Визначити кут природного укосу випробуваного грунту в лабораторних умовах в сухому стані і під водою.
Кут природного укосу пісків - це граничний кут вільного відсипання піску, при якому грунтова маса знаходиться в стійкому стані. Цей показник визначається як в сухому стані, так і під водою.
Кут природного укосу випробуваного грунту визначається в лабораторних умовах приладом для визначення кута природного укосу, що входять до складу польової лабораторії Литвинова ПЛЛ-9.
Кут природного укосу піску в сухому стані дорівнює куту внутрішнього тертя цього піску
- прилад для визначення кута природного укосу;
- ніж з прямим лезом;
Рис.5. Прилад для визначення кута природного укосу пісків
1 висувна стулка;
2 мале відділення.
Визначення кута природного укосу пісків в сухому стані
1. Прилад ставлять на стіл або іншу горизонтальну поверхню. Висувна стулка при цьому опущена до дна.
2. У мале відділення приладу насипають пісок невеликими порціями через лійку врівень з краями.
3. Пісок розрівняти ножем.
4. Після цього поступово піднімають висувну стулку, стежачи, щоб не було поштовхів; при цьому прилад притримують рукою.
5. Пісок частково пересипається в інше відділення, поки не настає стан стійкої рівноваги; кут між площиною вільного укосу і горизонтальною площиною і є кут природного укосу.
6. За розподілам на днище і боковій стінці відраховують висоту і закладення укосу і обчислюють тангенс кута природного укосу. Відлік ведуть з точністю 1 мм.
7. Випробування проводять два рази.
8. Числове значення тангенса кута природного укосу визначається як середнє арифметичне з результатів двох вимірів.
9. Результати визначень заносять в таблицю 5.
Визначення кута природного укосу пісків в підводному стані
1. Прилад ставлять на стіл або іншу горизонтальну поверхню. Висувна стулка при цьому опущена до дна.
2. У мале відділення приладу насипають пісок невеликими порціями через лійку врівень з краями.
3. Пісок розрівняти ножем.
4. Після того, як в мале відділення приладу насипаний випробовуваний грунт, в велике відділення наливають доверху воду.
5. Після цього висувну стулку піднімають на кілька міліметрів, щоб вода могла проникнути в мале відділення.
6. Коли грунт просочиться водою, поступово піднімають висувну стулку, стежачи, щоб не було поштовхів; при цьому прилад притримують рукою.
7. Пісок частково пересипається в інше відділення, поки не настає стан стійкої рівноваги; кут між площиною вільного укосу і горизонтальною площиною і є кут природного укосу.
8. За розподілам на днище і боковій стінці відраховують висоту і закладення укосу і обчислюють тангенс кута природного укосу. Відлік ведуть з точністю 1 мм.
9. Випробування проводять два рази.
10. Числове значення тангенса кута природного укосу визначається як середнє арифметичне з результатів двох вимірів.
11. Результати визначень заносять в таблицю 5.
Таблиця 5 Результати визначень кута природного укосу.
Показання за шкалою, мм
Лабораторна робота № 6
Визначення коефіцієнта фільтрації піщаного ґрунту
Визначити коефіцієнт фільтрації випробуваного піщаного ґрунту в лабораторних умовах.
Коефіцієнт фільтрації Кф - це чисельна характеристика водопроникності (здатності грунту фільтрувати воду). Він являє собою швидкість фільтрації і виражається зазвичай в см / с або в м / сут.
Коефіцієнт фільтрації визначається на грунтах порушеного складу при оптимальній вологості і максимальної стандартної щільності, значення яких попередньо визначаються в лабораторній роботі №4.
Коефіцієнт фільтраціііспользуется при підрахунку запасів підземних вод, визначенні припливу води в будівельні котловани і гірничі виробки, при розрахунку витоків води з водосховищ, проектуванні дренажних споруд і фільтрів, а так само в ряді інших розрахунків.
У цій лабораторній роботі встановлено порядок визначення коефіцієнта фільтрації піщаних грунтів і будівельних пісків, застосовуваних у будівництві.
- прилад СоюздорНИИ ВКФ-СД;
- ваги з точністю 0.01 г .;
- чашки металеві місткістю не менше 5 л;
- циліндри мірні з носиком ємністю 100 і 500 мл;
- лінійка металева довжиною 30 см;
Рис 6. Загальний вигляд приладу ВКФ-СДдля визначення коефіцієнта фільтрації.
1 робочий циліндр; 2 пьезометр; 3 перфоровані дно;
4, 5 сітка; 6 підставка; 7-стакан; 8-ванна; 9-направляючий стрижень;
10 ковадло; 11-ударник; 12-рукоятка.
Прилад складається з наступних основних частин: фільтраційної трубки в зборі, завантажувальної воронки, підставки, трамбуючими пристрої, склянки, і ванни.
Фільтраційна трубка в зборі включає робочий циліндр 1, на якому розміщений пьезометр 2. Знизу до циліндра нагвинчена перфоровані дно 3 з сіткою 4. Після ущільнення грунту фільтраційна трубка встановлюється на підставку 6. трамбують пристрій складається з направляючого стрижня 9, ковадла 10, ударника 11 масою 500 гр і рукоятки 12.
Для проведення досвіду по визначенню коефіцієнта фільтрації Кф при гідравлічному градієнті i = 1, система фільтрації трубка з підставкою поміщається в склянку 7. При гідравлічному градієнті i = 2. фільтраційна трубка з підставкою поміщається безпосередньо в ванну 8.
1. Засипати в робочий циліндр першу навішення, вставити в нього трамбування (маса вантажу 0,5 кг, висота падіння вантажу 0,3 м), провести 40 ударів по ущільнювати грунт.
2. Виміряти за допомогою лінійки з точністю до 1 мм на трьох точках відстань від поверхні ущільненого грунту до верху циліндра. Результати вимірів записати в таблицю 6.2 і визначити середнє значення.
3. розпушити поверхню ущільненого шару ножем на глибину 1-2мм. Засипати в робочий циліндр другу навішення, повторити ущільнення зразка і заміряти відстань від поверхні ущільненого грунту до верху циліндра. Результати вимірів записати в таблицю 6.2 і визначити середнє значення.
4. Засипати в робочий циліндр третю навішення, повторити операції по ущільненню, проведення замірів. Записати результати в таблицю 6.2 і визначити середнє значення.
5. Після завершення операцій ущільнення грунту робочий циліндр з грунтом зважити з точністю до 1гр. Результати зважування занести в таблицю 6.2.
6. На поверхню ущільненого грунту в робочому циліндрі засипати гравій з розміром частинок 2-5мм таким чином, щоб товщина шару гравію склала 5-10мм.
Насичення зразка водою.
1. фільтраційні трубку з ущільненим грунтом помістити у вхідний в комплект приладу металевий стакан 7, висота якого відповідає верхньому рівню грунту в робочому циліндрі. Заповнити цей стакан водою на 2/3 висоти і витримати перед проведенням наступної операції протягом 15 хвилин.
2. Перенести стакан з вміщеній в нього фільтраційної трубкою в резервуар з водою ємністю 8-10 літрів і довести рівень води в цьому резервуарі до висоти на 10-15 мм вище верхньої кромки склянки.
3. Витримати стакан в резервуарі з водою до появи дзеркала води над шаром гравію і зафіксувати час насичення ґрунту водою в таблицю 6.2.
1. Обережно долити воду у внутрішню порожнину фільтраційної трубки на 1/3 її висоти і перенести прилад разом з металевим стаканом в ванну для проведення замірів тривалості фільтрації, розташувавши її таким чином, щоб нульова позначка водомірної трубки розташовувалася на рівні очей.
2. Долити у внутрішню порожнину фільтраційної трубки воду до рівня, що перевищує не менше, ніж на 0,5 см нульову позначку водомірної трубки (кожний розподіл на водомірної трубці відповідає 0,5 см).
3. Перевірити рівень води в металевому стакані і, в разі необхідності, заповнити його водою до верху.
4. Встановити в металевий стакан термометр для вимірювання температури води в процесі випробування.
5. Провести перший завмер тривалості фільтрації за секундоміром, включити останній в момент, коли рівень води в водомірної трубці досягне нульового розподілу, і вимкнути, коли він встановиться на позначці 5 см, і зареєструвати при цьому температуру води. Рівень води в фільтраційної трубці в процесі випробування не повинен відпускатися нижче поверхні шару гравію.
6. У разі, якщо тривалість фільтрації перевищує 2 хвилини, другий завмер провести при падінні рівня води до позначки 2см. В іншому випадку всі наступні виміри проводити при падінні рівня до позначки 5 см, у всіх випадках реєструючи втрату води. Рівень води в фільтраційної трубці в процесі випробування не повинен відпускатися нижче поверхні шару гравію.
7. У разі, якщо тривалість фільтрації по попередньому пункту перевищує дві хвилини, всі наступні виміри проводити при падінні рівня води до позначки 1см. В іншому випадку всі наступні виміри проводити при падінні рівня до позначки 2см, у всіх випадках реєструючи температуру води. Рівень води в фільтраційної трубці в процесі випробувань не повинен відпускатися нижче поверхні шару гравію.
8. У разі, якщо тривалість фільтрації по попередньому пункту перевищує 10 хвилин, градієнт напору при проведенні випробування необхідно прийняти рівним 2. Для цього фільтраційну трубку разом з підставкою необхідно витягти з металевого склянки і встановити її в ванну без склянки.
9. Результати кожного вимірювання і реєструються в його процесі температуру води занести в таблицю 6.2.
1. Розрахувати коефіцієнт фільтрації за формулою:
де K10 - коефіцієнт фільтрації, м / добу;
I - висота фільтруючого шару піску, що визначається, як різниця між загальною висотою фільтраційної трубки Але і відстанню від верхнього торця трубки до поверхні грунту h3. см.
tm - середня тривалість фільтрації, сек;
ТСР - температура води, # 730; С;
- значення функції падіння рівня води, що визначається за таблицею 6.1;
S - падіння рівня води в водомірної трубці, см;
ho - висота початкового напору води в приладі від його дна до нульового розподілу водомірної трубки, що дорівнює 10 для градієнта напору 1 або 20 для градієнта напору 2.
2. Занести отримані значення в таблицю 6.2 з округленням результатів до 0,1м / сут, якщо величина коефіцієнта фільтрації становить менше 5м / сут, і округленням результатів до цілих чисел, якщо коефіцієнт фільтрації більш 5м / сут.
3. Після проведення розрахунків порівняти отримані результати з усередненими значеннями коефіцієнта фільтрації різних типів грунтів:
- галечник чистий ................................. понад 100 м / сут;
- галечник з піщаним заповнювачем .. ......... 100-200 м / сут;
- піски чисті різної крупності ............... 50-2 м / добу;
- піски глинисті, супіски ................ ......... 2-0,1 м / сут;
- суглинки ............................... ............ менше 0,1 м / сут;
Таблиця 6.1. Залежність величини падіння рівня води від початкового напору.