,地下水位以下试验段属强风化,原本的裂隙构造节理被风化作用而来的细颗粒所填充,该段近乎多孔散粒结构,且均匀各向同性。

4、结论

通过微水冲击法可以更加便捷的获取含水层渗透系数,通过分析现场试验数据可以更加形象直观的反映现场实际情况,尽可能的为建筑物设计提供更加有力的资料依据。。

参考文献(References)

[1] 胡海星.陈亮.陈成.文磊.李月奇.熊坚.SLUG试验及其水文地质参数的研究.科学技术与工程.2015,(35)106-111,119

论文作者:黄朋1,朱勇强2

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第3期

论文发表时间:2018/6/28

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