механизм вертикальной нагрузки на образец.
3.1.3. Конструкция компрессионно-фильтрационного прибора должна обеспечивать:
герметичность всех стыков прибора;
отсутствие защемленных пузырьков воздуха;
создание заданного градиента напора (до 100);
подачу воды к образцу грунта снизу вверх или сверху вниз и
отвод ее;
центрированную передачу нагрузки на образец грунта;
передачу на образец грунта давления ступенями;
постоянство давления на каждой ступени;
неподвижность кольца с грунтом при испытаниях;
измерение вертикальных деформаций грунта с точностью 0,01 мм;
нагрузку на образец, создаваемую фильтром, измерительным оборудованием и неуравновешенными деталями не более 0,0025 МПа.
3.1.4. Части прибора, соприкасающиеся с водой, должны быть изготовлены из некоррозирующегося материала.
3.1.5. Компрессионно-фильтрационные приборы необходимо тарировать не реже одного раза в год.
Индикаторы должны подвергаться поверкам в соответствии с технической документацией.
3.2. Подготовка к испытанию
3.2.1. Воду и грунт, предназначенные для определения коэффициента фильтрации, выдерживают в лаборатории до выравнивания их температуры с температурой воздуха.
3.2.2. Приготавливают образец грунта (п. 2.2.2), предварительно смазав внутреннюю поверхность кольца техническим вазелином.
Из остатков срезанного грунта отбирают пробы для определения влажности по ГОСТ 5180.
При заполнении кольца грунтом необходимо учитывать, в каком направлении относительно природного напластования определяют коэффициент фильтрации.
На нижнюю и верхнюю поверхность грунта накладывают фильтровальную бумагу, смоченную водой и вырезанную по внутреннему диаметру кольца.
3.2.3. Заполняют поддон прибора водой до верхней поверхности металлического фильтра через пьезометр и ставят на фильтр кольцо с грунтом.
Металлический фильтр ставят на образец грунта и опускают винт арретира так, чтобы при насыщении водой образец не набухал.
В случае испытания грунта под нагрузкой закрепляют индикатор.
3.2.4. Образец грунта насыщают водой снизу вверх через пьезометр. Водонасыщение следует производить не менее 2 сут для супесей, не менее 5 сут для суглинков; продолжительность водонасыщения глин устанавливают заданием.
При степени влажности грунта более 0,98 водонасыщение можно не производить.
3.2.5. Заливают образец грунта водой (до краев насадки или верха крышки) и передают на образец заданное давление ступенями.
Значения ступеней давления и время их выдерживания назначают в соответствии с ГОСТ 12248.
Если заданное давление равно Рстр (соответствующее структурной прочности), то образец нагружают ступенями давления по 0,0025 МПа до начала сжатия по ГОСТ 23908.
3.2.6. Подготовка образцов глинистого грунта нарушенного сложения
3.2.6.1. Для подготовки образцов глинистых грунтов с заданными значениями плотности необходимо размять грунт пестиком с резиновым наконечником до исчезновения комков крупнее 2 мм и определить влажность грунта по ГОСТ 5180.
3.2.6.2. Массу грунта, которая в объеме кольца должна обеспечить заданное значение плотности, рассчитывают по формулам (1).
Если задано значение плотности сухого грунта (pd), г/см3 то массу грунта в объеме кольца рассчитывают по формуле
(3)
3.2.6.3. Заполняют кольцо приготовленным грунтом необходимой массы.
Если вручную не удается уложить весь грунт, то применяют пресс.
3.2.6.4. Накрывают торцы образца грунта кружками влажной фильтровальной бумаги и выполняют последовательно операции пп. 3.2.3—3.2.5. 3.3. Проведение испытания
3.3.1. Наливают воду в пьезометр и устанавливают начальный напор, соответствующий заданному градиенту напора.
Начальный напор равен высоте столба воды от постоянного ее уровня над образцом грунта до уровня в пьезометре.
В приборах, имеющих два пьезометра, соединенных с крышкой и поддоном, начальный напор равен разности уровней в пьезометрах. При исследовании фильтрации в нисходящем потоке пьезометр, присоединенный к верхней части прибора, должен быть заполнен поддон до верхней отметки, а пьезометр, присоединенный к нижней части, — до нижней отметки и наоборот.
3.3.2. Открывают кран (краны), соединяющий (соединяющие) пьезометр (пьезометры) с прибором, и отмечают время начала фильтрации воды.
3.3.3. Замеряют числа делений, на которые опустился (поднялся) уровень воды в пьезометре, через одинаковые промежутки времени и температуру воды с точностью до 0,5 °С.
Отсчеты по пьезометру производят в зависимости от скорости фильтрации. Промежутки времени отсчетов могут быть 5, 10, 15, 30 мин 1 ч, при медленной фильтрации — два раза, в начале и в конце рабочего дня. Производят не менее шести отсчетов.
Если уровень воды в пьезометре понижается на одно деление за время, превышающее 40 с, то следует заменить пьезометры на более тонкие трубки.
3.3.4. После испытания определяют влажность и плотность грунта по ГОСТ 5180.
3.4 Обработка результатов
Коэффициент фильтрации грунта (К10), м/сут, приведенный к условиям фильтрации при температуре 10°С, вычисляют по формуле
(4)
где S — наблюдаемое падение уровня воды в пьезометре, отсчитанное от первоначального уровня, см;
H0— начальный напор, см;
—безразмерный коэффициент, определяемый по приложению 4;
t— время падения уровня воды, с;
Aп — площадь сечения пьезометра, см2;
AК— площадь кольца, см2;
h — высота образца грунта, равная высоте кольца, см;
T= (0,7+0,03 Tф) — поправка для приведения значения коэффициента фильтрации к условиям фильтрации воды при температуре 10°С, где Tф— фактическая температура воды при опыте, °С;
864 — переводной коэффициент (из см/с в м/сут).
3.4.2. Коэффициент фильтрации вычисляют для каждого отсчета по пьезометру.
За коэффициент фильтрации образца грунта принимают среднее арифметическое отдельных вычисленных значений.
Коэффициент фильтрации выражают с точностью до второй значащей цифры.
3.4.3. Для расчетов коэффициента фильтрации составляют вспомогательные таблицы, разделив формулу (4) на два множителя:
и (5)
Рекомендуется составить таблицы значений множителя В в зависимости от значения падения уровня воды в пьезометре и значений множителя М в зависимости от температуры воды при опыте.
ПРИЛОЖЕНИЕ I
Справочное
ТЕРМИНЫ И ПОЯСНЕНИЯ
Градиент напора — отношение разности напора воды к длине пути фильтрации.
Масса грунта — свойство тела или вещества, характеризующее их инерционность и способность создавать гравитационное поле (скалярная величина).
Плотность грунта — масса единицы объема грунта.
Плотность сухого грунта — отношение массы сухого грунта (исключая массу воды в его порах) к его первоначальному объему.
Плотность частиц грунта — масса единицы объема грунта без пор или масса единицы объема твердых частиц грунта.
Коэффициент пористости — отношение объема пор к объему твердых частиц грунта.
Гранулометрический состав грунта — содержание по массе групп частиц (фракций) грунта различной крупности по отношению к общей массе абсолютно-сухого грунта.
Воздушно-сухое состояние грунта — состояние грунта, высушенного на воздухе.
Предельно рыхлое состояние грунта — состояние грунта при минимальной плотности.
Предельно плотное состояние грунта — состояние грунта при максимальной плотности.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое
Организация (лаборатория) _____________________________________________________________________________________________________________________________
ЖУРНАЛ №
лабораторного определения коэффициента фильтрации песчаных грунтов
Местоположение площадки __________________________________________ Глубина и дата отбора монолита грунта ______________________________________ Наименование прибора и краткие сведения о нем _________________________________________________________________________________________________ Площадь поперечного сечения цилиндра А ________________________________ см2. Объем цилиндра _______________________________ см3
|
Дата |
Лабораторный |
|
|
Влажность |
Масса, г |
Плотность, г/см3 |
Коэф- |
||||
|
проведения испытаний |
номер образца грунта |
Тип грунта |
Сложение грунта |
грунта доли единицы |
цилиндра с грунтом |
цилиндра |
грунта |
частиц грунта s |
грунта |
сухого грунта d |
фициент пористости грунта |
Продолжение
|
Время фильтрации чьтрации |
|
|
|
|
|
|
|
отдельные замеры |
среднее |
Объем профильтровав-шейся воды V, см3 |
Температура воды T, 0С |
Градиент напора J |
Коэффициент фильтрации K, м/сут |
Примечание |
Руководитель лаборатории __________________________________________________________________________________________
подпись, инициалы, фамилия
Исполнитель __________________________________________________________________должность, подпись, инициалы, фамилия
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рекомендуемое
Организация (лаборатория) ___________________________________________________________________________________________________________
ЖУРНАЛ №
лабораторного определения коэффициента фильтрации пылеватых и глинистых грунтов
Местоположение площадки __________________________________________ Глубина и дата отбора монолита грунта ____________________
Наименование прибора и краткие сведения о нем ____________________________________________________________________________
Площадь поперечного сечения кольца Ак______________________________________________ см2, высота кольца ___________________ см,
Площадь поперечного сечения пьезометра Ап _______________________________________________________________________________
|
Лаборатор- |
|
|
Влажность, |
Масса, г |
|
|||||||||
|
ный |
Тип грунта |
Сложение |
доли, единицы |
кольца с |
кольца |
сухого грунта |
Плотность, г/см3 |
|||||||
|
номер |
|
грунта |
до испыта- |
после |
грунтом |
|
|
|
||||||
|
образца |
|
|
ния |
испыта- |
до испы- |
после |
|
до испы- |
после |
|
Грунта та р |
сухого грунта d |
||
|
|
|
|
|
ния |
ния |
испытания |
|
тания |
испытания |
частиц грунта, s |
до испытания |
после испытания |
до испытания |
после испытания |
|
Начальный напор H0, см |
Градиент напора J |
Время начала фильтрации отдельных замеров |
Падение уровня воды в пьезометре S, см |
Температура воды Т, 0С |
Коэффициент фильтрации К10, м/сут |
Среднее значение К10, м/сут |
Примечание |
Руководитель лаборатории ___________________________________________________________
подпись, инициалы, фамилия
Исполнитель________________________________________________________________________
подпись, инициалы, фамилия
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Обязательное
Значения и
|
0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,20 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26 0,27 0,28 0,29 0,30 0,31 0,32 0,33 |
0,010 0,020 0,030 0,040 0,051 0,062 0,073 0,083 0,094 0,105 0,117 0,128 0,139 0,151 0,163 0,174 0,186 0,196 0.210 0,223 0,236 0,248 0,261 0,274 0,288 0,301 0,315 0,329 0,346 0.357 0.371 0,385 0,400 |
0,34 0,35 0,36 0,37 0,38 0,39 0,40 0,41 0,42 0,43 0,44 0,45 0,46 0,47 0,48 0,49 0.50 0,51 0,52 0,53 0,54 0,55 0,56 0,57 0.58 0,59 0,60 0.61 0,62 0,63 0,64 0,65 0,66 |
0,416 0,431 0,446 0,462 0,478 0,494 0,510 0,527 0,545 0,562 0,580 0,598 0,616 0,635 0,654 0,673 0,693 0,713 0,734 0,755 0,777 0,799 O.S21 0,844 0,868 0.892 0,916 0,941 0,967 0,994 1,022 1,050 1,079 |
0,67 0,68 0,69 0,70 0,71 0,72 0,73 0,74 0,75 0,76 0,77 0,78 0,79 0,80 0,81 0,82 0,83 0,84 0,85 0,86 0,87 0,88 0,89 0,90 0.91 0,92 0,93 0,94 0.95 0.96 0,97 0,98 0,99 |
1,109 1,139 1,172 1,204 1,238 1,273 1,309 1,347 1,386 1,427 1,470 1,514 1,561 1,609 1,661 1,715 1,771 1,833 1,897 1,966 2,040 2,120 2,207 2,303 2,408 2,526 2,659 2,813 2,996 3,219 3,507 3.912 4,605 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
(обязательное)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ДОРОЖНОМ И АЭРОДРОМНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ.
1. Настоящий метод распространяется на песчаные грунты, применяемые в дорожном и аэродромном строительстве для устройства дренирующих и морозозащитных слоев дорожной и аэродромной одежды и защитного слоя под балластной призмой железнодорожного пути.
Коэффициент фильтрации определяют на образцах грунта нарушенного сложения при максимальной плотности и оптимальной влажности, значения которых предварительно устанавливают по ГОСТ 22733—77.
