Лабораторная работа № 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ

Дисперсные грунты как пористая среда способны пропускать жид­кости и газы при наличии перепада давления. Способность грунта пропускать воду называется водопроницаемостью. Водопроницаемость оказывает большое влияние на скорость сжатия водонасыщенных грун­тов. Имеет важное значение при проектировании плотин, дамб, их осно­ваний и других гидротехнических сооружений. Под действием перепада давления вода в порах грунта может перемещаться в любом направлении с различной скоростью. Скорость напорного движения воды зависит от размеров пор, сопротивлений на пути фильтрации и величины дейст­вующих напоров.

Дарси установил закон прямолинейной (ламинарной) фильтрации, по которому

V_Ф=K_Ф*I,

где V_Ф - скорость фильтрации, представляющая собой расход воды в еди­ницу времени через единицу площади поперечного сечения грунта;

К_ф - коэффициент фильтрации, имеющий размерность: см/с, м/сут;

I - градиент напора или гидравлический уклон:

I=(H₁ - H₂)/Z,

где Н₁ - Н₂ - разность напоров на пути фильтрации, равном Z .

Коэффициент фильтрации определяется с помощью прибора КФ-01. Прибор предназначен для определения коэффициента фильтрации песча­ных грунтов с нарушенной и ненарушенной структурой при постоянном напорном градиенте, равном I. Прибор состоит из фильтрационной трубки и винтового телескопического приспособления, позволяющего регулиро­вать напорный градиент.

Фильтрационная трубка КФ-1 состоит из плоского металлического цилиндра с заостренными краями, на нижнюю часть которого надевается донышко, а на верхнюю часть - крышка. В донышко и крышку вставляют латунные сетки. Кроме того, в крышку вставляется стеклянный мерный цилиндр (марриотов сосуд), который закрепляется на шкале с помощью пружин.

Расчет коэффициента фильтрации, м/сутки, производят по формуле:

К₁₀=864* Q/T*F*r

где К₁₀ - коэффициент фильтрации при t = 10°С;

Q - расход воды, мл;

F - площадь поперечного сечения трубки, см²;

Т - время, с;

r- температурная поправка; r = 0,7+0,03°С;

t° - температура фильтруемой воды;

864 - переводной коэффициент.

Все цифровые данные, полученные при выполнении опыта, заносят­ся в табл. 9. Для облегчения расчета коэффициента фильтрации в табл.10 даны расчетные данные для постоянного расхода воды Q = 10 мл и определенной площади поперечного сечения F = 25 см² интервале температур от 10 до 30°С.

4. Для нахождения с помощью табл. 10 коэффициента фильтрации К₁₀ нужно:

а) замерить температуру воды, наливаемой в мариоттов сосуд;

б) определить время в секундах, в течение которого фильтруется 10 мл воды;

в) найти по табл. 10 значение К₁ соответствующее замеренной температуре;

г) разделить найденную цифру на время фильтрации.

Таблица 9.

Наименование грунта	Уровень воды		Расход воды Q, мл	Время фильтрации,Т	Температура воды to	Коэффициент фильтрации K10=K1/t, м/сутки
	В начале	В конце

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________