Приборы, оборудование и материалы

1. Песчаный грунт.

2. Часы.

3. Набор сит.

4. Прибор КФ-01.

5. Сосуд с водой.

6. Установка АКM-2.

Прибор KФ-OI предназначен для определения коэффициента фильт­рации песчаных грунтов с нарушенной и ненарушенной структурой при постоянном напорном градиенте, равном 1.

Прибор КФ-01 (рисунок 1) состоит из металлического цилиндра 5 с заостренными краями, на нижнюю часть которого надевается дно 6, а на верхнюю - муфта 2. В дно и муфту вставляются латунные сетки 7 и 4. Кроме того, в муфту вставляется стеклянный мерный баллон 1 со шкалой (мариоттов сосуд), который закругляется в ней с помощью пружин 3.

Рисунок 1 – Прибор КФ-01

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБРАБОТКА ИХ РЕЗУЛЬТАТОВ

1. Заполнить фильтрационную трубку 5 грунтом. При испытании песчаных грунтов с нарушенной структурой рекомендуется коэффициент фильтрации определить дважды: при рыхлом их сложении и плот­ном. Поэтому наполнение фильтрационной трубки 5 для первого слу­чая производят простым насыпанием грунта до необходимой высоты. Во втором случае наполнение цилиндра грунтом ведут слоями в 1-2 см с легкой трамбовкой. Если испытывают грунт с естественной струк­турой, то трубку вдавливают в монолит грунта.

При опытах с пылеватыми песками на дно трубки насыпают буфер­ный слой песка из фракций 0,5-0,25 мм на высоту 2-3 мм.

2. После заполнения трубки песком ставить её в сосуд с водой, чтобы грунт через отверстия в дне пропитался водой, о чём судят по изменившемуся цвету грунта в верхнем торце.

3. После пропитывания грунта оставшуюся воду из сосуда слить. На грунт поместить латунную сетку 4 и надевать муфту 2.

4. Заполнить мерный баллон 1 водой, предварительно измерив ее температуру. Зажимают отверстие баллона большим пальцем и, быстро опрокинув, вставляют его в муфту 2 до соприкосновения с сеткой 4. В таком виде мерный баллон автоматически поддерживает над грунтом постоянный уровень воды в 1-2 мм. Как только этот уровень, вследствие просачивания воды через грунт, понизится, в мерный баллон прорываются пузырьки воздуха и вытесняют оттуда соответствующее количество воды. Этим достигается постоянство на­порного градиента. Если в мерный баллон прорываются крупные пузырьки воздуха, то это свидетельствует о том, что горлышко его не касается латунной сетки и слишком высоко отстоит от поверхности грунта. В этом случае необходимо баллон опустить ниже и добиться, чтобы в него равномерно поднимались мелкие пузырьки воздуха.

5. Добившись равномерного появления мелких пузырьков воздуха в баллоне, определить время t, в течение которого профильтруется Q = 10 см³ воды. Определение произвести при двух различных положениях уровня воды в баллоне.

Опыты проводятся на двух образцах грунта, которые отличаются между собой размерами фракций песка.

6. Вылить воду мерного баллона. Данные занести в журнал (таблица 1).

Таблица 1 - Результаты определения значений коэффициента фильтрации

Номер опыта	Размер фракции, мм	Температу­ра воды T, °С	Время фильтрации t, с	Коэффи­циент K1	Коэффи-циент фильтра-ции KФ, м/сут	Среднее значение v, м/сут

7. Определить коэффициент фильтрации

;

где t - время фильтрации, с.

Таблица 2 - Значения коэффициента r для прибора КФ-01

Номер	Т,°С	r
		345,6
		335,5
		325,9
		317,0
		308,6
		300,4
		292,9
		285,6
		278,6
		272,1
		265,8
		259,8
		254,1
		248,6
		243,4
		238,3
		235,5
		228,8
		224,3
		220,1
		215,9

Коэффициент К₁ можно определить по таблице 2 или по формуле

К = ,

где 864 - переводной коэффициентиз см/с в м/сут;

Q = 10 мл - расход воды;

F = 25 см² - площадь поперечного сечения цилиндра;

r - температурная поправка, r = 0,7—0,3 ;

T - температура фильтрующейся воды, °С.В качестве коэффициента фильтрации принять среднее арифмети­ческое значение нескольких определений его для каждой фракции.