71720

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ СЛОЖЕНИЯ И ВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ

Лабораторная работа

География, геология и геодезия

От плотности сложения песка зависят его строительные свойства, в том числе статическая и динамическая устойчивость, деформативность, водопроницаемость и т.д. Так, например, если песок в рыхлом состоянии, то он может быть использован в качестве основания только после его уплотнения или скрепления.

Русский

2014-11-11

150.5 KB

10 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

«ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ СЛОЖЕНИЯ И     ВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ»

Плотность сложения определяется для сыпучих (песчаных) грунтов и может быть оценена через коэффициент пористости е по ГОСТ 25100-95

Классификация песков представлена в табл. 1.

                                                                                                       Таблица 1

Разновидность песков

Коэффициент пористости е

Пески гравелистые, крупные и средней крупности

Пески мелкие

Пески пылеватые

Плотный

Средней плотности

Рыхлый

<0,55

0,55 - 0,70

>0,70

<0,60

0,60-0,75

>0,75

<0,60

0,60 - 0,80

>0,80

От плотности сложения песка зависят его строительные свойства, в том числе статическая и динамическая устойчивость, деформативность, водопроницаемость и т.д. Так, например, если песок в рыхлом состоянии, то он может быть использован в качестве основания только после его уплотнения или скрепления.

В данной работе используется песок средней крупности нарушенной структуры.   Песок   находится   в   воздушно-сухом   состоянии,   по   этому, пренебрегая гигроскопической влажностью, считается W = 0 и принимается .

Коэффициент пористости вычисляется по формуле:

                         (1); где  - плотность частиц грунта, г/ см³

                                                        - плотность сухого грунта, г/ см³

Водопроницаемостью называется способность грунтов пропускать воду под действием силы тяжести или гидростатического напора.

Водопроницаемость характеризуется коэффициентом фильтрации Кф, то  есть скоростью фильтрации при напорном градиенте, равном единице.  Коэффициент Кф определяется по формуле:

  (2)  (см/сек, м/сут)

Где I – гидравлический градиент

Q - объем воды, профильтровавшийся через грунт (см³/сек);

F - площадь фильтрации (см²);

t- время фильтрации (сек).

Известно, что коэффициент фильтрации зависит от гранулометрического состава и плотности песка, температуры воды и некоторых других факторов. Коэффициент фильтрации используется при различных гидрогеологических расчетах: определении притока воды к котлованам, дренажным и водозаборным устройствам, фильтрационных потерь воды через земляные сооружения, при расчете осадок фундаментов во времени и др.

Водопроницаемость грунтов определяется различными приборами, к числу которых относится и фильтрационный прибор КФ-1 (рис. 5).

ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ.

Песок средней крупности, цилиндр с днищем, ложка, молоточек, правило, весы с разновесами, чашка с водой, фильтрационный прибор КФ-1, колба с водой, секундомер.

ХОД РАБОТЫ.

  1.  Определение плотности сложения.

Рис. 1. Цилиндр с днищем.

1 - металлический цилиндр;

2 - перфорированное съемное днище;

3 латунная сетка.

1.1.       В  табл.   2  записывается   вес   и  объем цилиндра с днищем (рис. 1).

1.2.       В   цилиндр   ложкой   насыпается   песок слоями   1   —   2   см   и  уплотняется   постукиванием молоточка по цилиндру. Избыток песка убирается правилом. Цилиндр с песком взвешивается.

1.3.      Вычисляется  плотность  сухого  песка  и коэффициент пористости по формуле (1).

Табл. 2

Масса цилиндра М1, г

Масса цилиндра с песком М2, г

Масса песка

М2 – М1, г

Объем цилиндра V, см³

Плотность сухого песка

, г/ см³

Коффициент пористости е

Плотность сложения песка

299,6

772

472,4

250

1,89

0,4286

Плотный

<0,55

, г/ см³

1.4. По табл. 1 устанавливается полученная плотность сложения песка.

2.       Определение водопроницаемости (по ГОСТ 25100-95 ).

2.1. В корпус прибора 5 наливается вода и вращением цилиндра 6
устанавливается гидравлический градиент
I равный 1.

Рис. 2. Фильтрационный прибор кф-1

  1 - металлический цилиндр;

  2-перфорированное съемное днище;

  3-   латунная сетка;

  4 - крышка с резиновой прокладкой;

  5 - корпус прибора;

  6 - цилиндр для установки шпонки гидравлического   градиента;

  7 - мерный  стеклянный сосуд Мариотта с водой    

2.2. Цилиндр с грунтом 1 устанавливается внутрь цилиндра 6, который вращением медленно погружается в воду до отметки I = 0,8 и оставляется в таком положении до полного увлажнения грунта. В    процессе водонасыщения грунта     поддерживается     постоянный уровень воды у верхнего края корпуса 5.

2.3.    На образец грунта помещается латунная сетка 3, одевается на цилиндр 1 крышка с резиновой прокладкой 4. Вращением цилиндра 6 цилиндр с грунтом 1 опускается в крайнее нижнее положение и
оставляется на 10 - 15 мин.
 

2.4.    Вращением цилиндра 6 устанавливается необходимое значение гидравлического градиента и доливается вода в корпус 5 до верхнего его края.

2.5.     Заполняется мерный стеклянный сосуд 7 водой и, закрывая пальцем его отверстие, переворачивается отверстием вниз, подносится возможно ближе к цилиндру с грунтом 1 и, отнимая палец, быстро вставляется в крышку 4 так, чтобы его горлышко соприкасалось с латунной сеткой, а в сосуд равномерно поднимались мелкие пузырьки воздуха. Если в мерный сосуд прорываются крупные пузырьки воздуха, то его необходимо опустить ниже, добившись появления мелких пузырьков.

2.6.    Отмечается время, когда уровень воды достигнет деления шкалы
мерного баллона, отмеченною цифрой 10 (или 20) см³, принимая это время за

начало фильтрации воды, т.е t = 0. В дальнейшем фиксируется время, когда уровень воды достигает соответственно делений 20,30,40, 50 см и т.д.

2.7.    Вращением цилиндра 6 задается новое значение гидравлического
градиента, после чего опыт повторяется. Испытания проводится при трех
различных гидравлических градиентах при поэтапном увеличении их значений. Результаты опытов записываются в табл .3.
*

  2.8.       По полученным данным вычисляется коэффициент фильтрации по формуле (2) с точностью до 0,01.

Табл.3

Время от начала опыта, t, сек

Отсчет по шкале сосуда Мариотта,V,см³

Объем профильтровавшейся воды, Q, см³

Площадь прибора, F, см²

Гидравлический градиент, I

Коэффициент фильтрации, Кф ,см/сек

Средний коэффициент фильтрации, ,см/сек 

Скорость фильтрации , см/сек

0

43

86

126

167

208

247

292

336

385

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

По 10

25

0,89

0,0105

0,0052

0,0036

0,0027

0,0022

0,0018

0,0015

0,0013

0,0012

0,0033

0,0029

Расчет:

1. см/сек    см/сек

    

   см/сек                 см/сек

   см/сек                см/сек      

   см/сек                см/сек

    см/сек    

2.

      см/сек  

3.

        см/сек

2.9.      График зависимости скорости фильтрации υ от гидравлического градиента I ( )


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

73871. Электронная тепловая поляризация 120.69 KB
  Это такие дефекты как например анионные вакансии когда нет негативных ионов рис. Компенсация происходит потому что кристаллическая решетка всегда электронейтральная количество негативных зарядов в ней равняется количеству позитивных. Однако орбиталь этого атома в этом случае сильно деформирована она вытягивается в направлении анионной вакансии для компенсации отсутствующего заряда рис.2 в который является причиной самовольного создания в решетке кристалла локального электрического момента p0 = ql0 где l0 приблизительно отвечает...
73872. Дипольна теплова поляризація в кристалах і текстурах 616.5 KB
  У реальній ситуації можливість теплової дипольної поляризації в активних діелектриках обмежена визначеною кількістю сталих орієнтацій диполів відповідно до симетрії кристала або текстури. Теплові механізми поляризації очевидно повільніші порівняно з пружною поляризацією табл. Навпаки у випадку теплової поляризації відбувається термоелектродифузія напіввільних електронів або іонів через потенціальні...
73873. Діелектричний спектр – загальна картина 27 KB
  Діелектричний спектр загальна картина У широкому діапазоні частот і в різних кристалографічних напрямах найчастіше спостерігаються кілька діапазонів дисперсії ЄО які утворюють діелектричнuй спектр. Підвищений інтерес становить також дослідження впливу напруженості електричного поля на властивості діелектрика в діапазоні дисперсії ε тобто дослідження складного комплексу залежностей εω Т Е. Глибиною дисперсії ε можна вважати відносний внесок у величину ε0 того механізму поляризації що виключається у процесі дисперсії тобто...
73874. Тензор механічних деформацій 614 KB
  Тензор механічних деформацій У кристалі під дією механічних напружень відбувається механічна деформація. Таким чином деформація безрозмірна. У деяких кристалах під дією збільшуваних напружень перед механічним руйнуванням кристала деформація може досягати значень...
73875. Тензоры упругости и податливости 14.46 KB
  Тензоры упругости и податливости Приложенные извне механические напряжения Х упруго и обратимо изменяют форму кристалла происходит его деформация х. Поскольку xmn и Xmn тензоры второго ранга в анизотропных кристаллах или текстурах можно ожидать что каждая из девяти компонентов деформаций xkp индуктирована девятью компонентами тензора напряжения Xkp : xmn = smnkpXkp В тензорном представлении xmn имеют ввиду девять уравнений правая часть которых имеет по девять членов. Очевидно что тензор упругой податливости как и тензор упругой...
73876. Тензор пьезомодуля 28 KB
  Целесообразно перейти к более удобной сокращенной матричной записи тензора третьего ранга: так же как выше, в матричной форме, уже были представлены тензоры четвертого ранга (упругой жесткости и податливости). Однако в данном случае первый индекс
73877. Пєзомодулі кварцу – графічна інтерпритація 52 KB
  Компоненти dmnk являють собою компоненти тензора третього рангу; за індексами n і k у виразі малось на увазі підсумовування. У повному записі з цього рівняння випливає, що для кристалів найнижчої симетрії тензор dmnk відповідно до рівняння міг би мати
73878. Прямий пєзоелектричний eфeкт 53.5 KB
  Прямий пєзоефект спонукає нецентросиметричні кристали або текстури перетворювати механічну енергію в електричну. Цей ефект може бути описаний різними лінійними співвідношеннями залежно від поєднання тих чи тих граничних умов, відповідно до яких використовують або досліджують пєзоелектрик
73879. Обратный пьезоелектрический эффект 32.86 KB
  Пъезоэффект возникает только в 20 кристаллах из 32 возможных каждый из которых отличается своей группой симметрии. Эти группы включают в себя элементы симметрии оси после поворота кристалла на определенный угол новое его положение точно совпадает с выходным плоскости зеркально отображает все элементы кристалла по обе ее стороны и центры симметрии. Используется в современной технике это структура что характеризируется осью симметрии бесконечного порядка и плоскостью m проходящую через эту ось. Полярнаю ось симметрии направлена по...