62. Испытания грунтов полевой пробной нагрузкой в полевых условиях штампами
Испытание грунта штампом проводят в полевых условиях. Преимущество данного метода заключается в том, что в этом случае грунт испытывается в условиях природного залегания и следовательно ненарушенной структуры. Данные полученные в ходе штамповых испытаний считаются наиболее достоверными.
Штамп – это уменьшенная модель жесткого фундамента, представляющая собой металлическую плиту квадратного или круглого в плане сечения. Площадь штампа устанавливается ГОСТом или СТБ (600, 1000, 2500, 5000 см2).
Нагрузка
на штамп прикладывается ступенями (
Р)
и измеряется его осадка. По результатам
испытаний строится график зависимости
осадки от нагрузки
Каждая ступень нагружения удерживается до наступления условной стабилизации осадки штампа (ГОСТ – 0,1 мм/час).
По прямолинейному участку графика определяется модуль деформации по формуле:
63. Закон ламинарной фильтрации. Коэффициент фильтрации
Закон ламинарной фильтрации
Количественную оценку процесса фильтрации производят с использование скорости фильтрации (U), представляющей собой расход воды (Q) через единицу площади (F):
(2)
Величина U –имеет размерность скорости .
Впервые опыты по фильтрации грунта были проведены французским учёным Дарси. Им было установлено:
Движение воды в грунте – ламинарное;
Количество воды, проходящей через единицу площади пропорционально градиенту напора.
Если построить зависимость между скоростью фильтрации U и градиентом напора i то получим прямую линию, выходящую из центра координат, рис.17.
Рис.17. Зависимость между скоростью фильтрации и градиентом напора
Градиент напора (i) представляет собой отношение разности напоров к расстоянию между точками (L), в которых они были замерены:
. (3),Зависимость
между скоростью фильтрации и градиентом
напора может быть представлена следующим
выражением:
(4)
где коэффициент фильтрации .Уравнение (6.4) носит название закона Дарси:
Скорость фильтрации прямо пропорциональна градиенту напора
Коэффициент фильтрации (kf) характеризует фильтрационные свойства грунта. Его величина зависит от типа грунта и в первую очередь от грансостава. Ниже приведены примерные значения величины kf для некоторых типов грунтов:
для галечниковых грунтов.
для песков.
для глинистых грунтов.
64. Фильтрационные свойства грунтов, особенности фильтрации воды в песчаных и глинистых грунтах
Общие положения, основные определения
Изучение воды в грунте, ее свойств, условий распространения и законов движения - одна из важнейших задач механики грунтов. Это обуславливается влиянием влажности грунта на его механические свойства и тем, что процесс уплотнения грунта может происходить только при отжатии избыточной влаги из пор грунта деформируемого основания. Скорость этого процесса зависит от скорости движения воды через поры грунта.
В практике строительства существует большое количество задач, связанных с движением воды через грунт. К примеру, определение изменение уровня грунтовых вод при осушении или при подтоплении территории, расчет притока воды в котлован или траншею, расчет дренажных систем, определение величины фильтрационных сил и т.п.