ГОСТ 25584-2016. Межгосударственный стандарт. Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации

4.3. Определение коэффициента фильтрации песчаных грунтов при переменном градиенте напора (нестационарный режим фильтрации)

4.3.1 Для определения коэффициента фильтрации песчаных грунтов при переменном градиенте напора следует применять фильтрационные приборы, по принципу работы подобные прибору, изображенному на рисунке 3.

 

 

1 - образец грунта; 2 - пьезометр; 3 - трубка;

4 - стакан; 5 - латунная сетка; 6 - съемное

перфорированное дно; 7 - подставка; 8 - поддон

 

Рисунок 3 - Схема фильтрационного прибора для определения

коэффициента фильтрации песчаных грунтов при переменном

градиенте напора

 

4.3.2 Оборудование и приборы

4.3.2.1 В комплект оборудования для определения коэффициента фильтрации должны входить:

- фильтрационный прибор;

- весы лабораторные по ГОСТ 24104;

- термометр с погрешностью измерения не более 0,5 °C по ГОСТ 28498;

- секундомер;

- емкость для воды объемом 8 - 10 л;

- линейка металлическая длиной 300 мм по ГОСТ 427;

- нож из нержавеющей стали с прямым лезвием.

4.3.2.2 В состав прибора для определения коэффициента фильтрации должны входить:

- фильтрационная трубка, состоящая из прямого цилиндра, съемного перфорированного дна и латунной сетки;

- пьезометр с делениями;

- подставка для трубки с прорезями в боковых стенках и отверстиями в днище;

- стакан;

- поддон.

4.3.3 Подготовка к испытанию

4.3.3.1 К испытанию грунт подготовляют следующим образом:

- песок и воду, предназначенные для определения коэффициента фильтрации, выдерживают в лаборатории до выравнивания их температуры с температурой воздуха;

- надевают на фильтрационную трубку 3 (см. рисунок 3) съемное перфорированное дно 6 с латунной сеткой 5, покрытой кружком высокопористого материала, и взвешивают;

- заполняют фильтрационную трубку испытуемым грунтом 1 на высоту (100 +/- 1) мм в соответствии с порядком, установленным в 4.2.3.3, 4.2.3.4;

- взвешивают фильтрационную трубку с образцом грунта и съемным перфорированным дном;

- определяют плотность грунта по ГОСТ 5180;

- укладывают на поверхность грунта слой гравия (фракция 2 - 5 мм) толщиной 5 - 10 мм.

4.3.3.2 Устанавливают трубку с грунтом на подставку 7 и вместе с ней помещают в стакан 4, который постепенно наполняют водой до верха.

Помещают стакан с трубкой в емкость для воды и заполняют ее до уровня выше слоя гравия на 10 - 15 мм.

После появления воды в трубке над слоем гравия доливают водой верхнюю часть трубки примерно на 1/3 ее высоты.

4.3.3.3 Извлекают стакан с трубкой из емкости и устанавливают его на поддон 8.

4.3.4 Проведение испытания

4.3.4.1 Испытание проводят в следующем порядке:

- доливают водой трубку не менее чем на 5 мм выше нулевого деления;

- дожидаются снижения уровня воды в пьезометре 2 до отметки "0" и включают секундомер;

- фиксируют время снижения уровня воды в пьезометре до отметок 10, 20, 30, 40 и 50 мм.

4.3.4.2 При времени падения уровня воды до отметки 50 мм более 10 мин допускается проводить испытание при большем значении начального градиента напора. В этом случае трубку с подставкой извлекают из стакана и ставят непосредственно на поддон.

4.3.4.3 В течение всего испытания не допускается снижение уровня воды в трубке ниже слоя гравия.

4.3.5 Обработка результатов

4.3.5.1 По результатам испытания следует построить график в координатах

 

(рисунок 4),

 

где H₀ - начальная высота уровня воды в пьезометре, см; отсчитывается от уровня слива воды;

S - снижение уровня воды в пьезометре, см;

t - время, за которое произошло снижение уровня воды на значение S, с.

 

 

здесь F_k - площадь поперечного сечения образца грунта, см²;

F_n - площадь фильтрационной трубки над образцом грунта, см²;

I_k - высота образца грунта, см.

 

 

Рисунок 4 - График для определения коэффициента фильтрации

песчаных грунтов при проведении испытаний

в нестационарном режиме фильтрации

 

Проводят диагностику полученных результатов с использованием построенного графика. Опытные точки на графике должны наложиться на прямую линию, выходящую из начала координат, что является показателем корректности проведения испытания. В случае необходимости следует провести отбраковку недостоверных опытных точек и аппроксимировать оставшиеся прямой линией, выходящей из начала координат. Число точек для аппроксимации должно быть не менее трех, в противном случае испытание следует повторить.

4.3.5.2 Коэффициент фильтрации K, см/с, при температуре проведения испытания, равный угловому коэффициенту построенной прямой линии, вычисляют по формуле

 

(5)

 

где и Ct - координаты произвольной точки на построенной прямой линии.

4.3.5.3 Коэффициент фильтрации K₁₀, м/сут, приведенный к условиям фильтрации при температуре 10 °C, вычисляют по формуле (4).

4.3.5.4 Коэффициент фильтрации вычисляют до второй значащей цифры.

4.3.5.5 Результаты испытания должны быть представлены в табличном (приложение Б) и графическом (см. 4.3.5.1) видах.