[Strona Główna]
[Laboratorium]
Katedra Geotechniki Politechniki Szczecińskiej

Wyznaczenie wskaźnika wodoprzepuszczalności gruntów niespoistych w aparacie typu ITB-ZW-k2

 

OPIS TEORETYCZNY

Zdolność gruntu do przepuszczania wody siecią kanalików, utworzonych z jego porów, nazywa się wodoprzepuszczalnością.
Opór jaki stawia grunt przepływającej wodzie przy jej przepływie, zależy w głównej mierze od:

    • uziarnienia gruntów,
    • porowatości gruntów,
    • składu mineralnego szkieletu gruntowego i rodzaju kationu wymiennego,
    • temperatury wody (lepkości).

Miarą wodoprzepuszczalności gruntu jest tzw. stała k, zwana również stałą Darcy'ego, określająca zależność między spadkiem hydraulicznym i a prędkością przepływu wody w gruncie v:

gdzie:

v - prędkość przepływu wody [m/s],
i - spadek hydrauliczny (liczba niemianowana),
k - współczynnik wodoprzepuszczalności, posiada miano prędkości [m/s];

Współczynnik wodoprzepuszczalności k równy jest prędkości przepływu v przy i = 1.

Stała k jest wielkością charakterystyczną dla danego ośrodka gruntowego, określa prędkość przepływu wody przez grunt przy temperaturze t=10oC.

Stała k gruntów drobnoziarnistych (gliny, iły) dochodzić może nawet do 10-12m/s, dla żwirów przekracza niekiedy 10-3m/s i może przyjmować wartości kilku mm na sekundę.

Współczynnik wodoprzepuszczalności dla gruntów niespoistych wyznacza się w celu oceny ich przydatności w drogownictwie (podsypka pod nawierzchnię), w budownictwie (obniżenie zwierciadła wody gruntowej przy pracach fundamentowych).
Znajomość stałej k dla gruntów spoistych jest potrzebna m.in. przy ekranizacji zapór ziemnych, grobli.

Współczynnik wodoprzepuszczalności oznacza się za pomocą:

    • badań laboratoryjnych,
    • badań polowych,
    • wzorów empirycznych.

CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest określenie wodoprzepuszczalności gruntu niespoistego.

 

SPOSÓB WYKONANIA BADANIA

I Przygotowanie próbki do badania

Oznaczanie wykonuje się na próbkach o nienaruszonej strukturze. W razie niemożności pobrania próbki o nienaruszonej strukturze można oznaczenie wykonać na próbce naruszonej tzn. wsypanej do pierścienia. Wcześniej należy grunt wysuszyć do stałego ciężaru w temperaturze 105 - 110oC i schłodzić do temperatury pokojowej. Porowatość umieszczonej w pierścieniu próbki powinna być zbliżona do porowatości gruntu w warunkach naturalnych.

II Wykonanie badania

III Obliczanie wyników

Wskaźnik wodoprzepuszczalności kt przy temperaturze t [oC] należy obliczyć według wzoru:

gdzie:
Q - objętość wody [m3], która przepłynęła przez próbkę w czasie T [s],
A - powierzchnia przekroju próbki [m2],
i - spadek hydrauliczny, Dh/h,
Dh - różnica poziomów wody w cylindrach, [m]
h - wysokość próbki [m],

Otrzymany wskaźnik kt należy przeliczyć w odniesieniu do temperatury 10oC według wzoru:

w którym t oznacza temperaturę wody podczas badania.

Dla wszystkich pomiarów należy obliczyć współczynnik wodoprzepuszczalności. Wyniki przy tym samym spadku hydraulicznym nie powinny się różnić więcej niż o 5%. Wartości k10 przy przepływie "od dołu" i przy przepływie "od góry" nie powinny się różnić więcej niż 10%.
Ostatecznie przyjmujemy wartość k10 jako średnią arytmetyczną ze wszystkich wyników i porównujemy ją z wartościami "wzorcowymi".

 

V Materiały uzupełniające

 

[Strona Główna] Katedra Geotechniki Politechniki Szczecińskiej