Формула коэффициента фильтрации грунтов

Коэффициент фильтрации грунта (понятие и средние значения)

Коэффициент фильтрации — это параметр, характеризующий проницаемость грунтов в отношении фильтрации воды при полном насыщении, численно равный скорости фильтрации при единичном градиенте напора. (согласно п.2.7 ГОСТ 23278-2014).

Скорость фильтрации — это расход воды через единицу площади поперечного сечения фильтрационного потока. (согласно п.3.2 ГОСТ 25584-2016).

Коэффициент фильтрации определяется:

Единицы измерения коэффициент фильтрации: м/сут; см/с.

Классификация грунтов по водопроницаемости в зависимости от коэффициента фильтрации в соответствии с таблицей Б.7 ГОСТ 25100-2011 «Грунты. Классификация»

Таблица Б.7 ГОСТ 25100-2011

Коэффициент фильтрации Кф, м/сут

Приведем справочные таблицы со средними значениями коэффициентов фильтрации различных грунтов:

Коэффициент фильтрации различных грунтов и характеристика их водопроницаемости (по Н.Н. Маслову)

Грунты Кф, м/сут Характеристика грунтов по водопроницаемости
Глины, монолитные скальные грунты −5 Практически непроницаемые
Суглинки, тяжелые супеси, нетрещиноватые песчаники до 5 ·10 −3 Весьма слабопроницаемые
Супеси, слаботрещиноватые глинистые сланцы, песчаники, известняки до 0,5 Слабопроницаемые
Пески тонко- и мелкозернистые, трещиноватые скальные грунты до 5 Проницаемые
Пески среднезернистые, скальные грунты повышенной трещиноватости до 50 Хорошо проницаемые
Галечники, гравелистые пески, сильно трещиноватые скальные грунты > 50 Сильнопроницаемые

Ориентировочные коэффициент фильтрации грунтов (Основания, фундаменты и подземные сооружения под. ред. Е. А. Сорочана и Ю. Г. Трофименкова, 1985 г.)

Ориентировочные коэффициент фильтрации грунтов (Механика грунтов, основания и фундаменты под ред. С. Б. Ухова, 1994 г. стр.92 )

Грунты Кф, см/с Кф, м/сут
Пески от а·10 −1 до а·10 −4 от а·10 до а·10 −1
Супеси от а·10 −3 до а·10 −6 от а· до а·10 −3
Суглинки от а·10 −5 до а·10 −8 от а·10 −2 до а·10 −5
Глины от а·10 −7 до а·10 −10 от а·10 −4 до а·10 −7

a — любое число от 1 до 9,9 (поскольку диапазон измерения коэффициента фильтрации очень велик, а точность экспериментального определения относительно невелика, обычно его находят с точностью до порядка, т.е. значением а пренебрегают)

Ориентировочные коэффициент фильтрации грунтов (Механика грунтов Н. А. Цытович, 1983 г. стр.41 )

Источник

Полное меню
Основные ссылки

kompas

Вернуться в «Каталог СНиП»

ГОСТ 25584-90 Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ
КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПО ЖИЛИЩНОЙ И СТРОИТЕЛЬНОЙ ПОЛИТИКЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным строительным комитетом СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета СССР от 04.04.90 № 32

3. ВЗАМЕН ГОСТ 25584-83

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

1.9, 2.2.2, 2.2.5, 3.2.2, 3.2.6.1, 3.3.4

2.1.1, 3.1.1, Приложение 5

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ. (ДЕКАБРЬ 1997 г.) с ИЗМЕНЕНИЕМ № 1, принятым постановлением Госстроя России от 02.12.93 № 18-51, введенным в действие с 01.07.94

Термины и определения

Журнал лабораторного определения коэффициента фильтрации песчаных грунтов

Журнал лабораторного определения коэффициента фильтрации глинистых грунтов

Определение коэффициента фильтрации песчаных грунтов, применяемых в дорожном и аэродромном строительстве

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ

Soils.
Laboratory methods for determination
of filtration factor

Дата введения 01.09.90

Настоящий стандарт распространяется на песчаные, пылеватые, глинистые грунты и устанавливает методы лабораторного определения коэффициента фильтрации при исследованиях грунтов для строительства.

Стандарт не распространяется на песчаные, пылеватые и глинистые грунты в мерзлом состоянии и не устанавливает коэффициент фильтрации при химической суффозии грунтов.

Пояснения к терминам, применяемым в стандарте, приведены в приложении 1.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Коэффициентом фильтрации называют скорость фильтрации воды при градиенте напора, равном единице, и линейном законе фильтрации.

1.2. Коэффициент фильтрации определяют на образцах ненарушенного (природного) сложения или нарушенного сложения

1.3. Отбор, упаковка, транспортирование образцов грунта ненарушенного сложения должны производиться по ГОСТ 12071.

1.4. Для определения коэффициента фильтрации песчаных грунтов нарушенного сложения следует применять образцы, высушенные до воздушно-сухого состояния.

Коэффициент фильтрации песчаных грунтов, применяемых в дорожном и аэродромном строительстве, определяют по указаниям приложения 5 на образцах нарушенного сложения при максимальной плотности и оптимальной влажности.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1.5. Максимальный размер частиц песчаных грунтов не должен превышать 1/5 внутреннего диаметра прибора для определения коэффициента фильтрации.

1.6. Коэффициент фильтрации песчаных грунтов определяют при постоянном заданном градиенте напора с пропуском воды сверху вниз или снизу вверх, при предварительном насыщении образца грунта водой снизу вверх.

Коэффициент фильтрации пылеватых и глинистых грунтов определяют при заданных давлении на грунт и переменном градиенте напора с пропуском воды сверху вниз или снизу вверх, при предварительном насыщении образца грунта водой снизу вверх без возможности его набухания.

1.8. Образцы грунта взвешивают на лабораторных весах с погрешностью ±0,01 г.

1.9. Результаты определения коэффициента фильтрации должны сопровождаться данными о гранулометрическом составе по ГОСТ 12536, влажности, плотности частиц, плотности сухого грунта, границе текучести и раскатывания по ГОСТ 5180, степени влажности и коэффициенте пористости.

1.10. Количество частных определений коэффициента фильтрации для каждого инженерно-геологического элемента (слоя грунта) должно составлять не менее шести.

Количество частных определений коэффициента фильтрации грунта допускается уменьшать при наличии одноименных определений в материалах предыдущих испытаний, выполненных на той же площадке для того же инженерно-геологического элемента.

1.11. Нормативные значения коэффициента фильтрации для каждого инженерно-геологического элемента (слоя грунта) устанавливают методом статистической обработки результатов частных определении по ГОСТ 20522. Расчетные значения коэффициентов фильтрации следует принимать равными нормативным.

1.12. В процессе подготовки, проведения и обработки результатов испытаний образцов грунта ведут журналы по формам, приведенным пр и ложениях 2 и 3.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ

2.1. Оборудование и приборы

2.1.1. В комплект оборудования для определения коэффициента фильтрации должны входить:

Весы лабораторные квадратные (ВЛК) или лабораторные общего назначения по ГОСТ 241 04 с ко мплектом гирь к ним по ГОСТ 732 8 ;

термометр с погрешностью измерения не более 0,5 °С по ГОСТ 28498;

нож из нержавеющей стали с прямым лезвием;

пластины плоские с гладкой поверхностью (из стекла, плексигласа или металла).

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.1.2. В состав прибора КФ-00М, конструкция которого приведена на чертеже, должны входить:

фильтрационная трубка, состоящая из прямого полого цилиндра внутренним диаметром 56,5 мм и высотой 100 мм с заостренными краями, перфорированного дна с отверстиями размером (2 ´ 2) мм (или диаметром 2 мм) и муфты с латунными сетками, мерного стеклянного баллона объемом 140 см 3 и высотой 110-115 мм со шкалой объема фильтрующейся жидкости; телескопическое приспособление для насыщения грунта водой и регулирования градиента напора, состоящее из подставки, подъемного винта, планки со шкалой градиентов напора от 0 до 1 ценой деления 0,02; корпус с крышкой.

Примечание. Для определения коэффициента фильтрации допускается применять приборы, конструкция которых подобна КФ-00М (КФ-01, ПКФ-3 Союздорнии, ФВ-3).

2.1.3. Цилиндр, планка со шкалой градиентов напора, сетки, подъемный винт должны изготавливаться из некоррозирующегося металла.

2.1.4. Измерительные приборы, применяемые для определения коэффициента фильтрации грунтов, должны поверяться в соответствии с технической документацией.

2.2. Подготовка к испытанию

2.2.1. К испытанию грунт следует подготавливать в следующей последовательности:

песок и воду, предназначенные для определения коэффициента фильтрации, выдерживают в лаборатории до выравнивания их температуры с температурой воздуха;

из корпуса прибора извлекают фильтрационную трубку и разбирают ее;

в корпус наливают воду и вращением подъемного винта поднимают подставку до совмещения отметки градиента напора на планке с верхним краем крышки корпуса;

устанавливают цилиндр с грунтом на подставку и вращением подъемного винта медленно погружают в воду, содержащуюся в корпусе, до отметки градиента напора 0,8 и оставляют его в таком положении до тех пор, пока грунт увлажнится. В процессе водонасыщения грунта поддерживают постоянный уровень воды у верхнего края корпуса;

помещают на образец грунта латунную сетку, одевают на цилиндр; муфту, вращением подъемного винта опускают фильтрационную трубку в крайнее нижнее положение и оставляют на 15 мин.

2.2.2. Заполнение цилиндра испытываемым грунтом ненарушенного сложения выполняют в следующем порядке.

3 ap ане e взвешенный цилиндр ставят заостренным краем на выровненную поверхность грунта и винтовым прессом (или рукой) слегка вдавливают его в грунт, обозначая границы будущего образца для проведения испытаний;

верхни й торец, образца грунта зачищают ножом вровень с краями цилиндра и накрывают заранее взвешенной пластинкой;

подхватывают цилиндр с грунтом снизу лопаткой, перевертывают его, зачищают нижний торец образца грунта вровень с краями цилиндра и также накрывают заранее взвешенной пластинкой:

взвешивают цилиндр с образцом грунта и покрывающими его пластинками;

определяют плотность грунта по ГОСТ 5180;

2.2.3. Надевают на цилиндр с образцом грунта дно с латунной сеткой, покрытой кружками марли.

2.2.4. Заполнение цилиндра грунтом нарушенного сложения выполняют в следующем порядке:

на цилиндр надевают дно с латунной сеткой, покрытой кружком марли;

необходимую массу грунта ( m ) в граммах вычисляют по формулам:

или , (1 )

Если грунт массой m не укладывается в цилиндр, то его уплотняют трамбованием.

2.2.5. Заполнение цилиндра испытываемым грунтом в предельно рыхлом и предельно плотном состоянии выполняют в следующем порядке:

цилиндр с дном и латунной сеткой, покрытой кружком марли, взвешивают;

зачищают поверхность образца грунта вровень с краями цилиндра и взвешивают цилиндр с грунтом; определяют плотность грунта по ГОСТ 5180.

2.3. Проведение испытания

2.3.1. Коэффициент фильтрации грунта определяют в следующем порядке:

вращением подъемного винта устанавливают цилиндр с грунтом до совмещения отметки необходимого градиента напора на планке с верхним краем крышки корпуса и доливают воду в корпус до верхнего его края. Испытания проводят при поэтапном увеличении значений градиента напора;

замеряют температуру воды;

заполняют мерный стеклянный баллон водой и, закрывая пальцем его отверстие, опрокидывают отверстием вниз,, подносят возможно ближе к цилиндру с грунтом и, отнимая палец, быстро вставляют в муфту фильтрационной трубки так, чтобы его горлышко соприкасалось с латунной сеткой, а в баллон равномерно поднимались мелкие пузырьки воздуха. Если в мерный баллон прорываются крупные пузырьки воздуха, то его необходимо опустить ниже, добившись появления мелких пузырьков;

отмечают время, когда уровень воды достигнет деления шкалы мерного баллона, отмеченного цифрой 10 (или 20) см 3 принимая это время за начало фильтрации воды. В дальнейшем фиксируют время, когда уровень воды достигнет соответственно делений 20, 30, 40, 50 (или 20, 40, 60, 80) см 3 или других кратных значений. Производят четыре отсчета.

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Коэффициент фильтрации К10, м/сут, приведенный к условиям фильтрации при температуре 10 °С, вычисляют по формуле

(2)

2.4.2. Коэффициент фильтрации вычисляют до второй значащей цифры.

2.4.3. Для расчета коэффициента фильтрации следует составлять таблицу расчетных данных для постоянного расхода воды из цилиндра определенной площади поперечного сечения при различных градиентах напора и температуре.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ
ПЫЛЕВАТЫХ И ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ

3.1. Оборудование и приборы

компрессионно-фильтрационный прибор, позволяющий проводить испытания под нагрузкой при переменном напорном градиенте;

весы лабораторные квадрантные (ВЛК.) или общего назначения по ГОСТ 24104 с комплектом ГОСТ 7328;

термометр с погрешностью измерения не более 0,5 °С по ГОСТ 28498;

нож из нержавеющей стали с прямым лезвием;

пластины плоские с гладкой поверхностью (из стекла, плексигласа или металла).

(Измененная редакция, Изм. № 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;

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;

н еподвижность 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. П одготовка 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 pstr (соответствующее структурной прочности), то образец нагружают ступенями давления по 0,0025 МПа до начала сжатия по ГОСТ 12248.

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 форму л e (1).

Если задано значение плотности сухого грунта ( pd ), г/см 3 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.

3.3. 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.

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.

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 (К10), м/сут, приведенный к условиям фильтрации при температуре 10 °С, вычисляют по формуле

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 в зависимости от значения падения уровня воды в пьезометре и значений множителя М в зависимости от температуры воды при опыте.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ТЕРМИНЫ И ПОЯСНЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Организация (лаборатория) __________________________________________

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Организация (лаборатория) __________________________________________

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Значения и

Источник

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Коэффициентом фильтрации называют скорость фильтрации воды при градиенте напора, равном единице, и линейном законе фильтрации.

1.2. Коэффициент фильтрации определяют на образцах ненарушенного (природного) сложения или нарушенного сложения заданной плотности.

1.3. Отбор, упаковка, транспортирование образцов грунта ненарушенного сложения должны производиться по ГОСТ 12071.

Коэффициент фильтрации песчаных грунтов, применяемых в дорожном и аэродромном строительстве, определяют по указаниям приложения 5 на образцах нарушенного сложения при максимальной плотности и оптимальной влажности.

* См. примечание ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» (с. 13).

1.5. Максимальный размер частиц песчаных грунтов не должен превышать 1 /5 внутреннего диаметра прибора для определения коэффициента фильтрации.

1.6. Коэффициент фильтрации песчаных грунтов определяют при постоянном заданном градиенте напора с пропуском воды сверху вниз или снизу вверх, при предварительном насыщении образца грунта водой снизу вверх.

Коэффициент фильтрации пылеватых и глинистых грунтов определяют при заданных давлении на грунт и переменном градиенте напора с пропуском воды сверху вниз или снизу вверх, при предварительном насыщении образца грунта водой снизу вверх без возможности его набухания.

1.7. Для насыщения образцов грунта и фильтрации применяют грунтовую воду с места отбора грунта или воду питьевого качества. В случаях, устанавливаемых программой исследований, допускается применять дистиллированную воду.

1.8. Образцы грунта взвешивают на лабораторных весах с погрешностью ±0,01 г.

1.9. Результаты определения коэффициента фильтрации должны сопровождаться данными о гранулометрическом составе по ГОСТ 12536, влажности, плотности частиц, плотности сухого грунта, границе текучести и раскатывания по ГОСТ 5180, степени влажности и коэффициенте пористости.

1.10. Количество частных определений коэффициента фильтрации для каждого инженерно-геологического элемента (слоя грунта) должно составлять не менее шести.

Количество частных определений коэффициента фильтрации грунта допускается уменьшать при наличии одноименных определений в материалах предыдущих испытаний, выполненных на той же площадке для того же инженерно-геологического элемента.

1.11. Нормативные значения коэффициента фильтрации для каждого инженерно-геологического элемента (слоя грунта) устанавливают методом статистической обработки результатов частных определении по ГОСТ 20522. Расчетные значения коэффициентов фильтрации следует принимать равными нормативным.

1.12. В процессе подготовки, проведения и обработки результатов испытаний образцов грунта ведут журналы по формам, приведенным приложениях 2 и 3.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ

2.1. Оборудование и приборы

весы лабораторные квадратные (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;

нож из нержавеющей стали с прямым лезвием;

пластины плоские с гладкой поверхностью (из стекла, плексигласа или металла).

* См. примечание ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» (с. 13).

2.1.2. В состав прибора КФ-00М, конструкция которого приведена на чертеже, должны входить:

2.1.4. Измерительные приборы, применяемые для определения коэффициента фильтрации грунтов, должны поверяться в соответствии с технической документацией.

2.2. Подготовка к испытанию

2.2.1. К испытанию грунт следует подготавливать в следующей последовательности:

песок и воду, предназначенные для определения коэффициента фильтрации, выдерживают в лаборатории до выравнивания их температуры с температурой воздуха;

из корпуса прибора извлекают фильтрационную трубку и разбирают ее;

в корпус наливают воду и вращением подъемного винта поднимают подставку до совмещения отметки градиента напора на планке с верхним краем крышки корпуса;

устанавливают цилиндр с грунтом на подставку и вращением подъемного винта медленно погружают в воду, содержащуюся в корпусе, до отметки градиента напора 0,8 и оставляют его в таком положении до тех пор, пока грунт увлажнится. В процессе водонасыщения грунта поддерживают постоянный уровень воды у верхнего края корпуса;

помещают на образец грунта латунную сетку, надевают на цилиндр; муфту, вращением подъемного винта опускают фильтрационную трубку в крайнее нижнее положение и оставляют на 15 мин.

2.2.2. Заполнение цилиндра испытуемым грунтом ненарушенного сложения выполняют в следующем порядке.

Зapанеe взвешенный цилиндр ставят заостренным краем на выровненную поверхность грунта и винтовым прессом (или рукой) слегка вдавливают его в грунт, обозначая границы будущего образца для проведения испытаний;

верхний торец, образца грунта зачищают ножом вровень с краями цилиндра и накрывают заранее взвешенной пластинкой;

подхватывают цилиндр с грунтом снизу лопаткой, перевертывают его, зачищают нижний торец образца грунта вровень с краями цилиндра и также накрывают заранее взвешенной пластинкой:

взвешивают цилиндр с образцом грунта и покрывающими его пластинками;

определяют плотность грунта по ГОСТ 5180;

2.2.3. Надевают на цилиндр с образцом грунта дно с латунной сеткой, покрытой кружками марли.

2.2.4. Заполнение цилиндра грунтом нарушенного сложения выполняют в следующем порядке:

на цилиндр надевают дно с латунной сеткой, покрытой кружком марли;

необходимую массу грунта ( m ) в граммах вычисляют по формулам:

где V объем цилиндра, см 3 ;

Если грунт массой m не укладывается в цилиндр, то его уплотняют трамбованием.

2.2.5. Заполнение цилиндра испытываемым грунтом в предельно рыхлом и предельно плотном состояниях выполняют в следующем порядке:

цилиндр с дном и латунной сеткой, покрытой кружком марли, взвешивают;

зачищают поверхность образца грунта вровень с краями цилиндра и взвешивают цилиндр с грунтом;

определяют плотность грунта по ГОСТ 5180.

2.3. Проведение испытания

2.3.1. Коэффициент фильтрации грунта определяют в следующем порядке:

вращением подъемного винта устанавливают цилиндр с грунтом до совмещения отметки необходимого градиента напора на планке с верхним краем крышки корпуса и доливают воду в корпус до верхнего его края. Испытания проводят при поэтапном увеличении значений градиента напора;

замеряют температуру воды;

заполняют мерный стеклянный баллон водой и, закрывая пальцем его отверстие, опрокидывают отверстием вниз,, подносят возможно ближе к цилиндру с грунтом и, отнимая палец, быстро вставляют в муфту фильтрационной трубки так, чтобы его горлышко соприкасалось с латунной сеткой, а в баллон равномерно поднимались мелкие пузырьки воздуха. Если в мерный баллон прорываются крупные пузырьки воздуха, то его необходимо опустить ниже, добившись появления мелких пузырьков;

отмечают время, когда уровень воды достигнет деления шкалы мерного баллона, отмеченного цифрой 10 (или 20) см 3 принимая это время за начало фильтрации воды. В дальнейшем фиксируют время, когда уровень воды достигнет соответственно делений 20, 30, 40, 50 (или 20, 40, 60, 80) см 3 или других кратных значений.

Производят четыре отсчета.

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Коэффициент фильтрации К10, м/сут, приведенный к условиям фильтрации при температуре 10 °С, вычисляют по формуле

2.4.2. Коэффициент фильтрации вычисляют до второй значащей цифры.

2.4.3. Для расчета коэффициента фильтрации следует составлять таблицу расчетных данных для постоянного расхода воды из цилиндра определенной площади поперечного сечения при различных градиентах напора и температуре.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ
ПЫЛЕВАТЫХ И ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ

3.1. Оборудование и приборы

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 ГОСТ 7328;

термометр с погрешностью измерения не более 0,5 °С по ГОСТ 28498;

нож из нержавеющей стали с прямым лезвием;

пластины плоские с гладкой поверхностью (из стекла, плексигласа или металла).

* См. примечание ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» (с. 13).

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;

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 P стр (соответствующее структурной прочности), то образец нагружают ступенями давления по 0,0025 МПа до начала сжатия по ГОСТ 12248.

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 формулe (1).

Если задано значение плотности сухого грунта ( r d ), г/см 3 то массу грунта в объеме кольца рассчитывают по формуле

3.2.6.3. Заполняют кольцо приготовленным грунтом необходимой массы.

Если вручную не удается уложить весь грунт, то применяют пресс.

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.

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.

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 (К10), м/сут, приведенный к условиям фильтрации при температуре 10 °С, вычисляют по формуле

— безразмерный коэффициент, определяемый по приложению 4;

3.4.2. Коэффициент фильтрации вычисляют для каждого отсчета по пьезометру.

За коэффициент фильтрации образца грунта принимают среднеарифметическое 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:

Рекомендуется составить таблицы значений множителя В в зависимости от значения падения уровня воды в пьезометре и значений множителя М в зависимости от температуры воды при опыте.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Организация (лаборатория) __________________________________________

Местоположение площадки ____________________________ Глубина и дата отбора монолита грунта_______________________________

Наименование прибора и краткие сведения о нем ___________________________________________________________________________

Источник

Комфорт
Adblock
detector