Материал: 1746
После появления воды в трубке над слоем гравия доливают воду в верхнюю часть трубки примерно на 1/3 её высоты.
Извлекают стакан с трубкой из ёмкости, устанавливают её на поддон. В этом случае начальный градиент напора воды в образце грунта равен единице.
Проведение испытания Испытания проводят в следующем порядке:
доливают воды в трубку не менее чем на 5 мм выше нулевого деления;
при вытекании воды через перфорированное дно определяют с по-
мощью секундомера падение уровня воды в пьезометре от 0 до 50 мм.
Указанную операцию повторяют не менее 4 раз, каждый раз доливая воду в трубку на 5 мм выше нулевого деления. В расчет принимают среднее время падения уровня воды. В случае отклонений отдельных отсчетов от среднеарифметического значения более чем на 10 % следует увеличить число определений.
При времени падения уровня воды в пьезометре более 2 мин допускается уменьшить высоту падения уровня. При времени падения уровня воды более 10 мин допускается проводить испытание при градиенте напора, равном 2. В этом случае трубку с подставкой извлекают из стакана и ставят непосредственно на поддон.
В течение всего испытания не допускается снижение уровня воды в трубке ниже слоя гравия.
Разность между плотностью сухого грунта в трубке di и максимальной плотностью d max, не должна превышать 0,02 г/см3. В противном случае испытания повторяют.
Плотность сухого грунта в трубке di ,г/см3, вычисляют по формуле
di |
|
mi |
, |
(7) |
V (1 W ) |
||||
|
i |
i |
|
|
где Vi − фактический объём грунта в трубке, см3; Wi −фактическая влажность грунта в трубке, доли.
Обработка результатов испытаний
Коэффициент фильтрации грунта Kф10 , м/сут, приведённый к условиям фильтрации при температуре 10 0С, вычисляют по формуле
|
10 |
|
h |
|
|
S |
|
|
864 |
|
|
|
K |
|
|
|
|
|
, |
(8) |
|||||
ф |
|
|
|
|||||||||
t |
|
H0 |
|
T |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13
где h − высота образца грунта в трубке, см; t – время падения уровня воды, с; S − наблюдаемое падение уровня воды в пьезометре, отсчитанное от первоначального уровня, см; H0 − начальный напор, см; (S/H0)− безразмерный коэффициент, определяемый по табл. 3; T − поправка для приведения значения коэффициента фильтрации к условиям фильтрации воды при температуре 10 0С, рассчитываемая по формуле (3); 864 − переводной коэффициент (из см/с в м/сут).
Количество частных определений коэффициента фильтрации должно быть не менее трех.
Таблица 3
|
|
S |
|
|
Значения безразмерного коэффициента φ |
|
|
||
|
||||
|
H0 |
|
||
|
|
|
|
S |
|
|
|
S |
|
|
|
S |
|
|
|
H0 |
|
H0 |
|
H0 |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
0,01 |
0,010 |
0,34 |
0,416 |
0,67 |
1,109 |
||||||
0,02 |
0,020 |
0,35 |
0,431 |
0,68 |
1,139 |
||||||
0,03 |
0,030 |
0,36 |
0,446 |
0,69 |
1,172 |
||||||
0,04 |
0,040 |
0,37 |
0,462 |
0,70 |
1,204 |
||||||
0,05 |
0,051 |
0,38 |
0,478 |
0,71 |
1,238 |
||||||
0,06 |
0,062 |
0,39 |
0,494 |
0,72 |
1,273 |
||||||
0,07 |
0,073 |
0,40 |
0,510 |
0,73 |
1,309 |
||||||
0,08 |
0,083 |
0,41 |
0,527 |
0,74 |
1,347 |
||||||
0,09 |
0,094 |
0,42 |
0,545 |
0,75 |
1,386 |
||||||
0,10 |
0,105 |
0,46 |
0,562 |
0,76 |
1,427 |
||||||
0,11 |
0,117 |
0,44 |
0,580 |
0,77 |
1,470 |
||||||
0,12 |
0,128 |
0,45 |
0,598 |
0,78 |
1,514 |
||||||
0,13 |
0,139 |
0,46 |
0,616 |
0,79 |
1,561 |
||||||
0,14 |
0,151 |
0,47 |
0,635 |
0,80 |
1,609 |
||||||
015 |
|
0,163 |
0,48 |
0,654 |
0,81 |
1,661 |
|||||
016 |
|
0,174 |
0,49 |
0,673 |
0,82 |
1,715 |
|||||
0,17 |
0,186 |
0,50 |
0,693 |
0,83 |
1,771 |
||||||
0,18 |
0,196 |
0,51 |
0,713 |
0,84 |
1,833 |
||||||
0,19 |
0,210 |
0,52 |
0,734 |
0,85 |
1,897 |
||||||
0,20 |
0,223 |
0,53 |
0,755 |
0,86 |
1,966 |
||||||
0,21 |
0,236 |
0,54 |
0,777 |
0,87 |
2,040 |
||||||
0,22 |
0,248 |
0,55 |
0,799 |
0,88 |
2,120 |
||||||
0,23 |
0,261 |
0,56 |
0,821 |
0,89 |
2,207 |
||||||
0,24 |
0,274 |
0,57 |
0,844 |
0,90 |
2,303 |
||||||
0,25 |
0,288 |
0,58 |
0,868 |
0,91 |
2,408 |
||||||
0,26 |
0,301 |
0,59 |
0,892 |
0,92 |
2,526 |
||||||
0,27 |
0,315 |
0,60 |
0,916 |
0,93 |
2,659 |
||||||
0,28 |
0,329 |
0,61 |
0,941 |
0,94 |
2,813 |
||||||
0,29 |
0,346 |
0,62 |
0,967 |
0,95 |
2,996 |
||||||
0,30 |
0,357 |
0,63 |
0,994 |
0,96 |
3,219 |
||||||
0,31 |
0,371 |
0,64 |
1,022 |
0,97 |
3,507 |
||||||
0,32 |
0,385 |
0,65 |
1,050 |
0,98 |
3,912 |
||||||
0,33 |
0,400 |
0,66 |
1,079 |
0,99 |
4,605 |
||||||
14
Пример обработки результатов испытаний Исходные данные и результаты испытаний заносятся с 1 по 6 столбец в
табл. 4.
Таблица 4
Журнал для определения коэффициента фильтрации песка
№ |
h, см |
S, см |
H0, |
t, с |
Tф, 0С |
T |
S |
|
φ |
|
Kф10, |
|
|
10 |
|
|
|
||||||||||||
испы- |
|
|
см |
|
|
|
H0 |
|
S |
|
м/сут |
|
Kф , |
|
тания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м/сут |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
H0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
9 |
|
10 |
11 |
||
1 |
10 |
2,5 |
10 |
120 |
20,0 |
1,300 |
0,25 |
0,288 |
15,95 |
22,19 |
||||
2 |
10 |
3,0 |
10 |
100 |
19,0 |
1,270 |
0,30 |
0,357 |
24,29 |
|||||
3 |
10 |
3,5 |
10 |
110 |
19,5 |
1,285 |
0,35 |
0,431 |
26,34 |
|
|
|
||
Рассчитывается по формуле (3) величина поправки Т для приведения значения коэффициента фильтрации к условиям фильтрации при температуре 10 0С. Например, для первого испытания Т=0,7+0,3·20=1,300. Результаты расчетов заносятся в 7 столбец табл. 4.
Определяется по табл.3 коэффициент φ( Ѕ/H0 ), значения которого заносятся в 9 столбец табл. 4.
По формуле (8) рассчитываются значения коэффициентов фильтрации, которые заносятся в 10 столбец табл. 4. Например, для первого испытания
Kф101 10 0,288864 15,95м/сут. 120 1,3
Определяется среднеарифметическое значение коэффициента фильтрации по формуле (4):
K10 1 15,95 24,29 26,34 22,19м/сут, 3
которое заносится в 11 столбец табл. 4.
Вывод: расчетное значение коэффициента фильтрации песка составляет
Kфр10 22,19м/сут.
3. Определение коэффициента фильтрации песчаных грунтов в приборе ПКФ–3 Союздорнии
Согласно ГОСТ 25584 1 метод распространяется на определение коэффициента фильтрации песчаных грунтов на образцах ненарушенного (природного) или нарушенного сложения. Для вычисления коэффициента фильтрации песчаных грунтов ненарушенного сложения следует применять образцы, высушенные до воздушно-сухого состояния.
15
Необходимое оборудование и приборы:
Прибор ПКФ–3 (рис.3); уплотнитель (рис.4); сито с отверстиями диаметром 5 мм по ГОСТ 6613; емкость для воды вместимостью 8…10 л; термометр с погрешностью измерения не более 0,5 0С по ГОСТ 28498; секундомер; нож; лопатка; марлевая прокладка.
Подготовка к испытанию Перед началом испытания прибор ПКФ–3 разбирается.
Для определения коэффициента фильтрации песчаного грунта его предварительно высушивают на воздухе до воздушно-сухого состояния, а затем просеивают через сито.
Просеянный песок перемешивают и распределяют слоем 2…3 см на листе плотной бумаги или фанеры, делят поверхность слоя на кварты, проводя ножом в продольном и поперечном направлениях полосы, и отбирают из каждого квадрата равное количество песка для средней пробы массой не менее 0,9 кг.
Отобранную среднюю пробу песка помещают в чашку, увлажняют водой из расчета 8 % (по массе), покрывают влажной тканью и помещают в эксикатор с водой не менее чем на 2 часа (для равномерного смачивания песка и набухания пылеватых и глинистых частиц). При проведении лабораторной работы 2-часовое ожидание не проводится.
Определение коэффициента фильтрации песчаных грунтов нарушенного сложения производят после предварительного их уплотнения в цилиндре фильтрационной трубки прибора (см.рис.4) до заданной плотности.
Грунт уплотняется в 3 слоя. Каждый слой уплотняется 25 ударами гири
свысоты 30 см (рис. 4).
Вподдон 2 с латунной сеткой помещают кружочек марли диаметром, равным внутреннему диаметру поддона, вставляют цилиндр заостренным торцом в поддон так, чтобы заостренный торец плотно прилегал к его донышку. Затем поддон переносится на жесткое основание.
На бортик фильтрационного цилиндра 1 надевают кольцо-насадку и укладывают перемешанный песок в цилиндр 1 слоем толщиной 4 см. С помощью трамбовки (рис. 4) производят уплотнение уложенного слоя.
После уплотнения первого слоя песка, взрыхлив ножом его поверхность на глубину 1…2 мм, в цилиндр засыпают второй слой песка такой же толщины, что и первый, и снова уплотняют. Аналогично поступают и с третьим слоем.
Окончив уплотнение верхнего слоя, насадку снимают и выступающий грунт срезают ножом заподлицо с верхней кромкой.
16
Рис. 3. Схема прибора ПКФ-3 Союздорнии |
Рис.4. Схема уплотнителя: |
|
для определения фильтрации песчаных |
1 – поддон; 2 – сетка; 3 – цилиндр |
|
грунтов: 1 – цилиндр фильтрационной трубки |
фильтрационной трубки прибора; |
|
прибора; 2 – поддон; 3 – сетка, 4 – сито; |
4 – гиря ударная |
|
5 |
– мерный сосуд; 6 – поплавок; 7 – подставка; |
|
8 |
– корпус прибора; 9 – подъемный винт; |
|
10 – шкала гидравлического градиента со стрелкой-указателем; 11 – втулка;
12 – винтовое телескопическое приспособление
17