Filtracja i obliczanie współczynnika ściśliwości gruntu
- Szczegóły
Filtracją nazywamy ruch wody w skałach porowatych. Zdolność gruntów do przepuszczania wody pod ciśnieniem przez sieć kanalików utworzonych z jego porów nazywamy wodoprzepuszczalnością.
Lepkość wody jest zależna od temperatury, co uwzględnia stała Darcy'ego k. Wobec tego jako wartość charakterystyczną dla danego gruntu określającą jego wodoprzepuszczalność przyjęto stałą Darcy'ego dla wody o temperaturze 10°C (k10).
kT-stała Darcy'ego dla wody o temp. Do wyznaczenia stałej k w laboratorium służy rura Kamińskiego. Jest to aparat zbudowany ze szklanej rury otwartej z jednej strony, a zaślepionej filtrem z drugiej. Na filtrze umieszczona jest próbka przez którą filtruje się woda.
k = C de 2 (0,70 + 0,03 T ) [m.
k10-wskaźnik wodoprzepuszczalności w temp.
Przeczytaj także: Adsorpcja i Filtracja w Oczyszczalniach
Współczynnik ściśliwości Cc
Wskaźnik reprezentuje charakterystyczne odkształcenie przekonsolidowango gruntu:
gdzie:
- Δe - zmiana wskaźnika porowatości
- Δlogσef - zmiana naprężenia efektywnego
Typowy zakres wskaźnika ściśliwości zawiera się od 0,1 do 10. Przybliżone wartości dla jednorodnego piasku dla zakresu obciążenia od 95 kPa do 3926 kPa osiągają wartości od 0,05 do 0,06 dla stanu luźnego i od 0,02 do 0,03 dla stanu zagęszczonego. Dla iłów wartość ta wynosi 0,20.
Dla lekko prekonsolidowanych iłów i pyłów testowanych w stanie Louisiana w USA, Kaufmann i Shermann (1964) podają następujące wartości:
| Grunt | Efektywne naprężenie konsolidacyjne σcef [kPa] | Końcowe naprężenie efektywne w gruncie σef [kPa] | Wskaźnik ściśliwości Cc [-] |
|---|---|---|---|
| CL ił plastyczny | 160 | 200 | 0,34 |
| CL ił zwarty | 170 | 250 | 0,44 |
| ML pył o niskiej plastyczności | 230 | 350 | 0,16 |
| CH ił o wysokiej plastyczności | 280 | 350 | 0,84 |
| CH ił plastyczny z warstwami pyłu | 340 | 290 | 0,52 |
Prof. Juan M.Pestana-Nascimento (Uniwersytet Stanu Kalifornia w Berkeley) proponuje następujące typowe wartości wskaźnika ściśliwości Cc:
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
| Grunt | Wskaźnik ściśliwości Cc [-] |
|---|---|
| Normalnie skonsolidowane iły | 0,20 - 0,50 |
| Ił z pyłem z Chicago (CL) | 0,15 - 0,30 |
| Niebieski ił z Bostonu (CL) | 0,3 - 0,5 |
| Ił z Vickburga - suchy w grudkach (CH) | 0,3 - 0,6 |
| Szwedzki ił (CL - CH) | 1 - 3 |
| Kanadyjski ił z Ledy (CL - CH) | 1 - 4 |
| Ił z miasta Mexico (MH) | 7 - 10 |
| Iły organiczne (OH) | 4 i więcej |
| Torfy (Pt) | 10 - 15 |
| Organiczne pyły i pyły ilaste (ML - MH) | 1,5 - 4,0 |
| Osady z San Francisco (CL) | 0,4 - 1,2 |
| Ił ze starej zatokice San Francisco | 0,7 - 0,9 |
| Ił z Bangkoku (CH) | 0,4 |
Ponadto, istnieją empiryczne wyrażenia dostępne do wyznaczenia przybliżonych wartości Cc dla pyłów, iłów i gruntów organicznych. Jednakże, ich zastosowanie jest mniej lub bardziej lokalne:
| Grunt | Równania Według |
|---|---|
| Przekształcone iły | Skempton 1944 |
| Iły | Nishida 1956 |
| Iły brazylijskie | Cozzolino 1961 |
| Iły Nowy Jork | Terzaghi a Peck 1948 |
| Iły o niskiej plastyczności | Sowers 1970 |
| Iły i pyły z Taipei | Moh a kol. 1989 |
| Iły | Pestana 1994 |
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
tags: #filtracja #obliczanie #współczynnika #ściśliwości #gruntu
