- Phõn loại chi tiết đất hạt thụ:
Đ8 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ THẤM CỦA ĐẤT
8.1. XÁC ĐỊNH HỆ SỐ THẤM CỦA ĐẤT THEO PHƯƠNG PHÁP CỘT NƯỚC THAY ĐỔ
- Đối với đất rời: Áp dụng phương phỏp cột nước khụng đổi
8.1. XÁC ĐỊNH HỆ SỐ THẤM CỦA ĐẤT THEO PHƯƠNG PHÁP CỘT NƯỚCTHAY ĐỔI THAY ĐỔI
Phương phỏp này xỏc định hệ số thấm của đất dớnh bằng cỏch cho nước thấm qua tiết diện của mẫu đất theo phương thẳng đứng, từ dưới lờn trờn hoặc từ trờn xuống, dưới tỏc dụng của cột nước ỏp lực thay đổi. Sau đú, ỏp dụng định luật chảy tầng của Darcy để tớnh hệ số thấm của đất.
8.1.1. Dụng cụ, thiết bị thớ nghiệm
- Thiết bị thớ nghiệm thấm với cột nước thay đổi (thường gọi là hộp thấm Nam Kinh) (hỡnh 8.1)
- Nhiệt kế, đồng hồ bấm giõy, thước kẹp, cõn kỹ thuật, nước cất, dao gọt đất,...
Hỡnh 8.1: Sơ đồ thớ nghiệm thấm với cột nước thay đổi và hộp thấm Nam Kinh
Bỡnh cấp nước dụng tớch 5000cm3
; Hộp thấm; Ống đo ỏp; Ống dẫn nước a; b; c: Cỏc khúa van nước
h2 h1 h a b c
8.1.2. Cỏc bước tiến hành thớ nghiệm
• Bước 1: Xỏc định khối lượng, đường kớnh và chiều cao của dao vũng lấy mẫu đất. Tớnh dung tớch V (cm3) của dao vũng chớnh xỏc đến 0,1cm3
2.d .d V .h 4 π = (8.1) Trong đú: π - số pi (π = 3,1416)
d - đường kớnh trong của dao vũng (mm) h - chiều cao của dao vũng (mm)
Đo tiết diện ngang của ống đo ỏp, a (cm2)
Kiểm tra cỏc đầu ống nối, cỏc khúa van nước (đảm bảo kớn nước) Vệ sinh đỏ thấm, tấm kim loại đục lỗ
• Bước 2: Dựng mỡ bụi trơn mặt trong của dao vũng lấy mẫu. Cho mẫu
đất nguyờn dạng vào dao vũng (tương tự thớ nghiệm xỏc định khối lượng thể tớch tự
nhiờn của đất). Xỏc định γw , W của đất.
Lưu ý: Việc lấy mẫu đất vào dao vũng thớ nghiệm thấm phải đảm bảo khụng cú khe hở giữa thành dao vũng và đất, dự là nhỏ; nếu cú thỡ phải xử lý một cỏch cẩn thận. Và khi gạt bằng bề mặt 2 đầu mẫu, tuyệt đối khụng được miết đất làm lấp kớn cỏc lỗ hổng vốn cú của đất. Khụng được để dầu mỡ dớnh lờn bề mặt mẫu đất. Khi gạt bề mặt mẫu đất, nếu cú chỗ lừm do hạt to bị bong ra để lại, thỡ dựng vật liệu hạt nhỏ hơn lấp bự vào đú.
• Bước 3: Lắp dao vũng chứa mẫu vào hộp thấm. Lưu ý: Phải đảm bảo khi thớ nghiệm nước chỉ di chuyển trong mẫu, khụng rũ rỉ ra ngoài.
• Bước 4: Đuổi hết bọt khớ trong mẫu đất thớ nghiệm ra ngoài bằng cỏch đúng khúa b và mở nhẹ khúa a, c. Cho đến khi khụng cũn bọt khớ thoỏt ra mẫu thớ nghiệm thỡ khúa van c lại. Đồng thời, kiểm tra xem nước cú rũ rỉ ra ngoài hộp thấm khụng, nếu cú thỡ phải xử lý để khụng cho nước chảy ra ngoài.
• Bước 5: Vẫn khúa van c, mở nhẹ van b cho nước chảy từ từ vào ống đo ỏp . Khi mực nước trong ống đo ỏp dõng lờn đến độ cao cần thiết (khoảng 150- 200cm), thỡ lập tức khúa van cấp nước a lại, đồng thời bấm đồng hồ bấm giõy và ghi lại trị số cột nước ban đầu H1 (cm), theo dừi sự hạ thấp mực nước trong ống đo ỏp; khi mặt nước hạ xuống đến độ cao khoảng 50c, thỡ bấm dừng đồng hồ bấm giõy, ghi lại trị số cột nước H2 (cm), thời gian t thớ nghiệm (giõy) và nhiệt độ của nước T0C. Lặp lại thớ nghiệm và lấy số đo như vậy ớt nhất 3 lần, lấy trị số trung bỡnh của cỏc lần đo để tớnh toỏn hệ số thấm của đất.
8.1.3. Tớnh toỏn kết quả
Hệ số thấm của đất (Kth) được xỏc định theo cụng thức:
1th th 2 H 2,30.a.L K .log F.t H = (8.2)
Trong đú: a - tiết diện ngang của ống đo ỏp (cm2)
L - chiều cao (chiều dài đường thấm) của mẫu đất (cm) F - tiết diện ngang của mẫu đất (cm2)
H1 - chiều cao cột nước ban đầu trong ống đo ỏp (cm)
H2 - chiều cao cột nước trong ống đo ỏp sau thời gian thấm t (cm) t - thời gian thấm ứng với cột nước từ H1 hạ xuống đến H2 (giõy)
Bảng 8.1: Biểu mẫu thớ nghiệm thấm với cột nước thay đổi
Mụ tả mẫu: Tiết diện F: (cm2); Chiều cao L: (cm) Tiết diện ống đo ỏp: (cm2) Hộp thấm số:
Thời gian thớ nghiệm Chiều cao cột nước
trong ống đo ỏp Nhiệt độ của nước T0C Hệ số thấm Kth (cm/s) Hệ số thấm trung bỡnh Kth.tb (cm/s) Bắt đầu Kết thỳc Thời gian
thấm t (s)
Ban đầu H1 (cm)
Kết thỳc H2 (cm)