ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ ПЫЛЕВАТЫХ И ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ
3.1. Оборудование и приборы
3.1.1 В комплект оборудования для определения коэффициента фильтрации глинистых грунтов должны входить:
компрессионно-фильтрационный прибор, позволяющий проводить испытания под нагрузкой при переменном напорном градиенте;
весы лабораторные квадрантные (ВЛК) или лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104 с комплектом гирь к ним по ГОСТ 7328;
термометр с погрешностью измерения не более 0,5 °С по ГОСТ 28498-90;
секундомер;
нож из нержавеющей стали с прямым лезвием;
лопатка;
пресс винтовой;
пластины плоские с гладкой поверхностью (из стекла, плексигласа или металла).
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3.1.2. В состав компрессионно-фильтрационного прибора должны входить:
поддон с емкостью для воды и штуцером с боковой стороны;
кольцо (цилиндр) для образца грунта с заостренным нижним краем;
металлические фильтры, обеспечивающие свободное поступление воды к образцу и ее отвод;
насадку (крышу) на кольцо;
пьезометр диаметром 0,4 см (при быстрой фильтрации до 1 см, при медленной - 0,1-0,2 см), соединенный с прибором через штуцер и тройник; при наличии в приборе двух пьезометров диаметр их должен быть одинаковым;
арретир - приспособление для предотвращения набухания образца грунта при его насыщении водой;
индикатор с ценой деления шкалы 0,01 мм для измерения вертикальных деформаций образца грунта;
|
|
|
механизм вертикальной нагрузки на образец.
3.1.3. Конструкция компрессионно-фильтрационного прибора должна обеспечивать:
герметичность всех стыков прибора;
отсутствие защемленных пузырьков воздуха;
создание заданного градиента напора (до 100);
подачу воды к образцу грунта снизу вверх или сверху вниз и отвод ее;
центрированную передачу нагрузки на образец грунта;
передачу на образец грунта давления ступенями;
постоянство давления на каждой ступени;
неподвижность кольца с грунтом при испытаниях;
измерение вертикальных деформаций грунта с точностью 0,01 мм;
нагрузку на образец, создаваемую фильтром, измерительным оборудованием и неуравновешенными деталями не более 0,0025 МПа.
3.1.4. Части прибора, соприкасающиеся с водой, должны быть изготовлены из некоррозирующегося материала.
3.1.5. Компрессионно-фильтрационные приборы необходимо тарировать не реже одного раза в год.
Индикаторы должны подвергаться поверкам в соответствии с технической документацией.
3.2. Подготовка к испытанию
3.2.1. Воду и грунт, предназначенные для определения коэффициента фильтрации, выдерживают в лаборатории до выравнивания их температуры с температурой воздуха.
|
|
|
3.2.2. Приготавливают образец грунта (п. 2.2.2), предварительно смазав внутреннюю поверхность кольца техническим вазелином.
Из остатков срезанного грунта отбирают пробы для определения влажности по ГОСТ 5180.
При заполнении кольца грунтом необходимо учитывать, в каком направлении относительно природного напластования определяют коэффициент фильтрации.
На нижнюю и верхнюю поверхность грунта накладывают фильтровальную бумагу, смоченную водой и вырезанную по внутреннему диаметру кольца.
3.2.3. Заполняют поддон прибора водой до верхней поверхности металлического фильтра через пьезометр и ставят на фильтр кольцо с грунтом.
Металлический фильтр ставят на образец грунта и опускают винт арретира так, чтобы при насыщении водой образец не набухал.
В случае испытания грунта под нагрузкой закрепляют индикатор.
3.2.4. Образец грунта насыщают водой снизу вверх через пьезометр. Водонасыщение следует производить не менее 2 сут для супесей, не менее 5 сут для суглинков; продолжительность водонасыщения глин устанавливают заданием.
|
|
|
При степени влажности грунта более 0,98 водонасыщение можно не производить.
3.2.5. Заливают образец грунта водой (до краев насадки или верха крышки) и передают на образец заданное давление ступенями.
Значения ступеней давления и время их выдерживания назначают в соответствии с ГОСТ 12248.
Если заданное давление равно 
(соответствующее структурной прочности), то образец нагружают ступенями давления по 0,0025 МПа до начала сжатия по ГОСТ 23908.
3.2.6. Подготовка образцов глинистого грунта нарушенного сложения
3.2.6.1. Для подготовки образцов глинистых грунтов с заданными значениями плотности необходимо размять грунт пестиком с резиновым наконечником до исчезновения комков крупнее 2 мм и определить влажность грунта по ГОСТ 5180.
3.2.6.2. Массу грунта, которая в объеме кольца должна обеспечить заданное значение плотности, рассчитывают по формулам (1).
Если задано значение плотности сухого грунта ( 
), г/см 
, то массу грунта в объеме кольца рассчитывают по формуле
(3)
3.2.6.3. Заполняют кольцо приготовленным грунтом необходимой массы.
Если вручную не удается уложить весь грунт, то применяют пресс.
3.2.6.4. Накрывают торцы образца грунта кружками влажной фильтровальной бумаги и выполняют последовательно операции пп. 3.2.3 - 3.2.5.
|
|
|
3.3. Проведение испытания
3.3.1. Наливают воду в пьезометр и устанавливают начальный напор, соответствующий заданному градиенту напора.
Начальный напор равен высоте столба воды от постоянного ее уровня над образцом грунта до уровня в пьезометре.
В приборах, имеющих два пьезометра, соединенных с крышкой и поддоном, начальный напор равен разности уровней в пьезометрах. При исследовании фильтрации в нисходящем потоке пьезометр, присоединенный к верхней части прибора, должен быть заполнен водой до верхней отметки, а пьезометр, присоединенный к нижней части, - до нижней отметки и наоборот.
3.3.2. Открывают кран (краны), соединяющий (соединяющие) пьезометр (пьезометры) с прибором, и отмечают время начала фильтрации воды.
3.3.3. Замеряют числа делений, на которые опустился (поднялся) уровень воды в пьезометре, через одинаковые промежутки времени и температуру воды с точностью до 0,5 °С.
Отсчеты по пьезометру производят в зависимости от скорости фильтрации. Промежутки времени отсчетов могут быть 5, 10, 15, 30 мин, 1 ч при медленной фильтрации - два раза, в начале и конце рабочего дня. Производят не менее шести отсчетов.
Если уровень воды в пьезометре понижается на одно деление за время, превышающее 40 с, то следует заменить пьезометры на более тонкие трубки.
3.3.4. После испытания определяют влажность и плотность грунта по ГОСТ 5180.
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Коэффициент фильтрации грунта ( 
), м/сут, приведенный к условиям фильтрации при температуре 10 °С, вычисляют по формуле
(4)
где 
- наблюдаемое падение уровня воды в пьезометре, отсчитанное от первоначального уровня, см;
- начальный напор, см;
- безразмерный коэффициент, определяемый по приложению 4;
- время падения уровня воды, с;
- площадь сечения пьезометра, см 
;
- площадь кольца, см ;
- высота образца грунта, равная высоте кольца, см;
=(0,7+0,03 
) - поправка для приведения значения коэффициента фильтрации к условиям фильтрации воды при температуре 10 °С, где - фактическая температура воды при опыте, °С;
864 - переводной коэффициент (из см/с в м
/сут).
3.4.2. Коэффициент фильтрации вычисляют для каждого отсчета по пьезометру.
За коэффициент фильтрации образца грунта принимают среднее арифметическое отдельных вычисленных значений.
Коэффициент фильтрации выражают с точностью до второй значащей цифры.
3.4.3. Для расчетов коэффициента фильтрации составляют вспомогательные таблицы, разделив формулу (4) на два множителя:
и 
(5)
Рекомендуется составить таблицы значений множителя 
в зависимости от значения падения уровня воды в пьезометре и значений множителя 
в зависимости от температуры воды при опыте.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное
ТЕРМИНЫ И ПОЯСНЕНИЯ
Градиент напора - отношение разности напора воды к длине пути фильтрации.
Масса грунта - свойство тела или вещества, характеризующее их инерционность и способность создавать гравитационное поле (скалярная величина).
Плотность грунта - масса единицы объема грунта.
Плотность сухого грунта - отношение массы сухого грунта (исключая массу воды в его порах) к его первоначальному объему.
Плотность частиц грунта - масса единицы объема грунта без пор или масса единицы объема твердых частиц грунта.
Коэффициент пористости - отношение объема пор к объему твердых частиц грунта.
Гранулометрический состав грунта - содержание по массе групп частиц (фракций) грунта различной крупности по отношению к общей массе абсолютно-сухого грунта.
Воздушно-сухое состояние грунта - состояние грунта, высушенного на воздухе.
Предельно рыхлое состояние грунта - состояние грунта при минимальной плотности.
Предельно плотное состояние грунта - состояние грунта при максимальной плотности.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое
Организация (лаборатория)___________________________________________________________
ЖУРНАЛ N
Дата добавления: 2018-09-23; просмотров: 508; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!