Фильтрация песка в чем измеряется
Определение коэффициента фильтрации песка
Коэффициент фильтрации грунта Кф –это скорость прохождения воды через грунт. Коэффициент фильтрации песка Кф численно равен скорости прохождения воды через песок при единичном напоре и измеряется в метрах за сутки. В расчетах часто используют К10 – коэффициент фильтрации приведенный к температуре воды 10 °С.
На практике определение коэффициента фильтрации наиболее востребовано в дорожном и аэродромном строительстве при устройстве дренирующих слоев из песчаных грунтов, так как значение коэффициента фильтрации используемых грунтов должно находиться в пределах 1-2 м/сутки.
Для определения коэффициента фильтрации грунтов и, в частности, коэффициента фильтрации песка используют методы, изложенные в ГОСТ 25584-2016. Рассмотрим основные моменты проведения данного анализа.
В нашей лаборатории в основном работают с песками, используемыми для строительства дорог, поэтому дальнейшее изложение материала будет относиться к данной группе грунтов.
Определение коэффициента фильтрации начинается с определения еще двух характеристик песчаного грунта, а именно, максимальной плотности и оптимальной влажности в соответствии с ГОСТ 22733-2016. Для проведения испытания по определению данных характеристик используют прибор СОЮЗДОРНИИ, схематично изображенный ниже.
Порядок проведения испытания
Отбирают пробу весом 2500г из предварительно просушенного и просеянного через сито 5мм песка.
Рассчитывают количество воды Q, г, для доувлажнения отобранной пробы до влажности первого испытания по формуле:
В отобранную пробу грунта вводят рассчитанное количество воды за несколько приемов, перемешивая грунт металлическим шпателем. Затем переносят пробу грунта из чашки в эксикатор или плотно закрываемый сосуд и выдерживают ее при комнатной температуре не менее 2 ч для песчаных несвязанныхгрунтов.
Далее переносят пробу из эксикатора в металлическую чашку и тщательно перемешивают;
— загружают в собранную форму из пробы слой грунта толщиной 50-60 мм и слегка уплотняют рукой его поверхность. Проводят уплотнение 40 ударами груза по наковальне с высоты 300 мм, зафиксированной на направляющей штанге. Аналогичную операцию проводят с каждым из трех слоев грунта, последовательно загружаемых в форму. Перед загрузкой второго и третьего слоев поверхность предыдущего уплотненного слоя взрыхляют ножом на глубину 1-2 мм. Перед укладкой третьего слоя на форму устанавливают насадку;
— после уплотнения третьего слоя снимают насадку и срезают выступающую часть грунта заподлицо с торцом формы. Толщина выступающего слоя срезаемого грунта должна быть не более 10 мм.
Образующиеся после зачистки поверхности образца углубления вследствие выпадения крупных частиц заполняют вручную грунтом из оставшейся части отобранной пробы и выравнивают ножом.
Взвешивают цилиндрическую часть формы с уплотненным грунтом mi и вычисляют плотность грунта ρi по формуле:
Извлекают из цилиндрической части формы уплотненный образец грунта. При этом из верхней, средней и нижней частей образца отбирают пробы для определения влажности грунта wi
Испытание считают законченным, когда с повышением влажности пробы при последующих двух испытаниях происходит последовательное уменьшение значений массы и плотности уплотняемого образца грунта, а также когда при ударах грузом происходит отжатие воды или выделение разжиженного грунта через соединения формы.
По результатам испытания строят график ρ(w).
Ниже приведен пример графика для песчаных грунтов.
По построенному графику определяют максимальную плотность и оптимальную влажность. Зная эти характеристики, переходят к непосредственному определению коэффициента фильтрации.
Для проведения испытания используют прибор ПКФ, схема которого приведена ниже
Порядок проведения испытания
— песок и воду, предназначенные для определения коэффициента фильтрации, выдерживают в лаборатории до выравнивания их температуры с температурой воздуха;
— песок просушивают до воздушно-сухого состояния;
— просеивают через сито с отверстиями 5 мм и определяют его гигроскопическую влажность по ГОСТ 5180;
— отбирают в фарфоровую чашку пробу песка методом квартования массой не менее 450 г;
— увлажняют с помощью мерного цилиндра отобранную пробу до оптимальной влажности и выдерживают ее в эксикаторе с водой не менее 2 ч.
Из подготовленной пробы влажного грунта отбирают навеску массой m1 для помещения в фильтрационную трубку прибора и навеску для контрольного определения фактической влажности грунта по ГОСТ 5180.
Массу m1 вычисляют по формуле,
Подготовку прибора к проведению испытания производят в следующем порядке:
— съемное перфорированное дно 6 с латунной сеткой 5, покрытой кружком высокопористого материала, смоченного водой, крепят к трубке 3 и ставят ее на жесткое массивное основание;
— навеску влажного грунта массой m1 делят на три порции и последовательно укладывают их в трубку, уплотняя каждую из них с помощью трамбовки, проводя по 40 ударов груза с высоты 300 мм; перед укладкой каждой порции поверхность предыдущей уплотненной порции взрыхляют ножом на глубину 1-2 мм;
— измеряют линейкой расстояние от верхнего края трубки до поверхности уплотненного грунта; измерения проводят не менее чем в трех точках; в расчет принимают среднее значение. (При высоте образца грунта 1 в трубке более 100 мм проводят дополнительное уплотнение, которое заканчивают при высоте образца (100±1) мм.)
— укладывают на поверхность грунта слой гравия (фракция 2-5 мм) толщиной 5-10 мм;
— устанавливают трубку с грунтом на подставку 7 и вместе с ней помещают в стакан 4, 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 доливают водой верхнюю часть трубки примерно на 1/3 ее высоты;
— извлекают стакан с трубкой из емкости и устанавливают его на поддон 8.
Испытание проводят в следующем порядке:
— доливают водой трубку не менее чем на 5 мм выше нулевого деления;
— дожидаются снижения уровня воды в пьезометре 2 до отметки «0» и включают секундомер;
— фиксируют время снижения уровня воды в пьезометре до отметок 10, 20, 30, 40 и 50 мм.
При времени падения уровня воды до отметки 50 мм более 10 мин допускается проводить испытание при большем значении начального градиента напора. В этом случае трубку с подставкой извлекают из стакана и ставят непосредственно на поддон. Начальную высоту уровня воды Н0 при этом принимают равным 20см.
Ниже приведен пример графика.
Опытные точки на графике должны наложиться на прямую линию, выходящую из начала координат, что является показателем корректности проведения испытания.
По построенному графику определяют коэффициент фильтрации (см/сек) по формуле:
где Тф – фактическая температура воды при испытаниях, °С;
К – рассчитанный коэффициент фильтрации, см/сек.
Коэффициент фильтрации грунтов: таблица, ГОСТ песка для дорожного строительства
Песок является в какой-то степени уникальным материалом, который используется во многих отраслях, включая строительство, сельское хозяйство и т.д. Он повсеместно используется для приготовления цементных и бетонных растворов, для строительства дорог, зданий и насыпей. Приобретая песок, нужно уделять внимание некоторым его характеристикам, среди которых можно отметить модуль крупности, наличие примесей и глины в песке, а также коэффициент уплотнения и фильтрации. О последнем параметре и пойдет речь в данной статье.
Что это такое – коэффициент фильтрации песка по ГОСТу и почему его используют в строительстве, ремонтно-дорожных работах и др.
Люди, которые весьма отдаленно знакомы со спецификой такого материала, как песок, задаются вопросом – что такое коэффициент фильтрации песка? Если говорить понятным языком, без лишней терминологии, то этот показатель свидетельствует о прохождении жидкости через слой песка.
Иными словами, речь идет о водонепроницаемости данного материала. Определение скорости просачивания воды через песок определяется под влиянием гидравлического градиента. Как правило, его значение равно единице. Данный показатель измеряется в м/сут (метрах в сутки).
Получается, что конечная величина говорит о том расстоянии, которое проходит вода сквозь слой песка за 24 часа. Если показатель оказывается меньше 1, то такой песок считается недостаточно высокого качества.
Сыпучий материал не подойдет для использования в строительстве фундаментов и несущих конструкций. Для остальных же целей он вполне пригоден.
От чего зависит данный показатель
Коэффициент фильтрации песка очень важен для оценки его качественных характеристик, а также проникающей способности.
Знание данного показателя позволяет определить область применения песка, ведь для каждой отрасли и цели есть свои определенные требования.
Если показатель оказывается максимальным, то это говорит о том, что в таком песке практически отсутствуют различные примеси и глина. Соответственно, если песчинки крупные, а состав более чистый, то такой песок обладает меньшей прочностью, что является преимуществом.
Если порода обладает такими характеристиками, то жидкость проходит через нее без препятствий. Данное обстоятельство позволяет использовать цементный раствор при масштабном строительстве, производстве, заливке фундаментов, стяжки пола и для кладки.
Если у песка низкое значение коэффициента, то это говорит о присутствии в составе песка глины и крупных песчинок. Это ведет к увеличению водонепроницаемости материала, ведь вода практически не проходит через глину.
Да, такой песок будет обладать высокой прочностью, но его можно будет использовать только в весьма узких и специфических работах. Это неудивительно, ведь при приготовлении любых растворов используется вода, а такой песок затрудняет данные процессы.
Характеристики
Песчинки карьерного песка характеризуются коэффициентом, находящимся в диапазоне от 0,5 до 7 метров за сутки. Данный коэффициент в таблице достаточно средний, поэтому такой песок не может использоваться для масштабных строительств.
Намытый песок представляет больший интерес в этом плане, ведь материал проходит тщательную обработку и очистку с помощью воды. Это позволяет вымыть из состава примеси и глину, а сам коэффициент фильтрации песка средней крупности составляет от 5 до 20 метров за 24 часа.
При этом, размер песчинки составляет не более 2,5 мм. Такой песок используется в тех видах работы, где присутствие глиняных примесей строго запрещено.
Размер фракций песка равный 1-2 мм характеризуется тем, что его пропускная способность составляет от 1 до 10 метров за 24 часа. Такой вид песка считается наиболее предпочтительным, поэтому его используют в ремонтных и отделочных работах.
Естественно, все это сказывается и на его стоимости.
Определение коэффициента пылеватого песка, средней крупности и др. – испытание метода
Определение коэффициента фильтрации карьерного, кварцевого песка происходит с помощью специального опыта с использованием простейших предметов. Данное испытание позволяет узнать глубину, на которую вода просачивается сквозь слой песка за 24 часа.
Согласно ГОСТ 8736, данный метод должен проводиться с использованием следующих инструментов:
Прибор КФ-00М представляет собой конструкцию, состоящую из:
Определение коэффициента фильтрации песка, согласно ГОСТ, проходит следующим образом:
Эти манипуляции позволяют определить временной промежуток, за который жидкость опускается ниже уровня 5 см. Повторять это нужно не менее четырех раз, каждый раз наливая воду на 5 миллиметров выше.
Чтобы показатель был наиболее точным, нужно взять усредненное значение из всех совершенных манипуляций.
Помните, что категорически запрещено допускать падения жидкости в трубке ниже уровня песка. В противном случае, весь опыт окажется бесполезным.
При использовании полусухой стяжки пола можно быстро сформировать основу напольного покрытия. Полусухая стяжка пола – это качество, быстрота и эффективность.
При проведении ремонтных работ в обязательном порядке производят штукатурку стен. Тут узнаете, сколько сохнет штукатурка на стенах.
Цемент является главным строительным материалом при строительстве любого сооружения. Здесь ознакомитесь как развести и какие пропорции песка и цемента.
ГОСТ 25584 содержит информацию об определенном коэффициенте песка для каждого из видов данного материала. В частности, коэффициент фильтрации песка пылеватого составляет от 0,1 до 2 метров в сутки. Это очень небольшой показатель, поэтому сфера применения такого материала крайне ограничена.
Установленный ГОСТ позволяет значительно упростить определение сферы использования конкретного вида песка. Так, карьерный песок обладает низким показателем фильтрации, поэтому он может использоваться лишь для штукатурных работ, где особо не важны данные показатели.
Более подробно о определении коэффициента фильтрации песка смотрите на видео:
Заключение
Для более фундаментальных отраслей строительства можно также использовать карьерный песок, но прошедший определенную очистку водой. Он может использоваться в кирпичном и бетонном производстве, укладке бордюр и т.д.
Для более серьезных целей, таких как строительство дорог и зданий, лучше всего использоваться морской песок. В среднем, коэффициент фильтрации такого песка составляет от 10 до 20 метров в сутки, что вполне пригодно для дорожного строительства.
Естественно, данный коэффициент фильтрации песка напрямую зависит от модуля крупности, поэтому нужно учитывать это обстоятельство до проведения непосредственных работ.
Песок для дорожного строительства. Основные критерии выбора
Что такое коэффициент фильтрации
Коэффициент фильтрации природного песка – это скорость фильтрации воды с учетом единичного гидравлического градиента. Иными словами, данный параметр показывает водопропускную способность. Данный показатель измеряется в метрах за сутки (м/сутки), при расчетах учитывается уровень толщи, которую вода проходит на протяжении 24 часов.
Определение коэффициента фильтрации песка производится на основе доли и вида примеси в самом сырье. Иными словами, чем он чище и крупнее, тем лучше он будет пропускать воду, вне зависимости от её характеристик. К примеру, глинистые пески не будут пропускать воду, из-за чего их применение в строительстве связано с огромнейшим количеством ограничений. Для максимального увеличения КФ, «грязный» материал подлежит обязательной очистке при помощи специальных способов и современных методик.
Факторы, влияющие на величину коэффициента фильтрации
Значение коэффициента фильтрации у разных видов песка отличается из-за воздействия множества факторов. В числе основных можно назвать следующие:
Как вычислить КФ?
Для выявления показателей используется актуальный образец. Исследование проводится в лабораторных условиях при оптимальном уровне влажности и максимальной плотности. Для выяснения оптимальных значений используется таблица коэффициентов фильтрации песка, в соответствии с актуальными строительными нормами и правилами (СНиП).
Для проведения вычисления используются:
Мерная трубка прибора заполняется предметом исследования. К трубке прикрепляется специальная латунная сетка и перфорированное дно. После засыпки, утрамбовки и проведения замеров от крайней точки трубки до поверхности, а также дополнительной трамбовки, в трубку заливается жидкость. При вытекании воды через перфорированное дно, время выхода засекается при помощи секундомера.
Песок
Строительный песок — неорганический сыпучий материал с крупностью до 5 мм, получаемый при разработке песчаных и песчано-гравийных месторождений без использования или с использованием специального обогатительного оборудования (карьеры расположены по всей ЛО, на каждом карьере разного качества).
Песок классифицируется по месту происхождения и произведённой обработке:
Основные характеристики песка:
1. МОДУЛЬ КРУПНОСТИ
Песок по модулю крупности подразделяется на группы:
При строительстве очень важно знать модуль крупности, поскольку от данного показателя будет зависеть объем потребления воды для раствора и общий расход вяжущего материала. Также модулем крупности определяется область применения песка в строительстве. От него будет зависеть качество изделий и выполненных работ.
2. КОЭФФИЦИЕНТ ФИЛЬТРАЦИИ
Речь идет о водонепроницаемости песка. Определение скорости просачивания воды через песок, то есть какое расстояние преодолеет вода сквозь песок в течении суток. Данный показатель измеряется в м/сут (метрах в сутки).
Если коэффициент фильтрации низкий, то и область применения материал будет заметно сужена. Причина в том, что применения песка низкого качества негативно влияет на прочностные показатели конструкции. Самые низкие показатели рассматриваемого параметра характерны для песка с глиной, ведь для указной примеси характерные водоупорные свойства, в результате чего материал не пропускает воду.
Чем Коэффициент фильтрации выше, тем песок считается качественнее!
Содержание пылевидных, илистых, глинистых частиц.
Сколько тонн в 1 кубе песка? Зависит от плотности, фракции, влажности. Чем мокрей песок, тем больше его вес. Материал, хранящийся зимой на улице, увеличивается в массе до 15 % из-за снега и льда. Средний удельный вес песка – 1450-1600 кг/куб.
Песок строительный и коэффициент его фильтрации
Сферы применения песка разнообразны и многочисленны. Большое их количество поясняется универсальными характеристиками данного природного материала. Вот лишь несколько областей, в которых используется песок: жилищное строительство, производство строительных растворов и смесей, организация насыпей, устройство дорог, пожаротушение, химическая промышленность, изготовление стекла, ландшафтный дизайн и другие. Однако, в каждом конкретном случает необходимо внимательно относится к выбору вида песка и его характеристикам.
Коэффициент фильтрации является одним из наиболее важных качеств песка наряду с объемно — насыпной массой, модулем крупности и содержанием различных глинистых частиц. Этот показатель определяют в условиях оптимальной влажности при наибольшей (максимальной) плотности материала. При повышенной влажности коэффициент будет более низким, чем в нормальных условиях. При низкой влажности этот показатель будет более высокий.
Коэффициент фильтрации демонстрирует водопроницаемость песка. Это его способность пропускать сквозь частицы воду. Скорость ее прохождения рассчитывается с учетом гидравлического градиента, равным единице. Измеряется данный коэффициент в метрах в сутки. В общем, цифра показывает, какое именно расстояние проходит вода между частицами песка за сутки.
Данную характеристику важно знать, чтобы оценить проникающую способность строительного песка, то есть его качество. Наиболее низкой пропускной способностью обладает глина, она имеет коэффициент фильтрации равный нулю. Низкий коэффициент свидетельствует о том, что количество различных глинистых примесей довольно большое, а значит, и области применения значительно сужаются, так как применение песка строительного такого качества будет негативно влиять на прочность конструкций. Наиболее высокой показатель песок строительный коэффициент фильтрации с крупными зернами, так как между песчинками содержится большой объем воздуха, позволяющего воде свободнее перемещаться.
Различные виды песка характеризуются разными свойствами, поэтому и коэффициент фильтрации у них разный:
Таблицы стандартов ГОСТ указывают коэффициент фильтрации различных видов песка. Повышение качества возможно благодаря особым методам очистки, в результате которых отделяются глинистые частицы.
Технические характеристики песка крупного
Техническая характеристика на песок для строительных работ
ГОСТ 8736-93
13. Содержание аморфных разновидностей диоксида кремния, растворимого в щелочах — не более 50 ммоль/л. 14.Содсржание сернистых и сернокислых соединений в пересчете на SО3 колеблется от 0.1 О 0,30%. 15.Истинная плотность зерен песка 2,62 — 2,65 г/см.куб. 16.Содержание в песке органических примесей (гумусовых веществ) при обработке раствором гидрооксида натрия — жидкость над пробой светлее эталона. 17. Класс песка по удельной эффективной активности естественных радионуклидов 1 класс применения до 370 Бк/кг.
Продукция сертифицирована в Системе «Мосстройссртификация» и соответствует Государственным нормативным документам.
Информация на сайте носит информационный характер и не является договором оферты. Вся информация размещенная на сайте является собственностьюЗАО «Мансуровское карьероуправление».Любая перепечатка информации с данного сайтавозможна только с письменного разрешенияЗАО «Мансуровское карьероуправление».Напишите нам для получения дополнительной информации.
Водопроницаемость грунтов
Средние ориентировочные значения коэффициента фильтрации для некоторых видов грунтов приведены в табл. 5.5
Ориентировочные значения коэффициента фильтрации грунтов
| Грунт | Коэффициент фильтрации kƒ, м/сут. |
| Галечниковый (чистый) | 200 |
| Гравийный (чистый) | От 100 до 200 |
| Крупнообломочный с песчаным заполнителем | От 100 до 150 |
| Песок: гравелистый крупный средней крупности мелкий пылеватый | От 50 до 100 От 25 до 75 От 10 до 25 От 2 до 10 От 0,1 до 2 |
| Супесь | От 0,1 до 0,7 |
| Суглинок | 0,005 до 0,4 |
| Глина | 0,005 |
| Торф: слаборазложившийся среднеразложившийся сильноразложившийся | От 1 до 4 От 0,15 до 1,0 От 0,01 до 0,15 |
Для хорошо фильтрующих грунтов (песков и супесей) коэффициент фильтрации определяют с помощью прибора (рис. 5.16
), состоящего из трубы длиной l, заполненной грунтом, и двух трубок — подводящей и отводящей воду. При разности напоров Н2 — Н1 вода будет фильтроваться под действием градиента (J). Определив объем воды V, профильтровавшейся за время t, можно по формуле
Зависимость скорости фильтрации (Vƒ) от гидравлического фадиента, характеризующего водопроницаемость фунтов, носит название закона ламинарной фильтрации. Математическое выражение этого закона, предложенное Дарси, имеет вид
Схема установки для определения коэффициента фильтрации
Формулируется закон ламинарной фильтрации следующим образом: скорость движения (фильтрации) воды в грунте прямо пропорциональна гидравлическому градиенту. Фильтрация воды в вязких глинистых грунтах имеет свои особенности, связанные с малыми размерами пор и вязким сопротивлением водноколлоидных пленок, обволакивающих минеральные частицы грунтов.
Движение (фильтрация) воды в глинистых грунтах, в отличие от песчаных (рис. 5.17, кривая а
), начинается лишь при достижении некоторого градиента напора (см. рис. 5.17, кривая б), преодолевающего внутреннее сопротивление движения воды.
Зависимость скорости фильтрации в грунте от гидравлического градиента
Для кривой (б) различают три участка:
I — начальный (0—1), когда скорость фильтрации практически равна нулю (Vf= 0); II — переходный (1—2) криволинейный участок; III — прямолинейный (2—3), характеризующий процесс установившейся фильтрации.
Таким образом, в глинистых грунтах, особенно в плотных, при относительно небольших значениях градиента напора фильтрация может не возникать (участок 0—1, кривая б). Увеличение градиента напора приведет к постепенному, очень медленному развитию фильтрации (участок 1—2). Наконец, при некоторых значениях гидравлического градиента устанавливается постоянный режим (участок 2—3).
Напорный градиент, до достижения которого фильтрация в грунте не наблюдается, называется начальным градиентом (J’0). Во многих случаях исключают из рассмотрения участок 0—2 кривой «б» и закон ламинарной фильтрации для глинистых грунтов принимают в виде
где J’0 — начальный градиент напора, т.е. участок на оси J, отсекающий продолжение отрезка прямой 2—3 до пересечения с этой осью. Для песчаных грунтов фильтрация начинается сразу после передачи напора (рис. 5.17, кривая а).
Определение коэффициента фильтрации песков с помощью прибора КФ-ООМ (ГОСТ 25584-83)
Способность грунтов пропускать воду через систему сообщающихся пор называется водопроницаемостью. Движение воды в порах грунта происходит под действием возникающих в ней неуравновешенных давлений. Так, пленочная вода двигается под действием разности осмотических давлений в различных сечениях, капиллярная – адсорбционных сил смачивания поверхности грунтовых капилляров, гравитационная – под действием напора воды.
Наибольший практический интерес представляет движение гравитационной воды под влиянием силы тяжести или разности напоров. Считается, что для песчаных и большинства глинистых грунтов это движение может быть описано законом Дарси (закон ламинарного движения):
w – объем воды протекающей параллельно струями через водопроницаемое тело;
А – площадь поперечного сечения тела;
– отношение разности напоров к длине фильтрации (гидравлический градиент);
f – коэффициент фильтрации.
Численно коэффициент фильтрации равен объему воды, протекающему в 1с через поперечное сечение площадью 1 см3 при гидравлическом градиенте I
=1. Выражают его в см/с или м/сутки. Коэффициент фильтрации зависит от размеров и форм пор, гранулометрического состава и плотности грунта, температуры воды. Так, например, в песках, обладающих порами крупных размеров, фильтрация воды происходит легче и быстрее, чем в глинистых грунтах, которые имеют большое количество пор очень малого поперечного сечения. Поэтому коэффициент фильтрации для песчаных грунтов в среднем значительно больше, чем для глинистых. Таким образом, коэффициент фильтрации количество характеризует водопроницаемость грунтов.
Коэффициент фильтрации используется при расчетах скорости уплотнения грунтов под нагрузкой, подсчете запасов подземных вод, определении притока воды в строительные котлованы, проектирование водоотводных и дренажных сооружений и других аналогичных расчетах.
Ориентировочные значения коэффициентов фильтрации
| Пески | I*10-1…i*10-4 |
| Супеси | I*10-9…i*10-6 |
| Суглинки | I*10-5…i*10-8 |
| Глины | I*10-7…i*10-10 |
Коэффициент фильтрации может быть определен в лаборатории с помощью специальных приборов на образцах естественной или нарушенной структуры и косвенным путем – по гранулометрическому составу и пористости грунтов или по времени уплотнения грунта при данной нагрузке.
Прибор КФ-ООМ (рис. 
предназначен для определения коэффициента фильтрации песчаных грунтов с нарушенной структурой при различных напорных градиентах от 0 до 1. Испытание производят путем пропуска воды через грунт сверху вниз при заданном градиенте напора, причем образец грунта предварительно насыщают водой снизу вверх.
При испытании песчаных грунтов нарушенной структуры рекомендуется коэффициент фильтрации определять дважды: при рыхлом их сложении и при максимально плотном. В учебных целях определение коэффициента фильтрации k
f производится только в рыхлом состоянии.
Если требуется определить k
f грунтов с ненарушенной структурой, то с цилиндра снимается дно, и он в вертикальном положении задавливается непосредственно в грунт.
Рис. 8. Прибор КФ-ООМ
Содержание работы
1. Из корпуса прибора вынуть цилиндр и разобрать его.
2. Налить в корпус прибора воду и вращением подъемного винта поднять подставку в крайнее верхнее положение.
3. Надеть на цилиндр дно с латунной сеткой, покрытой кружном марли.
4. Цилиндр с дном и латунной сеткой заполнить песчаным грунтом в предельно рыхлом состоянии путем насыпания грунта с высоту 5-10 см без уплотнения.
5. Поместить на грунт латунную сетку, надеть на цилиндр муфту, установить цилиндр на подставку, вращением подъемного винта медленно погрузить его в воду в крайнее нижнее положение и оставить в этом положении на 15 мин. до полного увлажнения грунта. При этом поддерживать уровень воды у верхнего края корпуса.
6. Вращением подъемного винта установить цилиндр с грунтом до совмещения отметки необходимого градиента напора (в первом опыте I
=1.0) на планке с верхним краем крышки корпуса и долить воду в корпус до верхнего его края.
7. Замерить температуру воды.
8. Заполнить мерный стеклянный баллон водой и, закрывая большим пальцем его отверстие, опрокинуть отверстие вниз, поднести, возможно, ближе к цилиндру с грунтом и, отнимая палец, быстро вставить в муфту цилиндра так, чтобы горлышко баллона соприкасалось с латунной сеткой, а в баллон равномерно поднимались мелкие пузырь воздуха. Если в мерный баллон прорываются крупные пузырьки воздуха, необходимо сильнее прижать его к латунной сетке, добившись появления мелких пузырьков: в таком виде мерный баллон автоматически поддерживается над грунтом постоянный уровень воды в 1-2 мм, обеспечивая постоянство градиента напора.
9. Отметить время, когда уровень воды достигнет деления шкалы мерного баллона, отмеченного цифрой 10 (или 20) см3, принять это время за начало фильтрации воды.
10. Зафиксировать время, когда уровень воды достигнет соответственно делений 20, 30 (или 30, 40) см3 или других кратных значений. Сделать два отсчета. Записать результаты в журнал (форма 16).
11. Вычислить для двух измерений коэффициент фильтрации грунта k
f10, м/сутки, приведенный к условиям фильтрации при температуре 10°С, по формуле:
w – объем профильтрованной, см3;
– продолжительность фильтрации, с;
А – площадь поперечного сечения цилиндра, см2 (А=25 см2);
=(0.7+0.03*
Т
w) – поправка для приведения коэффициента фильтрации к условиям фильтрации воды при температуре 10°С;
w – фактическая температура воды при испытании, °С;
864 – переводной коэффициент (из см/с в м/сутки).
Записать результаты в журнал (форма 16).
12. Определить коэффициент фильтрации k
f10 при градиентах напора
I
=0.8 и
I
=0.6. Записать результаты в журнал (форма 16).
13. Вычислить коэффициент фильтрации k