Материал: 1746

Проведение испытания Цилиндр с образцом песка помещают на подставку 7 телескопического

приспособления и медленно погружают с помощью штурвала 9 в воду, содержащуюся в корпусе 1 до отметки 0,8 шкалы гидравлического градиента для насыщения песка водой. Об этом судят по изменению его окраски.

На бортик цилиндра надевают сито, а затем плотно насаживают мерный сосуд 5. Поддон 2 с фильтрационным цилиндром опускают в крайнее положение – до совмещения отметки О шкалы.

При появлении воды в камере мерного сосуда под ситом очищают отверстие в камере и осторожно заполняют водой резервуар мерного сосуда. Для медленно фильтрующих песков (мелкозернистых и глинистых) воду в резервуар следует наливать до отметки 90 на шкале резервуара, т.к. при полном заполнении его водой поплавок 6 не сможет удержать столба воды в резервуаре.

Вращая подъемный винт, устанавливают подставку в фильтрационном цилиндре на значение гидравлического градиента 1, одновременно поддерживая постоянный уровень воды у верхнего края корпуса, чтобы не произошло отрыва нижней поверхности образца песка от воды ( в таком положении уровень воды должен быть в течение всего опыта). Затем замеряют температуру воды Тн с точностью до 0,5 0С и замечают на шкале резервуара мерного сосуда её уровень, одновременно включая секундомер. По истечении определенного времени t (20…100 с для медленно фильтрующих песков) отмечают второй уровень воды в резервуаре (замечая время, как и в первом случае), что дает возможность определить объем воды V, см3, профильтровавшейся через песок за время t, с. В конце опыта необходимо замерить температуру воды в сосуде Tк .

Опыт проводят не менее 3-х раз.

Описанным методом определяют коэффициент фильтрации при гидравлическом градиенте, изменяющемся от 0,1 до 1. Для медленно фильтрующих песков ( для которых за 60 с расход воды на фильтрацию не превышает 10 см3 ) испытание следует проводить при гидравлическом градиенте, равном 1.

Обработка результатов испытаний

Коэффициент фильтрации грунта Kф10, м/сут, приведенный к условиям фильтрации при температуре 10 0С, вычисляют по формуле

где V − объем профильтровавшейся воды при одном замере, см3; tm− продолжительность фильтрации, с; А − площадь поперечного сечения фильт-

18

рационного цилиндра, см2; Т − поправка для приведения значения коэффициента фильтрации к условиям фильтрации воды при температуре 10 0С, рассчитывается по формуле (3); 864 − переводной коэффициент (из см/с в м/сут).

Вычисления проводят с точностью до второго знака после запятой.

Пример обработки результатов испытаний Исходные данные и результаты испытаний заносятся в табл.5. Опреде-

ляется значение температуры в период фильтрации Tф как среднее между

Tфн и Tфk .

Таблица 5

Журнал для определения коэффициента фильтрации песка

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 · 20,5 = =1,315. Результаты расчетов заносятся в 9 столбец табл.5.

По формуле (7) рассчитываются значения коэффициентов фильтрации в каждом испытании, которые заносятся в столбец 10 табл. 5. Например, для первого испытания

Определяется среднеарифметическое значение коэффициента фильтрации по формуле (4):

которое заносится в 11 столбец табл. 5.

Вывод: расчетное значение коэффициента фильтрации песка составляет

Kфр10 0,95 м/сут.

19

4. Определение коэффициента фильтрации глинистых грунтов в компрессионном приборе полевой лаборатории ПЛЛ-9

Метод распространяется на определение коэффициента фильтрации глинистых грунтов на образцах как ненарушенного (природного), так и нарушенного сложения.

Необходимое оборудование и приборы Компрессионный прибор из комплекта полевой лаборатории ПЛЛ-9;

воронка; сосуд для слива воды вместимостью 1 л; секундомер; термометр.

Подготовка к испытанию Компрессионный прибор (рис. 5) закре-

пляют с помощью струбцины на горизонтальной поверхности. На верхней части прибора устанавливают телескопическую стойку 1, которую раздвигают таким образом, чтобы расстояние от верхней черты на стеклянной трубке 2 под воронкой 3 до оси верхней выводной трубки 4 из компрессионного прибора равнялось заданному напору Н, см.

Рис. 5. Схема полевого компрессионного прибора: 1 – телескопическая стойка; 2 – стеклянная трубка; 3 – воронка; 4 – верхняя выводная трубка; 5 – образец грунта; 6 – нижняя выводная трубка.

Затем компрессионную гильзу с образцом грунта устанавливают в прибор. При этом с помощью пластилина должно быть обеспечено герметичное соединение торцов кольца с нижней и верхней частями прибора.

После установки образца из нижней части прибора удаляют воздух, пропуская через нее воду, заливаемую в воронку ( при открытой выводной трубке 6 в нижней части прибора). Затем при помощи зажима выводную трубку закрывают, а воронку доливают водой доверху и увлажняют испытуемый образец, пропуская воду снизу вверх до полного насыщения грунта. Об этом будет свидетельствовать появление воды в верхней части прибора. Во время проведения испытания необходимо произвести измерение температуры воды.

20

Проведение испытания С помощью рычажного устройства прикладывают к образцу заданную

вертикальную нагрузку и выдерживают под ней образец до условной стабилизации осадки.

Затем открывают кран воронки 3 и подвергают образец напорной фильтрации при заданной высоте напора Н, см, отсчитывая его от верхней выводной трубки и отмечая с помощью секундомера время t, с, в течение которого уровень воды в трубке понизится на определенную величину h, см, например, 5 или 10 см. Повторность испытания с образцом должна быть не менее трех.

Обработка результатов испытаний

Коэффициент фильтрации грунта Kф10, м/сут, приведенный к условиям фильтрации при температуре 10 0С, вычисляют по формуле

В формуле (10) обозначено: Б(h/H)− коэффициент, зависящий от отношения понижения уровня воды в трубке h к начальной высоте напора Н следующим образом ( табл. 6):

Б(h/H) [ ln(1 h/H)],

где t – продолжительность опыта, с; Т – поправка для приведения значения коэффициента фильтрации воды при температуре 10 0С, рассчитываемая по формуле (3).

21

Пример обработки результатов испытаний Измеренные значения параметров испытаний заносят с 1 по 5 столбец

в табл. 7.

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+0,3·18=1,240. Результаты расчетов заносятся в 6 столбец табл.7. По табл.6 при Н=30 см и h = 5 см определяется коэффициент Б = 0,18233 и заносится в 7 столбец табл.7. По формуле (8) для каждого испытания рассчитывается значение коэффициента фильтрации, которое заносится в столбец 8. Например, для первого испытания

Kф101 13,52 0,18233/ 300 1,240 0,66 10 2 .

Определяется среднеарифметическое значение коэффициента фильтрации по формуле (4):

K10ф 1 0,66 0,73 0,8410 2 0,74 10 2 м/сут, 3

которое заносится в 9 столбец табл. 7.

Вывод: расчетное значение коэффициента фильтрации глины составля-

ет Kф10p 0,74 10 2, м/сут. Согласно табл. 2 грунт слабоводопроницаемый.

5. Вопросы для защиты лабораторной работы

1.Какова цель выполненной лабораторной работы?

2.Какова последовательность определения коэффициента фильтрации песчаных грунтов в выполненной работе?

3.Каково минимальное число определения частных значений коэффициента фильтрации?

4.Какой прибор использован для определения коэффициента фильтрации песчаных грунтов?

22