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

9 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

19040. Квазиклассическое приближение. Квазиклассические решения уравнения Шредингера, сшивка квазиклассических решений 664.5 KB
  Лекция 22 Квазиклассическое приближение. Квазиклассические решения уравнения Шредингера сшивка квазиклассических решений Число случаев когда удается точно решить стационарное уравнение Шредингера то есть найти собственные значения и собственные функции операт...
19041. Правило квантования Бора-Зоммерфельда. Примеры. Квазиклассический коэффициент прохождения через барьер. Вероятность альфа распада в квазиклассическом приближении 384.5 KB
  Лекция 23 Правило квантования БораЗоммерфельда. Примеры. Квазиклассический коэффициент прохождения через барьер. Вероятность альфа распада в квазиклассическом приближении Квазиклассические решения и условия их сшивки в точках поворота позволяют получить в кв...
19042. Уравнение Томаса-Ферми 127 KB
  Лекция 24 Уравнение ТомасаФерми Распределение заряда и электрического поля в атомах с учетом взаимодействия электронов друг с другом проводятся методами самосогласованного поля. Эти расчеты очень сложны и громоздки особенно многоэлектронных атомов. Но как раз дл
19043. Теория стационарных возмущений для состояний дискретного спектра. Случай невырожденного спектра 279 KB
  Лекция 25 Теория стационарных возмущений для состояний дискретного спектра. Случай невырожденного спектра Точное решение стационарного уравнения Шредингера как правило представляет собой существенную математическую проблему и возможно только для простейших кв...
19044. Теория стационарных возмущений в случае невырожденного спектра: примеры 309 KB
  Лекция 26 Теория стационарных возмущений в случае невырожденного спектра: примеры Рассмотрим несколько примеров. Пусть на одномерный гармонический осциллятор наложено возмущение . Найдем поправки первого и второго порядка к энергетическим уровням осциллятора. ...
19045. Теория стационарных возмущений для состояний дискретного спектра. Случай вырож-денного спектра 269.5 KB
  Лекция 27 Теория стационарных возмущений для состояний дискретного спектра. Случай вырожденного спектра Рассмотрим теперь случай когда невозмущенный оператор Гамильтона имеет вырожденные собственные значения. Пусть функции ... отвечают одному и тому же собст...
19046. Теория стационарных возмущений в случае вырожденного спектра. Примеры 441 KB
  Лекция 28 Теория стационарных возмущений в случае вырожденного спектра. Примеры Рассмотрим несколько примеров применения теории возмущений в случае вырожденного спектра. Пусть трехмерная частица находится в сферически симметричном потенциале в котором отсутст...
19047. Теория нестационарных возмущений. Переходы под влиянием возмущений, зависящих от времени 777 KB
  Лекция 29 Теория нестационарных возмущений. Переходы под влиянием возмущений зависящих от времени Согласно постулатам квантовой механики волновая функция любой квантовой системы удовлетворяет временному уравнению Шредингера 1 где гамильтониан системы...
19048. Теория нестационарных возмущений. Примеры 838 KB
  Лекция 30 Теория нестационарных возмущений. Примеры Рассмотрим примеры применения теории нестационарных возмущений для простейших квантовых систем. Пусть на гармонический осциллятор находящийся в основном состоянии начиная с момента времени действует малое в...