CZĘŚĆ I

1. Wprowadzenie

Łatwy i prosty pomiar współczynnika filtracji szczególnie w przypadku gruntów spoistych można dokonać w rurce G.M. Kamieńskiego.

Oznaczenie współczynnika filtracji polega na pomiarze czasu t obniżania się poziomu wody w przeźroczystej rurce o stałym przekroju ƒ od wysokości h_l do wysokości h₂ licząc względem poziomu przelewu. Badanie przeprowadza się na próbkach o naruszonej strukturze. Otrzymane wyniki odnosi się do temperatury 10°C.

Obniżenie poziomu wody w rurce spowodowane jest filtracją poprzez grunt znajdujący się w rurce stanowiącej element naczyń połączonych.

Współczynnik filtracji:

2. Przebieg badania

Badanie zostało przeprowadzone na aparaturze, której schemat przedstawia rys. nr 2.

Badanie zostało przeprowadzone przy temperaturze wody wynoszącej l7°C. Polegało ono na pomiarze czasu opadania wody w rurce pomiarowej pomiędzy poszczególnymi poziomami - w naszym przypadku pomiędzy 65 cm, 60 cm, 55 i 50 cm.

Równolegle przeprowadzono badanie uziarnienia próbki piasku metodą analizy sitowej.

3. Wyniki doświadczenia

3.1. Badanie uziarnienia

Badanie zostało przeprowadzone na próbce gruntu o masie m = 500 g. Do wyznaczenia mas próbek gruntu posłużono się wagą laboratoryjną o dokładności odczytu ± 0,05 g.

Średnica zastępcza	Masa	Zawartość procentowa
d [mm]	[g]	cząst. o średn. > d
2,5	20,80	4,16
2,0	7,45	5,65
1,02	66,05	18,86
0,5	123,60	43,58
0,25	150,75	73,73
0,12	12,80	76,29
0,05	105,15	97,32
pozostało	13,40	100,00
-	Σ = 500	-

tabela 1

Krzywa uziarnienia gruntu została przedstawiona na rys.3.

3.2. Badanie współczynnika filtracji

Czasy filtracji wody przez próbkę badanego gruntu przedstawia tabela nr 2. Dla każdego poziomu, badanie zostało przeprowadzone czterokrotnie.

Poziom	Δh	Czas filtr.	Czas filtr.	Czas filtr.	Czas filtr.	Czas filtr.	Ho
[cm]	[cm]	t [s]	t [s]	t [s]	t [s]	t [s]	[cm]
		1	2	3	4	śr.
65	-	0	0	0	0	0	45,5
60	5	30	31	31	30.1	30,5
55	10	72	72	72	73	72,5
50	15	141	141	144	143	143,5

tabela 2

Powierzchnia przekroju poprzecznego rury Kamieńskiego wynosi:

Powierzchnia przekroju rury pomiarowej wynosi:

3.3. Obliczenie wspólczynnika filtracji

1) Zakres 65 - 60 cm

t= 30,5 s

hl = 65 - 45,5 = 19,5 cm

h₂ = 60 - 45,5 = 14,5 cm

2) Zakres 60 - 55 cm

t = 42 s

hl = 60 - 45,5 = 14,5 cm

h₂ = 55 - 45,5 = 9,5 cm

3) Zakres 55 - 50 cm

t = 71 s

hl = 55 - 45,5 = 9,5 cm

h₂ = 50 - 45,5 = 4,5 cm

4) Zakres 65 - 55 cm

t = 72,5 s

hl = 65 - 45,5 = 19,5 cm

h₂ = 55 - 45,5 = 9,5 cm

5) Zakres 65 - 50 cm

t = 143,5 s

hl = 65 - 45,5 = 19,5 cm

h₂ = 50 - 45,5 = 4,5 cm

6) Zakres 60 -50 cm

t = 113 s

hl = 60 - 45,5 = 14,5 cm

h₂ = 50 - 45,5 = 4,5 cm

Średnia wartość współczynnika filtracji wynosi:

Odchylenie standardowe:

σk = 0,00134

4. Obliczenie błędów

4.1. Metoda różniczki zupełnej

f= f(x,y,z)

dt = 1 s - bezwzględny błąd pomiaru czasu

dl = 0,1 cm - bezwzględny błąd pomiaru długości drogi filtracji l

l) Dla zakresu 65 - 60 cm .

2) Dla zakresu 60 - 50 cm

3) Dla zakresu 55 - 50 cm

4) Dla zakresu 65 - 55 cm

5) Dla zakresu 65 - 50 cm

6) Dla zakresu 60 - 50 cm

Obliczenie błędów przy uwzględnieniu błędów pomiaru wszystkich wielkości służących do wyznaczenia współczynnika filtracji.

dt = 1 s - bezwzględny błąd pomiaru czasu

dl = 0,1 cm - bezwzględny błąd pomiaru długości drogi filtracji

dr = 0,01 cm - bezwzględny błąd pomiaru promienia rurki piezometru

dR = 0,01 cm - bezwzględny błąd pomiaru promienia rurki badawczej

dhl = 0,0lcm - bezwzględny błąd pomiaru długości hl

dh2 = 0,01 cm - bezwzględny błąd pomiaru długości h2

Analizę przeprowadzono dla zakresu 65-60cm .

---