Определение коэффициента фильтрации песка

Июнь 30, 2011 в методы испытания грунтов

. контакты 8 929 943 69 68 http://vk.com/club23595476 .

Определение коэффициента фильтрации песка

Подготовка пробы для определения коэффициента фильтрации песка

От средней пробы воздушно-сухого песка, просеянного через сито с отверстиями 5 мм, берут на­веску массой 450 г.

Затем песок увлажняют до оптимальной влажности и выдерживают в эксикаторе не менее 2 ч. Необходимый объем воды Q, см3, для увлажнения грунта до оптимальной влажности при определении коэффициента фильтрации песка  вычисляют по формуле:

                                    (8.8)

= 500?(0,12 – 0,0025)/(1+0,0025)?1?60 мл

где m – масса пробы грунта, г; m=500 г

W0 – оптимальная влажность грунта, доли единицы;  W0=0,12

\

Wg гигроскопическая влажность грунта, доли единицы; Wg=0,0025

?w плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.

Из подготовленной для определения коэффициента фильтрации песка пробы у влажного грунта отбирают навеску массой m1.

Величину этой навески вычисляют по формуле:

m1=V? ?d max (1+W0); (8.9)

m1 =200?1,71 (1+0,12)=383,04 г

где Vобъем грунта в трубке, равный 200 см3;

?d maxмаксимальная плотность сухого грунта, установленная ранее.

Навеску влажного грунта массой m1 для определения коэффициента фильтрации песка делят на три порции и последовательно укладывают их в трубку фильтрационного прибора, уплотняя каждую из них при помощи трамбовки, производя по 40 ударов груза с высоты 300 мм; перед укладкой каждой порции поверхность предыдущей разрыхляют ножом на глубину 1 – 2 мм. Измеряют линейкой (не менее чем в трех точках) расстояние от верхнего края трубки до поверхности уплотненного грунта.

Расстояние должно быть (100±1) мм. Укладывают на поверхность грунта слой гравия (фракции 2-5 мм) толщиной 5-10 мм. Устанавливают трубку с грунтом  на подставку и вместе с ней помещают в стакан, который постепенно наполняют водой до верха. Помещают стакан с трубкой в емкость для воды и заполняют ее до уровня выше слоя гравия на 10-15 мм. После появления воды в трубке над слоем гравия ее доливают в верхнюю часть трубки примерно на 1/3 ее высоты. Извлекают стакан с трубкой из емкости и устанавливают на поддон. В этом случае начальный градиент напора воды в образце грунта равен единице.

Метод определения коэффициента фильтрации песка:

Доливают воду в трубку выше нулевого деления не менее чем на 5 мм. При вытекании воды через перфорированное дно определяют с помощью секундомера падение уровня воды в пьезометре от 0 до 50 мм. Эту 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. При времени падения более 10 мин. допускается проводить испытание при начальном градиенте напора, равном двум, при этом трубку с подставкой извлекают из стакана и ставят на поддон. Во время испытания не допускается снижение уровня воды в трубке ниже слоя гравия.__

Разность между плотностью сухого грунта в трубке и максимальной плотностью, установленной ранее, не должна превышать 0,02 г/см3. В противном случае испытание на определение коэффициента фильтрации песка  повторяют.

Плотность сухого грунта в трубке, ?di, г/см3, вычисляют по формуле:

?di=m1/(Vi (1+Wi)) (8.10)

где Vi – фактический объем объем грунта в трубке, см3;

Wi фактическая влажность грунта в трубке, доли единицы.

Коэффициент фильтрации песка вычисляют по формуле:

где    h - высота фильтрующего слоя песка в трубке, см (в данном слу­чае h = 10 см);

S – наблюдаемое падения уровня воды в пьезометре, отсчитанное от первоначального уровня, см;

H0 – начальный напор,  см;

864 – переводной коэффициент, (см/с в м/сут);

t – время падения уровня воды, с;

Т=(0,7+0,03 Тф) – поправка для приведения значения коэффициента фильтрации к условиям фильтрации воды при температуре 10 0С, где Тф – фактическая температура воды при опыте, 0С;  Т= (0,7+0,03?18)=1,24

Коэффициент фильтрации песка вычисляют для каждого отсчета по пьезометру. За коэффициент фильтрации принимают среднее арифметическое отдельных расчетных значений.

Таблица 8.4

Таблица зависимости величины падения уровня воды от первоначального напора.

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,10

0,11

0,12

0,13

0,14

0,15

0,16

0,17

0,18

0,19

0,20

0,010

0,020

0,030

0,040

0,051

0,062

0,073

0,083

0,094

0,105

0,117

0,128

0,139

0,151

0,163

0,174

0,186

0,196

0,210

0,223

0,21

0,22

0,23

0,24

0,25

0,26

0,27

0,28

0,29

0,30

0,31

0,32

0,33

0,34

0,35

0,36

0,37

0,38

0,39

0,40

0,236

0,248

0,261

0,274

0,288

0,301

0,315

0,329

0,346

0,357

0,371

0,385

0,400

0,416

0,431

0,446

0,462

0,478

0,494

0,510

0,41

0,42

0,43

0,44

0,45

0,46

0,47

0,48

0,49

0,50

0,51

0,52

0,53

0,54

0,55

0,56

0,57

0,58

0,59

0,60

0,527

0,545

0,562

0,580

0,598

0,616

0,635

0,54

0,673

0,693

0,713

0,734

0,755

0,777

0,799

0,821

0,844

0,863

0,892

0,916

0,61

0,62

0,63

0,64

0,65

0,66

0,67

0,68

0,69

0,70

0,71

0,72

0,73

0,74

0,75

0,76

0,77

0,78

0,79

0,80

0,941

0,957

0,994

1,022

1,050

1,079

1,109

1,139

1,172

1,204

1,238

1,273

1,309

1,347

1,386

1,427

1,470

1,514

1,561

1,609

0,81

0,82

0,83

0,84

0,85

0,86

0,87

0,88

0,89

0,90

0,91

0,92

0,93

0,94

0,95

0,96

0,97

0,98

0,99

1,661

1,715

1,771

1,838

1,897

1,966

2,040

2,120

2,207

2,303

2,408

2,526

2,659

2,813

2,996

3,219

3,507

3,912

4,605

Прибор для определения                                       Схема прибора:

коэффициента фильтрации

песчаных грунтов

1 – образец; 2 – пьезометр; 3 – трубка;                          1 – направляющая; 2 – фиксатор;

4 – стакан; 5 – сетка; 6 – перфорированное                  3 – падающий груз; 4 – наковальня

съемное дно; 7 – подставка; 8 – поддон

Таблица 8.5

Результаты испытаний

№ опыта h, см S, см H0, см Переводной коэффициент t, с T Коэффициент фильтрации,

Кф, м/сут

1 10 5 10 864 635 1,24 0,288 3,52
2 10 5 10 864 635 1,24 0,288 3,52
3 10 5 10 864 625 1,24 0,288 3,21
4 10 5 10 864 612 1,24 0,288 3,28

Среднее значение коэффициента фильтрации 3,38 м/сут

Заключение Песок по фильтрационным свойствам отвечает нормативным требованиям и может применяться для дополнительных дренирующих слоев основания автомобильных дорог.____________________________________________

http://vk.com/club23595476
. контакты http://vk.com/club23595476 .