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

6768. Історія та історіографія в еволюції, їх місце і роль в гуманізації діяльності людини. Історіософські концепції щодо формування та розвитку українського етносу 29.33 KB
  Історія та історіографія в еволюції, їх місце і роль в гуманізації діяльності людини. Історіософські концепції щодо формування та розвитку українського етносу. Предмет, завдання, методологічні принципи, джерела вивчення історії України як науки, що ...
6769. Етнополітичний контекст української історії. Формування та розвиток історико-етнографічних регіонів України 33.33 KB
  Етнополітичний контекст української історії. Формування та розвиток історико-етнографічних регіонів України. Етнополітика як наука і навчальний предмет, її взаємозв'язок з історієюта їх взаємовплив. Основні поняття та категорії етнополіти...
6770. Історичний поступ української держави. Основні закономірності, суть і наслідки початкових етапів державотворення 38.72 KB
  Історичний поступ української держави. Основні закономірності, суть і наслідки початкових етапів державотворення. Слов'янська держава Київська Русь.Козацько-гетьманськадержава. Концепції державності в українській історико-політичній...
6771. Зародження історично української соціальної системи, наявність в ній ознак міжнародного впливу, поєднання історичного і сучасного 35.86 KB
  Зародження історично української соціальної системи, наявність в ній ознак міжнародного впливу, поєднання історичного і сучасного. Соціальні структури і соціальні відносини в українському суспільстві в історичному контексті, їх роль в створенні ориг...
6772. Історія формування та визначальні тенденції в розвитку освіти, науки, техніки як фундаментальних основ життя українського народу 36 KB
  Історія формування та визначальні тенденції в розвитку освіти, науки, техніки як фундаментальних основ життя українського народу. Історичні аспекти виникнення і функціонування освітніх систем в Україні. Становлення системи вищої освіти. Грецька коло...
6773. Історія та історіографія в еволюції, їх місце і роль в гуманізації діяльності людини 76.04 KB
  Історія та історіографія в еволюції, їх місце і роль в гуманізації діяльності людини. План Предмет та завдання історії України, її наукова періодизація. Еволюція концепцій та історіографії основних проблем курсу. Історіографія проб...
6774. Регіональні землі на етапі політичного дроблення Давньоруської держави. Етнополітичний контекст української історії. Формування та розвиток історико-етнографічних регіонів України 60.55 KB
  Етнополітичний контекст української історії. Формування та розвиток історико-етнографічних регіонів України. План Предмет етнополітики. Поняття історико-етнографічний регіон. Етнотериторіальні утворення на українських землях в до...
6775. Етнополітика та її особливості в різні періоди життя українського народу 66.92 KB
  Етнополітика та її особливості в різні періоди життя українського народу. План. Проблеми етнічного походження Київської Русі. Концепції полі та моноетнічності давньоруської народності. Особливості литовської експансії на українські землі...
6776. Історичні процеси в міграційних та еміграційних явищах українців 64.76 KB
  Історичні процеси в міграційних та еміграційних явищах українців. П Л А Н Українська еміграція - причини, хвилі та наслідки. Українська діаспора, її стан та роль у розбудові української держави. I Міграція населення - переселення, п...