Определение степени водопроницаемости песчаного грунта в фильтрационном приборе кф - 1 (гост 25584-90)

Цель лабораторной работы - определить коэффициент филь­трации грунта.

Степень водопроницаемости - характеристика, отражающая способность грунтов пропускать (фильтровать через свои поры) воду и количественно выражающаяся в коэффициенте фильтра­ции м/сут.

Коэффициентом фильтрации называют скорость фильт­рации воды при градиенте напора, равном единице, и линейном законе фильтрации.

Коэффициент фильтрации используется при определении при­тока воды к котлованам, Дренажным и водозаборным устройствам, расчете осадки фундаментов во времени, фильтрационных потерь воды через земляные сооружения и т. д.

Если пропускать воду через образец грунта площадью А и тол­щиной / при напоре Н, то за время / профильтруется вода в объеме Q=К^А -It, где / - гидравлический градиент:

~ i "Т"

Отсюда коэффициент фильтрации, см/с:

Коэффициент фильтрации зависит от гранулометрического состава и плотности песка, температуры воды и некоторых дру­гих факторов^В настоящей работе опыт проводится с песком, уло­женным в стальной цилиндр (из лабораторной работы № 5).

Вода для фильтрации подается из мерного сосуда Мариотта 4 (рис. 3), который автоматически поддерживает постоянный уро­вень воды, практически совпадающий с поверхностью песка. По­этому напор//равен пути фильтрации/, т. е.

Так как опыт проводится с песком в воздушно-сухом состоя-' нии, то, пренебрегая его гигроскопической влажностью (считая w = 0)^)пределяем плотность грунта и приравниваем ее к плотно­сти сухого грунта, т. е. считаем, что p_d = р.

Необходимое оборудование и материалы

Коробка с песком. Цилиндр с днищем. Сетка латунная - 2 шт. Ложка и резиновый молоточек. Правило.

Весы. ₍ Металлический поддон.

Ход работы

1. Заготовить форму записи (табл. 5.2) и внести в нее объем и массу цилиндра с днищем, которые указаны на стенке самого ци­линдра.

2. В цилиндр, установленный на металлическом поддоне, лож­кой насыпают песок слоями в 1 ...2 см и уплотняют постукивани­ем резиновым молоточком по цилиндру. Избыток песка срезают правилом. Нужно добиться, чтобы объем песка был строго равен объему цилиндра. Это условие позволит после взвешивания ци­линдра с песком вычислить плотность песка.

3. Вычисляют коэффициент пористости е. По приведенным выше данным ГОСТ 25100-95 устанавливают плотность сложе­ния песка (см. табл. 5.1).

Таблица 5.2

Мерный сосуд Мариотта.

Колба с водой.

Часы с секундной стрелкой.

Ход работы

1. Сосуд 5 заполняют на 2/3 объема водой. Цилиндр с пес­ком / устанавливают на подвижную площадку 6, вращая гайку 7, опускают его в воду и выдерживают до полного водонасыщения (потемнения поверхности) песка.

2. Цилиндр вынимают из сосуда, воду выливают, а подвиж­ную площадку поднимают в верхнее положение.

3. На песок кладут латунную сетку, на цилиндр надевают крышку 3, и цилиндр с песком устанавливают на площадку 6.

4. Мерный сосуд 4 заполняют водой, наливают воду на латун­ную сетку, зажимают отверстие сосуда пальцем, быстро повора­чивают его вверх дном и вставляют в крышку прибора так, чтобы стекло касалось латунной сетки.

5. С появлением пузырьков воздуха в мерном сосуде надо од­новременно взять отсчет по.его шкале,заметить время по секундо-мерной стрелке часов и принять его за / = 0; второй отсчет по ча­сам взять, когда уровень воды совпадет с делением шкалы 90, ре­зультаты записать в табл. 6.1.

6. Не перекладывая песок, следует повторить опыт (см. пп. 4-5). Коэффициент фильтрации вычисляют с точностью до двух

значащих цифр после запятой. Результаты заносят в табл. 6.1.

^7146781

WW

Рис. 3. Прибор для определения коэффициента фильтрации КФ-1: / - цилиндр с песком; 2 - перфорированное дно; 3 - крышка; 4 - мерный сосуд Мариотта; 5 - сосуд (корпус прибора); 6 - подвижная площадка; 7 - подъемный винт; 8 - испытуемый образец грунта

Таким образом,

* A-t

Необходимое оборудование

Цилиндр с песком (из работы № 5).

Сосуд с внутренней подвижной площадкой.

Пластмассовая крышка (муфта) и латунная сетка.

ное) давление р передается на цилиндрический образец грунта 1, находящийся в приборе, через рычаг 2 посредством гирь 3, а го­ризонтальная (сдвигающая) сила F— через рычаг ■/.Отношение плеч обоих рычагов 1:10.

В ходе эксперимента сдвигающая сила постепенно (ступеня­ми) увеличивается до тех пор, пока ее величина не превзойдет прочность образца на сдвиг.

В данной работе необходимо найти величины предельной сдвигающей силы F_u при вертикальных давлениях 0,1; 0,2 и 0,3 МПа. Для этого учебную группу делят на подгруппы, каждая из которых выполняет опыт на сдвиг.