Испытание грунта на проницаемость с переменным напором – назначение и процедуры

Опубликовано: Геотехническая инженерия

Испытание на проницаемость с переменным напором является
один из нескольких методов, с помощью которых определяется проницаемость грунта. Он
используется для оценки проницаемости достаточно слабопроницаемых грунтов. Проницаемость – это
мера способности почвы пропускать воду через свои поры или пустоты.

Проницаемость является одним из наиболее важных
свойств грунта, представляющих интерес для инженеров-геотехников. Это связано с тем, что она влияет на
скорость оседания насыщенного грунта под действием нагрузок, проектирование земляной плотины
в основном основывается на проницаемости используемого грунта, и она сильно влияет на
устойчивость подпорных сооружений и откосов. Проницаемость грунта также
важна для оценки подземного просачивания и анализа устойчивости
земляных сооружений, подверженных просачиванию.

  • Грунт
    Подготовка образцов
    • Нарушенная почва
      Образец
    • Образец ненарушенного грунта
  • Процедура
  • Лист данных
  • Расчеты
  • Результат

    • Аппарат

    1. Сборка пресс-формы

    Форма
    включает в себя дренажное основание и дренажную крышку, которые должны соответствовать требованиям
    IS: 11209-1985

    2. Молоток для уплотнения

    3. Комплект подставочных труб

    Стеклянная подставка
    Трубы диаметром от 5 до 20 мм, закрепленные на подставке или
    иным образом закрепленные на стене.

    4. Резервуар с постоянным напором

    A подходящий
    резервуар для воды, способный подавать воду в пермеаметр под постоянным
    для проведения испытаний при постоянном напоре.

    4. Разное оборудование

    Например, IS
    сито, смесительная кастрюля, градуированный цилиндр, метровая шкала, секундомер, 75-микронный проволочный
    калибр, термометр и источник обезвоженной воды.

    Почва
    Подготовка образцов

    Нарушенная почва
    Образец

    • Возьмите 2,5 кг почвы из тщательно перемешанного воздушно-сухого или высушенного в печи материала и оцените содержание влаги.
    • Снимите воротник формы. Измерьте внутренние размеры формы. Взвесьте форму с глухой плитой с точностью до грамма.
    • Нанесите немного смазки на внутреннюю поверхность формы.
    • Зажмите форму между опорной плитой и удлинительным хомутом и поставьте сборку на твердое основание.
    • Поместите образец почвы в форму и уплотните его до требуемой сухой плотности с помощью подходящего уплотняющего устройства.
    • Возьмите небольшой образец почвы в контейнер для определения содержания воды.
    • Снимите воротник и опорную плиту. Обрежьте излишки почвы на уровне верха формы.
    • Очистите внешнюю поверхность формы и глухую плиту.
    • Определите массу почвы в форме.
    • Теперь форма с образцом помещается над пермеаметром. При этом дренаж и колпачковые диски будут должным образом пропитаны.

    Подготовка образцов Подготовка образца

    Образец ненарушенной почвы

    • Подготовьте образец в форме цилиндра диаметром не более 85 см и высотой, равной высоте формы.
    • Поместите образец на пористый диск дренажного основания, закрепленного на форме.
    • Используйте непроницаемый материал, например, цементный раствор, чтобы заполнить пространство между формой и образцом.
    • Закрепите дренажную крышку над верхней частью формы.

    Процедура

  • Подключите образец к выбранному стенду-трубе через верхний вход.
  • Откройте нижний выпуск и запишите интервал времени, необходимый для падения уровня воды от известного начального напора до известного конечного напора, измеренного над центром выпуска.
  • Наполните трубу стенда водой и повторите испытание, пока три последовательных наблюдения не дадут почти одинаковый интервал времени; временные интервалы записываются для падения напора от тех же начальных до конечных значений, что и при первом определении.
  • В качестве альтернативы, после выбора подходящих начального и конечного напоров, h1 и h2, соответственно, наблюдайте временные интервалы падения напора от h1 до (h1*h2)^0.5, и аналогично от (h1*h2)^0.5 до h2.
  • Временные интервалы должны быть одинаковыми; в противном случае наблюдение должно быть повторено после заполнения трубы-стенда.

    • Конфигурации испытаний на проницаемость при переменном напоре Конфигурации испытаний на проницаемость при переменном напоре

    Лист данных

    Следующие значения должны быть записаны
    в листе данных испытания на проницаемость при переменном напоре:

    Длина образца (L)

    Диаметр образца (D)

    Объем образца (V)

    Содержание воды (W)

    Диаметр трубы стенда (d)

    Площадь трубы подставки (a)

    Удельный вес твердых частиц

    Таблица
    1 Типовая таблица для записи наблюдений и
    расчетов

    Сл. Нет.
    Наблюдения
    и расчеты
    Количество
    Испытания
    1
    2
    3
    Наблюдение
    1
    Масса
    пустой формы с опорной плитой
    2
    формы, грунта и плиты основания
    3
    Начальная
    головка h1
    4
    Конечный
    головка h2
    5
    Головка
    (h1*h2)^0.5
    6
    Время
    интервал
    h1
    до (h1*h2)^0.5
    (h1*h2)^0.5 до h2
    h1 – h2
    Расчеты
    7
    Масса почвы = (2) – (1)
    8
    Насыпной
    Плотность = масса/объем
    9
    Сухая
    плотность (Pd)= P/(1+W)
    10
    Пустота
    (e)= (Pw G)/ Pd
    11
    k=(QL)/(Aht)

    Расчеты

    При температуре T воды, проницаемость kT рассчитывается с помощью следующего выражения:

    kT= ((2.30aL)/(At))Log10(h1/h2) Уравнение 1

    Где

    h1: начальный
    напор

    h2: конечный напор

    t: интервал времени

    a: площадь поперечного сечения
    труба отстоя жидкости

    A: площадь поперечного сечения
    образца

    L: длина образца.

    Результат

    Значения проницаемости при
    температурах T и 27°C представлены в виде чисел с единицами измерения см/с. Состояние
    образца также сообщается в виде содержания воды, коэффициента пустотности и степени
    насыщения.

    Читайте далее:
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями: