Визначення коефіцієнту фільтрації грунту (Держстандарт 25584-83)

Коефіцієнт фільтрації К_ф (см/добу, м/рік) - основна характеристика водопроникливості грунтів, що дорівнює кількості (витраті, об’єму) води, що фільтрується за одиницю часу через одиницю площі грунту при градієнтові напору І=1. Коефіцієнт фільтрації грунту визначають в приладі КФ - ООМ (мал. 3.1).

Послідовність роботи:

1. Фільтраційний циліндр 4 з зразком 5 грунту непорушеної структури встановлюють на підставку 7 і обертанням опорного гвинта 9 повільно занурюють в воду, що міститься в корпусі 8, до відмітки градієнту напору 0,8. В процесі водонасичення грунту підтримують постійний рівень води біля верхнього краю корпусу 8.

2. Встановлюють на зразок грунту латунну сітку 3, насувають на циліндр 4 муфту 2, обертанням підйомного гвинта 9 опускають фільтраційний циліндр в крайнє нижнє положення і залишають на 15 хвилин.

3. Обертанням підйомного гвинта 9 піднімають циліндр з грунтом до сполучення відмітки градієнту на планці I = 0,3 з верхнім краєм кришки корпусу 8 і доливають воду в корпус до верхнього краю.

4. Заповнюють мірний скляний балон 1 водою і перевертають отвором вниз, закриваючи пальцем його отвір. Підносять його як найближче до фільтраційного циліндру 4 з грунтом 5 і, віднімаючи палець, швидко вставляють в муфту 2 фільтраційного циліндру так, щоб шийка балона 1 торкалась до латунної сітки 3. В мірний балон 1 повинні рівномірно підійматись дрібні бульбашки повітря. Якщо в балон прориваються великі бульбашки повітря, його необхідно опустити нижче, домагаючись з’явлення дрібних бульбашок.

5. Визначають час, за який рівень води досягне позначки 10 см³ на шкалі мірного балону 1, приймаючи цей час за початок фільтрації води. Подальше фіксують час, за який рівень води досягне відповідно позначок 20, 30, 40, 50 см³. Проводять чотири відрахування.

6. Результати вимірів заносять в таблицю 3.1 і обчислюють коефіцієнт фільтрації грунту К₁₀ (метрів/ добу), приведений до умов фільтрації при температурі 10ºС:

, (3.1)

де V_W - об’єм профільтрованої води, (см³); t_СР - середня тривалість фільтрації (по замірах при однакових витратах води), (сек.); 864 - переводний коефіцієнт (із сантиметрів за секунду до метрів за добу); А = 25 см² - площа внутрішнього поперечного перерізу фільтраційного циліндру; Т = ( 0,7  0,03 Т_W ) - поправка для приведення значення коефіцієнту фільтрації до умов фільтрації води при температурі 10ºС ; Т_W - фактична температура води, ºС; I - градієнт напору.

Табл. 3.1

№	Час фільтрації		Об’єм профільтрованої води, (см3) VW	Градієнт напору I	Коефіцієнт фільтрації (м/добу) К10
	окремі виміри tі	середнє значення tСР
1			20
2			30
3			40
4			50

Коефіцієнт фільтрації К₁₀ обчислюють до другої значущої цифри. Мінімально припустиме число поодиноких визначень коефіцієнту фільтрації для кожного зразка грунту повинно становити шість. Такий цикл випробувань повторюється при поетапному збільшенні значень градієнту напору до I = 1.

Для піщаних грунтів К_ф 550 м/ добу, для пилувато - глинистих грунтів  10^-7-10^-10 м/ добу. Для порівняння: при однаковому напорі, за однаковий час вода проходить в піску шлях в 10 км, а в глині – 1 см.

Зробіть висновок по результатам лабораторної роботи № 3.

ВИСНОВОК. В результаті дослідів встановлено, що грунт має коефіцієнт фільтрації К₁₀ = метрів/ добу.

Запитання для самоперевірки :

1. Сформулюйте закон ламінарної фільтрації.

2. За якою формулою визначається гідравлічний напір?

3. Що називається початковим градієнтом напору?

4. Як визначають швидкість фільтрації?

5. Як визначають коефіцієнт фільтрації?

6. В яких розрахунках використовують коефіцієнт фільтрації?

7. Від яких характеристик грунту залежить коефіцієнт фільтрації?

Дата виконання роботи “_____”_________200 р.

Підпис викладача ______________________

Лабораторна робота №4.