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

7 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

21447. Линейные дифференциальные уравнения I порядка 299.5 KB
  Линейным дифференциальным уравнением I порядка называется уравнение I порядка линейное относительно неизвестной функции и её производной. Если то уравнение 1 называется линейным однородным. В соответствии с этим методом в формуле 2 полагают тогда: Подставляем полученное соотношение в уравнение 1 будем иметь: или откуда интегрируя находим следовательно . Интегрируем соответствующее однородное уравнение т.
21448. Нормальные системы дифференциальных уравнений. Условие Липшица 267 KB
  Условие Липшица. Говорят что функция удовлетворяет условию Липшица в некотором интервале [b] если существует такое число 0 что для. Так функция удовлетворяет условию Липшица в окрестности x=0 но её производная в точке x=0 имеет разрыв. Если функция нескольких переменных удовлетворяет условию Липшица по каждой из этих переменных в соответствующем диапазоне их изменения т.
21449. Теорема о дифференцируемости решений дифференциальных уравнений. Особые точки 463.5 KB
  Особые точки. Теорема: если в окрестности точки функция имеет непрерывные производные до mого порядка включительно то решение уравнения 1 удовлетворяющее начальному условию в некоторой окрестности точки имеет непрерывные производные до m1 порядка включительно. Подставляя в уравнение 1 получим тождество...
21450. Второе условие теоремы существования и единственности - условие Липшица 353 KB
  Если такая кривая является интегральной кривой для рассматриваемого уравнения то соответствующее решение называется особым решением. Поэтому свойство единственности решения уравнения 1 удовлетворяющего условию обычно понимается в том смысле что через данную точку по данному направлению задаваемому проходит не более одной интегральной кривой уравнения 1. Итак только среди точек кривой называемой pдискриминантной кривой т. Если какаянибудь ветвь кривой принадлежит особому множеству и в то же время является интегральной...
21451. Линейные дифференциальные уравнения n-ого порядка 230 KB
  Если при то на этом отрезке однородное уравнение 1 эквивалентно следующему 2 где. Уравнение 2 запишем также в виде 2 Если коэффициенты непрерывны на отрезке [b] то в окрестности любых начальных значений где любая точка интервала x b удовлетворяется условие теоремы существования и единственности см. функции ...
21452. Линейные неоднородные дифференциальные уравнения 256.5 KB
  Линейные неоднородные дифференциальные уравнения. Будем рассматривать линейные неоднородные уравнения вида 1 Это уравнение сохраняя прежние обозначения запишем в виде Если при в уравнении 1 все коэффициенты и правая часть fx непрерывны то оно имеет единственное решение удовлетворяющее условиям где любые действительные числа а любая точка интервала . Действительно правая часть уравнения 1 В окрестности рассматриваемых...
21453. Комплексные числа. Комплексные числа являются естественным обобщением понятия вещественных чисел 392 KB
  Комплексные числа. Комплексные числа являются естественным обобщением понятия вещественных чисел. При этом числа x и y называются вещественной и мнимой частями соответственного комплексного числа z. Два комплексных числа и считаются равными между собой тогда и только тогда когда равны их вещественные и мнимые части т.
21454. Линейные однородные дифференциальные уравнения с постоянными коэффициентами 234 KB
  Линейные однородные дифференциальные уравнения с постоянными коэффициентами. Оператор L можно представить в следующем виде 1б где корни характеристического уравнения 4 их кратности. При n=2 имеем причем где корни характеристического уравнения Далее Пусть теперь при некотором: где мы...
21455. Системы линейных дифференциальных уравнений 293 KB
  Системы линейных дифференциальных уравнений. Напомним что достаточными условиями существования и единственности решения системы обыкновенных дифференциальных уравнений 1 удовлетворяющего начальным условиям 2 являются: непрерывность всех функций в окрестности начальных значений; выполнение условия Липшица для всех...