水文与工程地质专业《实训2-抽水实验数据的分析与处理教案》

课题：抽水实验数据的分析与处理实训教学目标1了解抽水试验的根本概念。2掌握抽水试验的应用。3培养学生对工程地质课程实训技能的学习兴趣。教学重难点1抽水试验的用途。2抽水试验参数的计算与分析。教学过程一、抽水试验简介。抽水试验是通过抽水设备，在揭露含水层的钻孔、竖井、民井、试坑中抽水，获得一定的水位降低值降深和相应的流量，依据降深和流量，按不同的边界条件采用相应的计算公式，从而说明钻孔涌水量Q及其与水位下降S的关系和与抽水延续时间t的关系，确定井孔的出水能力和计算含水层的渗透系数。如图抽水设备。抽水试验按水位稳定性分为：稳定流抽水试验和非稳定流抽水试验方法；按抽水孔类型分为：完整井和非完整井抽水试验；按孔数可分为：单孔抽水试验、多孔抽水、群孔干扰抽水。稳定流抽水试验要求应满足以下要求：1宜进行3次水位降深，最大水位降深值应根据水文地质条件、并考虑抽水设备能力确定，其余2次降深值宜分别为最大降深值的1/3和2/3；2基岩含水层水位降深顺序宜按先大后小，松散含水层水位降深顺序宜按先小后大逐次进行；3抽水试验稳定延续时间：〔1〕稳定时间内，主孔水位波动值应不超过3cm~5cm，观测孔水位波动值应不超过2cm~3cm；〔2〕主孔涌水量波动值应不超过平均流量的3%。4抽水试验稳定延续时间：1卵石、圆砾和粗砂含水层为8h；2中砂、细砂和粉砂含水层为16h；3基岩含水层〔带〕为24h。4根据含水层的类型、补给条件、水质变化和试验目的等因素，稳定延续时间可适当调整，中、小降深的抽水稳定延续时间可为8h~24h。5抽水试验时，动水位和出水量观测的时间，宜在抽水开始后的第5、10、15、20215、30min各观测一次，以后每隔30min观测一次。二、抽水实验数据的分析与处理抽水实验数据的分析与处理实训方法步骤与要求为：1阅读所有图表及抽水观测记录，掌握地层及钻孔结构，熟悉抽水工作的一般情况;2进行抽水资料整理〔1〕利用原始资料绘制流量、水位历时曲线及水位恢复曲线〔Q-t和S-t曲线〕；〔2〕计算“抽水试验成果表〞中的各项内容，选择适当的计算公式计算渗透系数；〔3〕绘制涌水量Q、单位涌水量q与降深S的关系曲线，即Q-S曲线，q-S曲线；〔4〕计算最大涌水量、渗透系数K值和影响半径R。【案例分析与计算】某工程抽水试验抽水井原始资料如表1和表2所示，按标准要求进行抽水试验资料的分析与计算。表1某工程抽水试验原始资料抽水井原始资料观测孔降深涌水量Qm3/h降深Sm观1观2观3观4观5观6S1mS2mS3mS4mS5mS6m14010050表2观测孔距离观测孔距离观1观2观3观4观5观6R1mR2mR3mR4mR5mR6mlgR1=lgR2=lgR3=lgR4=lgR5=lgR6=【分析与解答】根据资料作Q~S曲线如图3，呈直线型。第二步：利用最小二乘法确定单位涌水量q值。第三步：计算最大涌水量：根据曲线形状，可将抽水井最大降深延伸至，即Sma=m，最大涌水量Qma=qS=m3/h=m3/d。根据开挖深度为16m左右，地下水位需控制在17m左右，降深为13m，其涌水量为Q=qS==m3/h=m3/d。第四步：计算K值：根据Q-S曲线形状，选择带两个观测孔的承压完整井公式计算：上式中Q：涌水量，取3360m3/d；M：含水层厚度，取35m；r1：观测孔r1距抽水井的距离，取；r2：观测孔r2距抽水井的距离，取46m；如采用最大涌水量计算K值第五步：计算影响半径R：采用图解法，因为S-lgr呈直线关系，当r=R时，S=0。作S-lgr关系曲线，该直线在r轴〔对数轴〕上截点处的读数目即为R值，求得R=179m。采用公式计算，带两个观测孔的承压完整井公式：采用图解法计算和采用公式计算结果根本一致。表3为云阳县故陵镇抽水试验数据分析与处理成果。三、综合应用<<抽水实验数据的分析与处理实训>>：根据课堂提供的工程案例，学生分析，课堂内