Politechnika Wrocławska Wrocław 23 1 2001

Instytut Inżynierii Miejskiej

Ćwiczenie projektowe nr 2

ROBOTY ZIEMNE NA PŁASZCZYŹNIE

ROK 4 WYKONAŁ:

specjalność: Budowa Dróg i Lotnisk Michał Czauderna

ĆWICZENIE 3

Wodoprzepuszczalność i kapilarność gruntów

1. Wodoprzepuszczalność gruntów

1. Definicje

Wodoprzepuszczalność - zdolność gruntów do przepuszczania wody pod ciśnieniem przez sieć kanalików utworzonych z porów;

Wskaźnik wodoprzepuszczalności - prędkość przepływu wody przez grunt przy spadku

hydraulicznym równym jedności;

2. Sprzęt badawczy

Do badania służy:

aparat typu ITB-ZWK2

termometr

sekundomierz

cylinder pomiarowy

3. Przygotowanie próbki

Badanie przeprowadzona na próbce o naturalnym zagęszczeniu, którą wkładamy do specjalnego, perforowanego u dołu cylindra.

4. Wykonanie badania

Cylinder z gruntem wkłada się do aparatu i przykręca, a następnie doprowadza się wodę. Dla badanego gruntu nasączanie wodą następowało bardzo powoli, dlatego musieliśmy sztucznie przyśpieszyć nasz pomiar, przez dolanie wody, co na pewno miało wpływ na prawidłowość badania. Następnie zmierzyliśmy wydatek wody w czasie T=2min.

5. Obliczenie wyników

• spadek hydrauliczny

i=h/h h - różnica poziomu wody w komorach aparatu

h - wysokość próbki gruntu

h=16,5-9,0=7,5cm

h=16,5-4,0=12,5cm

i=7,5/12,5=0,60 należy do przedziału <0,3;0,8>

• wskaźnik wodoprzepuszczalności

k_t =Q/i*T*A Q - objętość wody w cm³

T - temperatura wody

A - przekrój próbki w cm² A=3,14*11,3²/4=100,2cm²

k_t=42/2*0,6*16,5*100,2=0,021 [cm/min] = 0,00021 [m/min] = 0,302 [m/dobę]

• wskaźnik przepuszczalności dla temperatury T=10⁰C

k₁₀=k_t/(0,7+0,03t)

k₁₀=0,302/(0,7+0,03*16,5)=0,253 [m/dobę]

2. Oznaczenie kapilarności biernej gruntu

1. Definicje

Kapilarność gruntu to wysokość na jaką woda, wskutek przyczepności do ścianek kapilarów i napięcia powierzchniowego, podniesie się w porach gruntu ponad poziom swobodnego zwierciadła przy podciąganiu od dołu (kapilarność czynna) lub wysokość, na jakiej woda będzie utrzymywana ponad poziom swobodnego zwierciadła przy obniżaniu tego poziomu (kapilarność bierna).

2. Sprzęt badawczy

• naczynie z wodą

• lejek szklany

• rurka gumowa

• przymiar podłużny

1. Przygotowanie próbek

Do badania potrzebne były trzy próbki do badania wstępnego i trzy próbki do badania właściwego. Wszystkie próbki należało przesiać przez sito 2mm, masa każdej wynosiła 20 gram.

2. Wykonanie badania

Pomiar wstępny - do lejka, na sączek, wkładamy kolejno trzy próbki gruntu, po zagęszczeniu gruntu podnosimy każda do góry z prędkością 1 cm/1 sek aż do momentu gdy w dolnej części lejka pojawi się pęcherzyk powietrza, wtedy mierzymy różnicę wysokości i obliczamy średnią wysokość z trzech prób. Poziom początkowy h¹=32cm

Lp.	wysokość h [cm]	h [cm]
1	107	75
2	113	81
3	124	92

- średnia h=90cm

Pomiar właściwy - trzy kolejne próbki badamy analogicznie jak w pomiarze wstępnym, z tym że podnosimy je tylko do 0,7 wartości poziomu średniego jaki uzyskaliśmy w pomiarze wstępnym, na tym poziomie zatrzymujemy podnoszenie i czekamy 5 minut, jeśli nie powstanie pęcherzyk powietrza, próbkę podnosimy ponownie o 5 cm i czekamy kolejne 5 minut, czynimy tak do momentu, aż pojawi się pęcherzyk powietrza, czas notujemy.

3. Obliczenie wyników

• kapilarność bierna

H_kb=(h-5) + h h - wysokość ostatniego poziomu na którym

zatrzymaliśmy lejek

h = t * V V=1cm/min

t - czas powstania pęcherzyka

• w badaniu podnosiliśmy próbki na wysokość 90 cm, we wszystkich próbkach powstał pęcherzyk powietrza

Lp.	czas HKb
1	1min 30sek 86,5cm
2	2 min 45sek 87,75cm
3	4 min 0sek 89,0cm

- średnia

H­_Kb=87,7cm

WNIOSKI:

Na podstawie badania kapilarności stwierdziliśmy, że grunt ma wartość H_Kb <1,0m. wynika z tego, że jest niewysadzinowy. Ponadto na podstawie badania wodoprzepuszczalności stwierdzamy, że grunt jest mało przepuszczalny, ponieważ wartość wskaźnika wodoprzepuszczalności zawiera się w przedziale (0,08;8,6) m/dobę. Grunt nadaje się do nasypów, jednak musimy zastosować spadek warstwy zbudowanej z tego gruntu a nad nim musimy umieścić warstwę odsączającą.

---