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

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

5.4.2 Заполняют фильтрационную трубку песком и ставят ее на подставку.

5.4.3 Вращением 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.

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

5.4.5 Заполняют 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.

5.4.6 Прорыв 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.

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

5.4.8 Отмечают 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.

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

5.4.10 Устанавливают 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 K₁₀ 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+0,03t, t – температура фильтрующейся воды);

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

Таблица 5.1 – Журнал испытаний

№ опыта	Тип грунта	F, см2	i	T, с	Q, мл	r	K, м/сут
1	Песок	25	0,6	25	20	1,24	36,7
2	Песок	25	0,8	11	20	1,24	61,6

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

, (5.2)

где d₁₀ – действующий диаметр, мм, значение которого определено в работе №3.

Определение K по эмпирической формуле является приближенным.