Теоретическая часть. Под пористостью грунтов понимают наличие в них мелких пустот (пор)

Под пористостью грунтов понимают наличие в них мелких пустот (пор). Количественно пористость обычно выражается процентным отношением объема пор (V _П) к общему объему грунта (V). Эту величину называют пористостью и обозначают через n. Кроме того, пористость грунта характеризуется отношением объема пор (V _П) к объему твердых частиц (V _S). Эта величина называется коэффициентом пористости (e). Для песков величина n может быть определена опытным путем, а для глинистых – только расчетом.

4.4 Порядок выполнения работы

4.4.1Сухой чистый стаканчик, объемом около 50 см³, наполняют исследуемым песком. Наполняют небольшими порциями, с утрамбовкой. После наполнения подравнивают поверхность песка линейкой вровень с краями стаканчика.

4.4.2При помощи бюретки насыпают песок в стаканчик с водой до появления тонкого слоя воды над поверхностью песка. Количество воды, израсходованной на насыщение песка, будет соответствовать объему его пор (V _П).

4.4.3Удаляют песок из стаканчика и при помощи той же бюретки измеряют объем пустого стаканчика, что будет соответствовать объему всей породы (V).

4.4.4Рассчитывают пористость по формуле:

, (4.1)

где V _П – объем воды в порах;

V – объем стаканчика.

Данные определения заносят в журнал (таблица 4.1).

Таблица 4.1 – Журнал определения пористости песков

№ опыта	Объем воды в порах V П, см^3	Объем стаканчика, см^3	n, %
	15,50		31,0
	15,00		31,2

4.4.5Рассчитывают коэффициент пористости e:

, (4.2)

где n – пористость.

Пористость и коэффициент пористости характеризуют структуру грунта. Пористость не является расчетной величиной, но ее используют как важную вспомогательную характеристику в механике
грунтов.

Лабораторная работа № 5

Определение коэффициента фильтрации

песчаного грунта

5.1 Цель работы: Определить коэффициент фильтрации песчаного грунта.

5.2 Материалы и оборудование: прибор КФ–00М, песок, емкость с водой, градусник, секундомер.

5.3 Теоретическая часть

Фильтрация – движение воды в грунтах при условии полного заполнения пор. Коэффициент фильтрации представляет собой скорость фильтрации при напорном градиенте, равном единице. Он выражается в см/сут и используется при определении притока воды в строительные котлованы, проектировании дренажных сооружений и т.д.

Рисунок 5.1 – Схема прибора КФ–00М:
1 – фильтрационная трубка с образцом грунта;

2 – планка со шкалой; 3 – корпус; 4 – подъемный винт;
5 – мерный стеклянный баллон с водой;
6 – муфта.

5.4 Порядок выполнения работы

5.4.1Наливают в корпус (3) воду и вращением подъемного винта (4) поднимают подставку с планкой (2) до градиента, равного 1.

5.4.2Заполняют фильтрационную трубку песком и ставят ее на подставку.

5.4.3Вращением винта медленно погружают фильтрационную трубку с грунтом в воду до градиента 0,8. В таком положении прибор оставляют до появления в верхнем торце цилиндра влаги, о чем судят по изменившемуся цвету грунта.

5.4.4На грунт сверху помещают латунную сетку и надевают на фильтрационную трубку муфту, а затем, вращением подъемного винта опускают фильтрационную трубку в крайнее нижнее положение.

5.4.5Заполняют мерный стеклянный баллон водой, предварительно измерив ее температуру, отверстие баллона зажимают пальцем и, быстро опрокинув, вставляют в муфту фильтрационной трубки так, чтобы его горлышко соприкасалось с латунной сеткой.

5.4.6Прорыв в мерный баллон крупных пузырьков воздуха свидетельствует о том, что его горлышко отстоит на значительном расстоянии от поверхности грунта. В этом случае баллон опускают на
1...2 мм и добиваются того, чтобы в него равномерно поднимались мелкие пузырьки воздуха.

5.4.7Устанавливают планку на градиент 0,6 и доливают воду в корпус до верхнего края.

5.4.8Отмечают по шкале уровень воды в мерном баллоне, пускают секундомер и по истечении определенного времени (60…120 с) замечают второй уровень воды в мерном баллоне, что дает возможность определить расход воды, профильтровавшейся через грунт за контрольное время. Для получения средней величины коэффициента фильтрации замеры повторяют при различных положениях уровня воды в мерном баллоне.

5.4.9Опустив цилиндр с грунтом в крайнее нижнее положение, снимают мерный баллон, заполняют его водой и вновь вставляют в муфту.

5.4.10Устанавливают планку на гидравлический градиент 0,8. Далее поступают согласно рекомендациям п. 5.4.8.

5.4.11 Все данные замеров заносят в таблицу 5.1. По данным опыта рассчитывают коэффициент фильтрации K ₁₀ при t=10ºC, м/сут:

Q , (5.1)

где Q – расход воды, мм;

F – площадь поперечного сечения цилиндра, см²;

T – время фильтрации, с;

i – напорный градиент;

r – температурная поправка (0,7+0,03 t, t – температура фильтрующейся воды);

864 – переводной коэффициент из см/с в м/cут.

Таблица 5.1 – Журнал испытаний

№ опыта	Тип грунта	F, см^2	i	T, с	Q, мл	r	K, м/сут
	Песок		0,6			1,24	36,7
	Песок		0,8			1,24	61,6

12.Определяют коэффициент фильтрации K, м/сут, по эмпирической формуле Н.Н. Маслова:

, (5.2)

где d ₁₀ – действующий диаметр, мм, значение которого определено в работе №3.

Определение K по эмпирической формуле является приближенным.

Лабораторная работа № 6

Определение скорости распространения упругих волн в грунтах

6.1 Цель работы: Определить скорость распространения упругих волн в грунтах.

6.2 Материалы и оборудование: ультразвуковой прибор
УК–10 ПМС, электрические весы, штангенциркуль, образцы горных пород различной плотности, технический вазелин.

Дата добавления: 2015-06-28