Wydział Geoinżynierii, Wrocław, 15.11.2011

Górnictwa i Geologii

Politechnika Wrocławska

ZOD w Legnicy

Hydrogeologia

Sprawozdanie z ćwiczenia

Współczynnik odsączalności

Skład grupy:

Grupa I

Wprowadzenie:

Kapilarność –Powstaje na skutek istnienia porów w gruncie , które pomiędzy szkieletem gruntowym tworzą jakby rurki kapilarne. W skutek przyczepności do ścianek tych rurek (adhezji) oraz napięcia powierzchniowego woda może unosić się na pewną wysokość ponad poziom swobodnego zwierciadła.

Kapilarność czynna –jest to wysokość, na jaką woda, na skutek sił napięcia powierzchniowego, podniesie się w porach gruntu ponad poziom swobodnego zwierciadła przy podsiąkaniu od dołu.

Przebieg doświadczenia:

Do wykonania tego doświadczenie potrzebowaliśmy:

1. Statyw, do zamocowania rurek z gruntem

2. Trzy rurki szklane zaopatrzone od dołu w filtr lub siatkę ochronną

3. Lejek, do wsypywania gruntu

4. Ubijak, do zagęszczania gruntu

5. Naczynie na wodę (kuweta)

6. Linijke

Rozdrobniony grunt w stanie powietrzno-suchym musimy wsypać przez lejek porcjami do rurki. Należy to robić tak aby powstała warstwa grubości 2cm. Każdą kolejną warstwę trzeba zagęszczać za pomocą drewnianego ubijaka. Gdy napełnimy rurkę gruntem, wstawiamy ją do naczynia w pozycji pionowej i przymocowujemy do statywu. Po zamocowaniu statywu do naczynia wlewamy taką ilość wody aby po zanurzeniu dolna część rurki była w wodzie na około 1cm. Wysokość kapilarnego podnoszenia się wody rozpoznaje się po zmianie zabarwienia gruntu. W trakcie badania uzupełniamy wodę w naczyniu do stałego poziomu 1 cm. Wysokość kapilarnego podnoszenia określa się przez pomiar czasu wznoszenia w ustalonych odstępach czasu. Za początek pomiaru przyjmuje się moment gdy poziom wody w gruncie ustali się równo z poziomem wody w naczyniu. Za zakończenie pomiaru przyjmuje się moment gdy ustali się wysokość wznoszenia.

Oznaczenie kapilarności czynnej przeprowadzono na trzech próbkach gruntu sypkiego o następujących frakcjach:

a) 0,10-0,25 [mm]

b) 0,25-0,5 [mm]

c) 0,5-1,0 [mm]

Na podstawie wzniosu kapilarnego w czasie określono prędkość podnoszenia kapilarnego v. Wyniki zamieszczono w tabeli nr 1.

Tabela nr .1. Wyniki badań kapilarności czynnej.

nr	Czas t	Wysokość podnoszenia kapilarnego h	Czas t [	Prędkość podnoszenia kapilarnego v
	[min]	0,1-0,25 [cm]	0,25-0,5[cm]	0,5-1,0[cm]
1	0	0	0	0
2	1	3,8	2,0	1,4
3	2	5,2	2,3	1,5
4	3	6,1	2,4	1,6
5	5	7,4	2,6	1,7
6	10	9,0	2,7	1,75
7	20	10,3	3,1	2,1
8	30	11,2	3,4	2,2
9	40	11,9	3,6	2,4
10	50	12,3	3,7	2,4
11	60	12,5	3,7	2,4

Tab.1.

W celu określenia kapilarności czynnej do punktów pomiarowych wzniosu kapilarnego w czasie dopasowano krzywą:

gdzie:

wyniki dopasowania przedstawiono na wykresach:

Wykres1: Wysokość kapilarnego podnoszenia dla frakcji 0,12-0,25 mm

limy=13,562 – wysokość kapilarnego podnoszenia dla tej frakcji wynosi 13,56 cm

wykres2: Wysokość kapilarnego podnoszenia dla frakcji 0,25-0,5 mm

limy=3,8856– wysokość kapilarnego podnoszenia dla tej frakcji wynosi 3,89cm

Wykres3: Wysokość kapilarnego podnoszenia dla frakcji 0,5-1,00 mm

limy=2,5136 – wysokość kapilarnego podnoszenia dla tej frakcji wynosi 2,51cm

Zmianę prędkości podnoszenia kapilarnego w czasie dla badanych frakcji gruntu w funkcji czasu przedstawiono poniżej. Rys.1 przedstawia zmiany prędkości podnoszenia w całym okresie badania.

Wnioski

Odczytując wykres, stwierdzamy że wysokość podciągania kapilarnego jest zależna od wielkości ziaren stanowiących szkielet gruntowy. Im większa średnica ziaren tym kanaliki są większe i tym podnoszenie wody w gruncie jest mniejsze. Gdy średnica ziaren jest mniejsza, to kanaliki w szkielecie gruntowym są również mniejsze, co powoduje że wysokość podciągania jest większa.

W przypadku pomiarów laboratoryjnych nie jest możliwe dokładne określenie kapilarności z powodu długiego czasu jaki jest potrzebny do całkowitego ustalenia się poziomu podciągania, więc zastosowaliśmy asymptotę na wykresie, która ma określać przybliżoną wartość kapilarności.