ГОСТ 25584-90
Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ

МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ

ГОСТ 25584—90

_____________________________________________________________________

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ

Методы лабораторного определения Гост

коэффициента фильтрации 25584-90

Soils.

Laboratory methods for determination

of filtration factor

ОКСТУ2009

Дата введения01.09.90

Настоящий стандарт распространяется на песчаные, пылеватые, глинистые грунты и устанавливает методы лабораторного определения коэффициента фильтрации при исследованиях грун­тов для строительства.

Стандарт не распространяется на песчаные, пылеватые и гли­нистые грунты в мерзлом состоянии и не устанавливает коэффи­циент фильтрации при химической суффозии грунтов.

Пояснения к терминам, применяемым в стандарте, приведены в приложении1.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.Коэффициентом фильтрации называют скорость фильтра­ции воды при градиенте напора, равном единице, и линейном за­коне фильтрации.

1.2.Коэффициент фильтрации определяют на образцах нена­рушенного (природного) сложения или нарушенного сложения

заданной плотности.

1.3.Отбор, упаковка, транспортирование образцов грунта не­нарушенного сложения должны производиться по ГОСТ12071.

1.4.Для определения коэффициента фильтрации песчаных грун­тов нарушенного сложения следует применять образцы, высушен­ные до воздушно-сухого состояния

Коэффициент фильтрации песчаных грунтов, применяемых в дорожном и аэродромном строительстве, определяют по указаниям приложения 5 на образцах нарушенного сложения при максимальной плотности и оптимальной влажности.

(Измененная редакция, Изм. № 1)

1.5.Максимальный размер частиц песчаных грунтов не должен превышать1/5 внутреннего диаметра прибора для определения ко­эффициента фильтрации.

1.6.Коэффициент фильтрации песчаных грунтов определяют при постоянном заданном градиенте напора с пропуском воды сверху вниз или снизу вверх, при предварительном насыщении образца грунта водой снизу вверх.

Коэффициент фильтрации пылеватых и глинистых грунтов определяют при заданных давлении на грунт и переменном гра­диенте напора с пропуском воды сверху вниз или снизу вверх, при предварительном насыщении образца грунта водой снизу вверх без возможности его набухания.

1.7.Для насыщения образцов грунта и фильтрации применяют грунтовую воду с места отбора грунта или воду питьевого качества.В случаях, устанавливаемых программой исследований, допускается применять дистиллированную воду.

1.8.Образцы грунта взвешивают на лабораторных весах с погрешностью ±0,01 г.

1.9.Результаты определения коэффициента фильтрации должны сопровождаться данными о гранулометрическом составе по ГОСТ12536, влажности, плотности частиц, плотности сухого грунта,границе текучести и раскатывания по ГОСТ 5180,степени влажности и коэффициенте пористости.

1.10.Количество частных определений коэффициента фильтрации для каждого инженерно-геологического элемента (слоя грунта)должно составлять не менее шести.

Количество частных определений коэффициента фильтрации грунта допускается уменьшать при наличии одноименных определений в материалах предыдущих испытаний, выполненных на той жеплощадке для того же инженерно-геологического элемента.

1.11.Нормативные значения коэффициента фильтрации для каждого инженерно-геологического элемента (слоя грунта) устанавливают методом статистической обработки результатов частных определении по ГОСТ 20522.Расчетные значения коэффициентов фильтрации следует принимать равными нормативным.

1.12.В процессе подготовки, проведения и обработки резуль­татов испытаний образцов грунта ведут журналы по формам, приведенным приложениях2 и3.

2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ

2.1.Оборудование и приборы

2.1.1.В комплект оборудования для определения коэффици­ента фильтрации должны входить: прибор КФ-ООМ;

Весы лабораторные квадратные (ВЛК) или лабораторные об­щего назначения по ГОСТ 24104 с комплектом гирь к ним по ГОСТ 7328;

термометр с погрешностью измерения не более0,5 °С по ГОСТ 28498-90;

секундомер;

нож из нержавеющей стали с прямым лезвием;

лопатка;

пресс винтовой;

пластины плоские с гладкой поверхностью (из стекла, плек­сигласа или металла).

(Измененная редакция, Изм. № 1)

2.1.2.В состав прибора КФ-ООМ, конструкция которого приве­дена на чертеже, должны входить:

фильтрационная трубка, состоящая из прямого полого цилинд­ра внутренним диаметром56,5 мм и высотой100 мм с заостренны­ми краями, перфорированного дна с отверстиями размером (2х2)мм (или диаметром2 мм) и муфты с латунными сетками, мерного стеклянного баллона объемом140 см³и высотой110— 115 мм со шкалой объема фильтрующейся жидкости; телескопи­ческое приспособление для насыщения грунта водой и регулиро­вания градиента напора, состоящее из подставки, подъемного вин­та, планки со шкалой градиентов напора от0 до1 ценой деления 0,02;корпус с крышкой.

Примечание. Для определения коэффициента фильтрации допуска­ется применять приборы, конструкция которых подобна КФ-ООМ (КФ-01, ПКФ-З Союздорнии, ФВ-З).

2.1.3.Цилиндр, планка со шкалой градиентов напора, сетки. подъемный винт должны изготавливаться из некоррозирующегося металла.

2.1.4.Измерительные приборы, применяемые для определения коэффициента фильтрации грунтов, должны поверяться в соответ­ствии с технической документацией.

2.2. Подготовка к испытанию

2..2.1.К испытанию грунт следует подготавливать в следующей последовательности:

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

из корпуса прибора извлекают фильтрационную трубку и раз­бирают ее;

заполняют цилиндр испытываемым грунтом в соответствии с порядком, установленным в пп.2.2.2, 2.2.4;

в корпус наливают воду и вращением подъемного винта подни­мают подставку до совмещения отметки градиента напора на планке с верхним краем крышки корпуса;

устанавливают цилиндр с грунтом на подставку и вращением подъемного винта медленно погружают в воду, содержащуюся в корпусе, до отметки градиента напора0,8 и оставляют его в та­ком положении до тех пор, пока грунт увлажнится. В процессе водонасыщения грунта поддерживают постоянный уровень воды у верхнего края корпуса;

1 — цилиндр;2— муфта;3 —перфорированное дно;

4 — латунная сетка: 5— подставка;6-корпус;

7 —крышка; 8— подъемный винт; 9— стеклянный

баллон со шкалой объема фильтрующейся жидкости;

10—планка со шкалой градиентов напора;

11—испытуемый образец грунта

помещают на образец грунта латунную сетку, одевают на цилиндр; муфту, вращением подъемного винта опускают фильтрационную трубку в крайнее нижнее положение и оставляют на 15мин.

2.2.2.Заполнение цилиндра испытываемым грунтом ненару­шенного сложения выполняют в следующем порядке.

3apанеeвзвешенный цилиндр ставят заостренным краем на выровненную поверхность грунта и винтовым прессом (или рукой) слегка вдавливают его в грунт, обозначая границы будущего об­разца для проведения испытаний;

грунт у заостренного края цилиндра (с внешней его стороны) срезают острым ножом в виде столбика диаметром на0,5—1 мм больше диаметра цилиндра и высотой примерно10 мм. Одновре­менно, по мере срезания грунта, легким надавливанием пресса постепенно надвигают цилиндр на грунт, не допуская перекоса, до полного заполнения цилиндра. В грунт, из которого не удается вырезать столбик, цилиндр вдавливают;

верхний торец, образца грунта зачищают ножом вровень с краями цилиндра и накрывают заранее взвешенной пластинкой;

подхватывают цилиндр с грунтом снизу лопаткой, перевертывают его, зачищают нижний торец образца грунта вровень с края­ми цилиндра и также накрывают заранее взвешенной пластинкой:

взвешивают цилиндр с образцом грунта и покрывающими его пластинками;

определяют плотность грунта по ГОСТ5180;

2.2.3.Надевают на цилиндр с образцом грунта дно с латунной сеткой, покрытой кружками марли.

2.2.4.Заполнение цилиндра грунтом нарушенного сложения выполняют в следующем порядке:

на цилиндр надевают дно с латунной сеткой, покрытой круж­ком марли;

наполняют цилиндр грунтом, подготовленным в соответствии с п. 1.4,через верх слоями толщиной1—2 см;

необходимую массу грунта (m) в граммах вычисляют по фор­мулам:

(1)

гдеV—объем цилиндра, см³;

r—заданная плотность, г/см³;

w— влажность грунта, доли единицы;

r_S,— плотность частиц грунта, г/см³

е— коэффициент пористости.

Если грунт массой m не укладывается в цилиндр, то его уплот­няют трамбованием.

2.2.5.Заполнение цилиндра испытываемым грунтом в предель­но рыхлом и предельно плотном состоянии выполняют в следую­щем порядке:

цилиндр с дном и латунной сеткой, покрытой кружком марли, взвешивают;

для получения образца в предельно рыхлом состоянии цилиндр заполняют грунтом, насыпая его с высоты5—10 см без уплотне­ния, в предельно плотном состоянии— слоями толщиной1—2 см с уплотнением каждого слоя трамбованием;

зачищают поверхность образца грунта вровень с краями ци­линдра и взвешивают цилиндр с грунтом; определяют плотность грунта по ГОСТ5180.

2.3.Проведение испытания

2.3.1.Коэффициент фильтрации грунта определяют в следую­щем порядке:

вращением подъемного винта устанавливают цилиндр с грун­том до совмещения отметки необходимого градиента напора напланке с верхним краем крышки корпуса и доливают воду в кор­пус до верхнего его края. Испытания проводят при поэтапном увеличении значений градиента напора;

замеряют температуру воды;

заполняют мерный стеклянный баллон водой и, закрывая пальцем его отверстие, опрокидывают отверстием вниз,, подносят возможно ближе к цилиндру с грунтом и, отнимая палец, быстро вставляют в муфту фильтрационной трубки так, чтобы его гор­лышко соприкасалось с латунной сеткой, а в баллон равномерно поднимались мелкие пузырьки воздуха. Если в мерный баллон прорываются крупные пузырьки воздуха, то его необходимо опус­тить ниже, добившись появления мелких пузырьков;

отмечают время, когда уровень воды достигнет деления шкалы мерного баллона, отмеченного цифрой10 (или20) см³принимая это время за начало фильтрации воды. В дальнейшем фиксируют время, когда уровень воды достигнет соответственно делений20, 30, 40, 50 (или20, 40, 60, 80) см³или других кратных значений. Производят четыре отсчета.

4. Обработка результатов

2.4.1. Коэффициент фильтрации К₁₀, м/сут, приведенный к ус­ловиям фильтрации при температуре 10°С, вычисляют по формуле

(2)

гдеV_w— объем профильтровавшейся воды при одном замере, см³;

t_m—средняя продолжительность фильтрации (по замерам приодинаковых расходах воды), с;

A—площадь поперечного сечения цилиндра фильтрационной трубки,см²,

J— градиент напора;

Т=(0,7+0,03 Тф)— поправка для приведения значения коэф­фициента фильтрации к условиям фильтрации воды при температуре10°С, где Т_ф—фактическая температура воды при испытании, °С;

864 —переводной коэффициент (из см/с в м/сут).

2.4.2.Коэффициент фильтрации вычисляют до второй значащей цифры.

2.4.3.Для расчета коэффициента фильтрации следует составлять таблицу расчетных данных для постоянного расхода воды из ци­линдра определенной площади поперечного сечения при различ­ных градиентах напора и температуре.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ ПЫЛЕВАТЫХ И ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ

3.1. Оборудование и приборы

3.1.1 В комплект оборудования для определения коэффициента фильтрации глинистых грунтов должны входить:

компрессионно-фильтрационный прибор, позволяющий прово­дить испытания под нагрузкой при переменном напорном градиен­те;

весы лабораторные квадрантные (ВЛК.) или общего назначения по ГОСТ24104 с комплектом ГОСТ 7328;

термометр с погрешностью измерения не более 0,5°С по ГОСТ 28498-90;

секундомер;

нож из нержавеющей стали с прямым лезвием;

лопатка;

пресс винтовой;

пластины плоские с гладкой поверхностью (из стекла, плекси­гласа или металла).

(Измененная редакция, Изм. № 1)

3.1.2.В состав компрессионно-фильтрационного прибора дол­жны входить:

поддон с емкостью для воды и штуцером с боковой стороны; кольцо (цилиндр) для образца грунта с заостренным нижним краем;

металлические фильтры, обеспечивающие свободное поступ­ление воды к образцу и ее отвод;

насадку (крышу) на кольцо;

пьезометр диаметром0,4 см (при быстрой фильтрации до1 см, при медленной— 0,1—0,2 см), соединенный с прибором через штуцер и тройник; при наличии в приборе двух пьезометров диа­метр их должен быть одинаковым.;

арретир— приспособление для предотвращения набухания об­разца грунта при его насыщении водой;

индикатор с ценой деления шкалы0,01 мм для измерения вер­тикальных деформаций образца грунта;

механизм вертикальной нагрузки на образец.

3.1.3. Конструкция компрессионно-фильтрационного прибора должна обеспечивать:

герметичность всех стыков прибора;

отсутствие защемленных пузырьков воздуха;

создание заданного градиента напора (до100);

подачу воды к образцу грунта снизу вверх или сверху вниз и

отвод ее;

центрированную передачу нагрузки на образец грунта;

передачу на образец грунта давления ступенями;

постоянство давления на каждой ступени;

неподвижность кольца с грунтом при испытаниях;

измерение вертикальных деформаций грунта с точностью 0,01мм;

нагрузку на образец, создаваемую фильтром, измерительным оборудованием и неуравновешенными деталями не более 0,0025МПа.

3.1.4.Части прибора, соприкасающиеся с водой, должны быть изготовлены из некоррозирующегося материала.

3.1.5.Компрессионно-фильтрационные приборы необходимо та­рировать не реже одного раза в год.

Индикаторы должны подвергаться поверкам в соответствии с технической документацией.

3.2.Подготовка к испытанию