CI LIWO, HIREK DOC


Politechnika Wrocawska Zakad Mechaniki Gruntów

IGiH

Temat laboratorium

Wyznaczenie Moduów ciliwoci w Edometrze

Wspóczynnik wodoprzepuszczalnoci

Rok III Hieronim Tatarek

Semestr V

PODSTAWY TEORETYCZNE

ciliwo gruntów

ciliwo - zdolno gruntu do zmniejszania swojej objtoci pod wpywem obcienia.

Przyczyny ciliwoci gruntów:

W wyniku obcienia gruntu powstaj odksztacenia trwae nieodwracalne i spryste odwracalne. Cakowite odksztacenie gruntu jest sum odksztace od obcienia trwaego i sprystego. W wyniku obciania gruntu zachodz w nim zjawiska wypunktowane powyej a objto gruntu si pomniejsza. Po zdjciu obcienia nastpuje odprenie,(nastpi przyrost objtoci) jednake grunt nie wróci do swojego pierwotnego stanu, gdy z gruntu zostaa usunita cz powietrza i wody oraz nastpio czciowe przesunicie i zgniecenie niektórych ziarn. Procesom tym towarzyszy zagszczenie gruntu (zmniejszenie porowatoci i wskanika porowatoci).

Krzywa ciliwoci - linia przedstawiajca zaleno pomidzy obcieniem (cinieniem) a odksztaceniem (zmian objtoci) gruntu. Do wyznaczania krzywych ciliwoci suy edometr.

Rozróniamy krzywe :

• ciliwoci pierwotnej

próbk gruntu umieszcza si w edometrze i stopniowo obcia, mierzc kadorazowo jej wysoko

• odprenia

stopniowo zmniejsza si obcienie, mierzc kadorazowo jej wysoko

• ciliwoci wtórnej

ponownie zwiksza si obcienie i mierzy wysoko próbki

Wyznaczanie parametrów ciliwoci gruntów

Modu ciliwoci( pierwotnej i wtórnej)

Modu ten okrela si laboratoryjnie przy uyciu edometru. Do badania uywa si próbek NNS (naturalnej wilgotnoci i nienaruszonej strukturze). Badanie ciliwoci przy uyciu edometru sprowadza si do stopniowego obciania próbki gruntu umieszczonej w piercieniu edometru i zapisywaniu zmian jej wysokoci. Wielkoci odczytywane s bezporednio z edometru. Dokadny przebieg pomiarów oraz warunki techniczne aparatu podaje PN75/B4481.

Po wykonaniu badania w edometrze naley oznaczy wilgotno, gsto objtociow i gsto szkieletu gruntowego próbki.

Uzyskane w badaniu wyniki su do wykonania krzywych ciliwoci (wykres o wspórzdnych prostoktnych, w którym o odcitych obrazuje naprenia a o rzdnych wysokoci próbki).

Edometryczny modu ciliwoci pierwotnej

Jest to modu ciliwoci wyznaczony w edometrze i definiowany jest jako stosunek przyrosty naprenia normalnego do przyrostu cakowitego odksztacenia wzgldnego (mierzonego w kierunku dziaania napre )

0x01 graphic

Korzystajc z uzyskanych wartoci pomiarów ciliwoci gruntu wykonanych w edometrze, edometryczny modu ciliwoci pierwotnej (M0i) okrela si ze wzoru:

0x01 graphic

w którym : i - przyrost naprenia w Pa

hi - wysoko próbki przed zwikszeniem naprenia

hi­ - zmniejszenie wysokoci próbki na skutek zwikszenia naprenia o i

i - odksztacenie jednostkowe próbki

 = (hi - hi+1)/hi = hi / hi

 - wspóczynnik poprawkowy

Edometryczny modu ciliwoci wtórnej

Okrela si tak samo jak pierwotnej przy czym wartoci do wzoru podstawia si z krzywej ciliwoci wtórnej.

Wspóczynnik ciliwoci ( a )

Definiuje si go jako stosunek przyrostu wskanika porowatoci do przyrostu napre, które spowodoway ten przyrost.

0x01 graphic

Znak (-) oznacza e przyrostowi napre odpowiada zmniejszenie wskanika porowatoci.

Praktyka wykazaa, e dla maego przyrosty napre (100 - 400 kPa) wspóczynnik ciliwoci mona obliczy ze wzoru:

0x01 graphic

Dla danego gruntu warto wspóczynnika ciliwoci jest zmienna i zaley od napre.

Znajc wspóczynnik ciliwoci mona obliczy edometryczny modu ciliwoci gruntu:

0x01 graphic

Wielkoci we wzorze podobnie jak poprzednio.

Zaleno pomidzy wspóczynnikiem ciliwoci a wysokoci próbki okrela wzór:

0x01 graphic

Wodoprzepuszczalno

Wodoprzepuszczalno - zdolno gruntów do przepuszczania wody pod cinieniem.

Woda pod cinieniem ma moliwo przepywu dziki sieci kanalików utworzonych z porów gruntu. Objto przepywajcej przez grunt wody jest wprost proporcjonalna do wspóczynnika filtracji, powierzchni przekroju przepywu, cinienia wody i czasu trwania ruchu wody, a odwrotnie proporcjonalna do gruboci gruntu (drogi).

Objto wody przepywajcej przez grunt (cm3) opisuje wzór Darcy'ego:

0x01 graphic

gdzie: k - wspóczynnik filtracji (cm/s)

T - czas przepywu (s)

A - powierzchnia przekroju próbki prostopada do kierunku przepywu (cm2)

H - wysoko supa wody (rónica poziomów) (cm)

h - dugo drogi filtracji (cm)

H/h - gradient hydrauliczny

Wodoprzepuszczalno danego gruntu charakteryzuje wspóczynnik filtracji.

Wspóczynnik filtracji zaley od:

• uziarnienia

• wielkoci porów (zagszczenia)

• temperatury wody (lepkoci)

• skadu mineralnego gruntu

i wyznacza si go przede wszystkim dla gruntów sypkich (aby oceni ich przydatno na podsypk pod nawierzchnie dróg lub jako sczki odwadniajce itp.), laboratoryjnie lub w badaniach polowych (próbne pompowanie).

Wyznaczanie wspóczynnika filtracji

Do oznaczenia tego wspóczynnika potrzebna jest nastpujca aparatura:

• aparat do filtracji

• suszarka

• odpowietrzacz wody

• waga

• termometr

• stoper

Grunty niespoiste o nienaruszonej strukturze

Kolejno wykonywania czynnoci:

• wczeniejsze oznaczenie gstoci waciwej, gstoci objtociowej w stanie naturalnym oraz wilgotnoci oraz obliczenie porowatoci i wskanika porowatoci naturalnej.

• pomiar geometrii i wagi piercienia oraz obliczenie jego objtoci

• wyznaczenie gstoci objtociowej gruntu o naturalnej strukturze i wilgotnoci

• dokadnie wyrówna powierzchni próbki (noem) zway j i wysuszy

• wmontowa piercie do aparatu i podda grunt obcieniu roboczemu

• do filtracji naley uywa wody przegotowanej lub odpowietrzonej

• dopyw wody powinien by powolny tak aby wyprze powietrze z gruntu

• ustala si kierunek filtracji od dou i po ustabilizowaniu si gradientu hydraulicznego przystpuje si do waciwego pomiaru filtracji

• do wylewu podstawia si menzurk i mierzy czas jej napenienia (lub czci)

• pomiar wykonuje si piciokrotnie , nastpnie zmienia bieg filtracji na od góry i powtarza czynnoci

• dla kadej serii bada mierzy si temperatur

Po wykonaniu pomiarów wspóczynnik filtracji oblicza si ze wzoru:

0x01 graphic

a nastpnie redukuje do temperatury 10 stopni Celsjusza

0x01 graphic

w którym t oznacza temperatur pomiaru

Grunty sypkie o naruszonej strukturze i grunty spoiste

Sposób oznaczenia wspóczynnika filtracji dla tych gruntów niczym nie odbiega od opisanego powyej. Rónice zachodz gównie w sposobie interpretacji wyników oraz przygotowania próbek. Dodatkowo w przypadku gruntów spoistych naley uy specjalnego aparatu do filtracji ze wzgldu na wikszy gradient hydrauliczny.

Wspóczynnik filtracji a uziarnienie i porowato

Istnieje równie moliwo wyznaczenia wspóczynnika filtracji gruntów sypkich ze wzorów empirycznych (majc dane uziarnienie i porowato).

Wzór Hazena

k10 = 1,16 d210

Wzór Seelhaima

k10 = 0,357 d250

Okrelenie w ten sposób wskanika filtracji jest korzystne wówczas , gdy wystarczy zna jego orientacyjn warto.

Obliczenia:

1. ciliwo

?h

ho

eo

ei

s

?s

ai

20

20

0,636

0,636

0

0

0

20

20

0,636

0,636

12,5

12,5

0

19,99

20

0,636

0,635182

25

12,5

6,544E-05

19,96

20

0,636

0,632728

50

25

9,816E-05

19,83

20

0,636

0,622094

200

150

7,089E-05

19,78

20

0,636

0,618004

400

200

2,045E-05

19,83

20

0,636

0,622094

200

-200

2,045E-05

19,84

20

0,636

0,622912

50

-150

5,453E-06

19,86

20

0,636

0,624548

25

-25

6,544E-05

19,86

20

0,636

0,624548

12,5

-12,5

0

19,86

20

0,636

0,624548

25

12,5

0

19,85

20

0,636

0,62373

50

25

3,272E-05

19,78

20

0,636

0,618004

200

150

3,817E-05

19,77

20

0,636

0,617186

400

200

4,09E-06

0x01 graphic

Moi = [100/(19,92-19,83)]*19,92 = 22133 [kPa]

Moi = [100/(19,85-19,78)]*19,85 = 28357 [kPa]

2. Filtracja

k10 = ksr / ( 0,7 + 0,03T ) = 0,084 / ( 0,7 + 0,0323 ) = 0,06072

qi = k * i = 0,084 * 0,586 = 0,0492

?h = 25,5 cm i = 0,586 q = 0,0492

?h = 20,5 cm i = 0,471 q = 0,0396

?h = 15,5 cm i = 0,356 q = 0,0299

?h = 10,5 cm i = 0,241 q = 0,0116

Z wykresu odczytano :

?q = 0,04 - 0,03 = 0,01

?i = 0,475 - 0,35 = 0,125

k = 0,01 / 0,125 = 0,08 cm/s

WNIOSKI :


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
OZNACZENIE MODU U CI LIWO , Budownictwo PB, 5 semestr, Mechanika GruntĂłw, laborki
CI GA FUND2 DOC1068/4440
$CI$GA~4 DOC
$CI$GI~1 DOC
modu é ƀci ƀliwo ƀci
Wyk ad II 2 2 Rzeka yna mo liwo ci energetyczne

więcej podobnych podstron