Расчет коэффициента фильтрации песка эксель
Обновлено: 07.07.2024
В связи с обилием вопросов, поступающих мне на почту, указанную в описании канала, а в последнее время - и в мессенджер Яндекса, у меня сложилось впечатление, что статья 2017 года, подробно рассказывающая об определении коэффициента фильтрации , достаточно сложна для восприятия.
Поэтому я решил написать более короткую статью, особо остановившись на тех ошибках, которые встречаются наиболее часто.
Зачем вообще нужен этот замер?
Если вы для автономной канализации своего дома решили построить (после септика, разумеется) фильтрующее в грунт сооружение , то для определения его типа и размеров, этот замер просто необходим .
И вот тут возникает непонимание. В каком месте делать замер и на какой глубине?
Замер нужно делать там, где предполагается строить фильтрующее сооружение, а не в отдаленности от этого места . Не стоит уподобляться герою известного анекдота, который искал потерянные ключи под фонарём, а не там, где он их потерял. Под фонарём же светлее.
С глубиной шурфа для замера необходимо соблюсти два условия:
- глубина шурфа должна примерно соответствовать низу основания планируемого фильтрующего сооружения;
- дно шурфа не должно быть ближе 1 метра от уровня грунтовых вод (УГВ).
Если второе условие выполнить невозможно по причине слишком высокого УГВ, замер делается на поверхности грунта (снимается дерн и откапывается приямок для замера).
Приямок для замера делается прямоугольным или круглым, это не принципиально. Важно другое - он должен быть ровным , а не просто ямкой произвольной формы, его размеры следует сразу записать на листе бумаги, это понадобится для дальнейших вычислений.
Первая РАСПРОСТРАНЕННАЯ ОШИБКА - залить в шурф воду и ждать, когда она полностью впитается.
Так делать нельзя, необходимо поддерживать постоянный уровень воды в приямке (обычно это 10 см воды), периодически подливая воду и записывая, сколько подлили.
В результате замеров должна получиться табличка (удобно делать в Экселе, но можно и на бумажке) следующего вида:
И так далее, пока минимум три часа подряд не будет получаться примерно одинаковая величина подливаемого в час объема воды при постоянном уровне воды в приямке.
Здесь следует понимать, что подливать нужно не один раз в час, а несколько, стараясь поддерживать постоянный слой воды 10 см в приямке.
Если вы делали записи в Экселе, можно построить график, он будет выглядеть примерно так:
Далее, зная площадь дна и стенок приямка на высоту слоя воды (обозначим её Y), вычисляем коэффициент фильтрации, используя простую пропорцию:
через площадь Y квадратных метров - впитывается за час N литров воды
через 1 квадратный метр - впитывается за сутки 1хN/Yх24 литров воды
Далее, открываем стандарт СТО НОСТРОЙ 2.17.176-2015 и по таблице 1 находим допустимую нагрузку по сточным водам на квадратный метр площади фильтрующего сооружения, соответствующую вычисленному коэффициенту фильтрации.
Вторая РАСПРОСТРАНЕННАЯ ОШИБКА - не делать замер вообще, определить на глаз , что у вас (допустим) суглинок, и искать по таблице нагрузку для суглинка.
Суглинки бывают очень разные, разброс величин коэффициента фильтрации для них весьма велик.
Третья РАСПРОСТРАНЕННАЯ ОШИБКА - поручить замер наемным работникам, сторожу, или любому другому, не сведущему в вопросе человеку. Обязательно накосячат. Делайте замер самостоятельно, это очень важно для последующей долгой и беспроблемной работы фильтрующего сооружения.
Четвертая РАСПРОСТРАНЕННАЯ ОШИБКА - в песчаных грунтах стенки приямка оплывают во время замера , площадь фильтрации начинает меняться, точных результатов не получить.
В этом случае необходимо укреплять стенки приямка дощечками, а в расчет принимать только площадь дна приямка.
Господа корифеи .
Дали нам проект к тендеру. А там 5 котлованов общей площадью 16000 м, первый пласт грунта ИГЭ -1 в среднем толщиной 3 метра и
приписочка в рекомендациях -" Для расчета возможных притоков грунтовых вод в строительный котлован рекомендуется принимать коэфициент фильтрации для ИГЭ- 1 - 2,82 м/ сутки.
Грунт насыпной, техногенный, лежит лет 70. Грунтовые воды встречаются уже на глубине 1.5 метра.
Ответьте пожалуйста, значит ли это что в котлован будет стекать количество воды = h(3м.) х 2.82м/сут. х L (периметр котлована).
Мы же там утонем к ипенемать.
[ATTACH]1157034076.rar[/ATTACH]
GEODATA Engineering S.p.A.
Грунтовые воды это верховодка, или установившийся напорный уровень грунтовых вод?В случае с верховодкой в большинстве случаев обычного дренажа хватает, особенно если нулем заниматься в нужный момент. Напорный уровень это либо:
- стена в грунте
- шпунт Ларсена
- буросекущиеся сваи
Все это с с заглублением в водоупор.
Либо как другое решение система водопонижения.
В проекте говорится что : Гидрогеологические условия изысканий определяются первым от поверхности водоносного гормзонта в современнных техногенных (насыпных ) и пролювиальных - делювиальных отложениях. Основное питание водоносный горизонт получает за счет инфильтрации в грунты атмосферных осадков, в меньшей степени - от перетоков из низлежащих слабонапорных водоносных горизонтов. Максимальный УПВ залегает на глубине 0-2м.
За максимальный прогнозный 1% обеспеченности УПВ принимается уровень на 1.0 м выше замеренного. И еще - Участок изысканий относится к подтопленной территории.
Вот и вся музыка.
GEODATA Engineering S.p.A.
Обычная верховодка, обычного внутриплощадочного дренажа по дну котлована мне кажется будет достаточным.а существует и второй уровень грунтовых вод, он распологается не ниже дна котлована, если да, тогда конечно желательны варианты перечисленные выше.
Конкретные цифры по притоку воды в котлован можно посчитать в Plaxis Flow.
Спасибо за ответ !
Нижние слои не мешают. А посчитать нет возможности. Надо будет искать проектантов.
Практически я сталкивался с подтоплением котлованов только на севере в летний период. Но там встречались целые озерца подтаявшей воды.
Придется наверное принимать решения по ходу пьесы.
_______________________________________________________
Заглянем в будущее. нам в нем жить.
Спасибо. Добрый день. Народ, подскажите пожалуйста как принять коэффициент фильтрации слежавшегося насыпного грунта, состоящего из песка, супеси, строительного мусора, если о нём ничего в геологии нет. Так а его никто определить и не сможет. Геологи маловероятно что будут подписываться, да и по смыслу грунт то не однородный, а коэффициент фильтрации имеет смысл для более менее однородного грунта. Строительный мусор - вообще непонятная вещь, там могут быть и мелкие камушки, и в тоже время кирпич может быть, и где что конкретно лежит никто тоже не знает. Другими словами сплошная эзотерика и гадание на звездах.
Насколько понимаю речь идет о задаче определения притока воды в котлован. Если так то можно принять с запасом 5-10 м/сутки, думаю будет достаточно. Если так то можно принять с запасом 5-10 м/сутки, думаю будет достаточно. На чём основано ваше мнение, мне правда интересно? Вообще-то цифра нужна для расчёта показателей дренажа
ну так по опыту, но думаю что будет вообще 3-5 м/сутки, если песок да супесь там имеются, но для подстраховки 10 м/сутки должно хватить + еще локальные зоны (где мусор может быть крупный) а так как
Вообще-то цифра нужна для расчёта показателей дренажа как принять коэффициент фильтрации слежавшегося насыпного грунта, состоящего из песка, супеси, строительного мусора Достаточно много таблиц с "ориентировочными значениями Кф" для разных грунтов. Но они именно ориентировочные, так как Кф, как скорость фильтрации при градиенте напора =1, как мера водопроницаемости грунта зависит от многих факторов. Кроме основного закона Дарси, на котором основано уравнение линейного закона фильтрации существует нелинейный закон фильтрации, который действует при турбулентном режиме фильтрации (например в крупнообломочных грунтах). Водопроницаемость грунта определяется многими факторами (состав грунта,открытая, активная пористость, структура, текстура, диаметр и форма частиц, величина напорного градиента, температура. )В песчаных, крупнообломочных, насыпных грунтах большое значение имеет степень однородности их ганулометрического состава и количество глинистого, суглинистого. заполнителя. В однородном по гранулометрическому составу грунте поры больше, чем в неоднородном, соответственно и Кф однородных больше. Тоже и с количеством глинистого, суглинистого, супесчаного. заполнителя в крупнообломочном дисперсном грунте.
Примеры таблиц с ориентировочными значениями Кф: grey_coyote, Шмидт спасибо вам большое, вы мне очень помогли.
Кто силён в гидрогеологии, просветите, пожалуйста!
Откопали шурф и УГВ поднялся за час до своего установившегося значения (примерно совпадает с данными отчёта по ИГИ). Глубина шурфа 3 метра, столб воды в шурфе поднялся на 1 метр за час. Значит ли это, что коэффициент фильтрации грунта будет 1 м/час ??
По справочным данным отчёта по ИГИ Кф=0,2 (суглинок ИГЭ-1). Воды безнапорные, питание за счёт инфильтрации осадков. Насколько могу судить по геологическому разрезу, глина ИГЭ-3 является водоупором (Кф=0,06 м/сутки по отчёту), а грунтовые воды - верховодка.
Посчитал водоприток по различным методикам (пособие к СНиП, по чистому Дарси, Форхгеймеру) для шурфа 1,5х2,4х3(h) метра. Получил приток от 2 до 3 м3/сутки. В реалиях же приток 3,0-3,6 м3 за час, но потом он стоит на этом уровне сутки никуда не движется.
Конечная задача - определить приток к кольцевому траншейному дренажу вокруг котлована. Смущает разница в притоке по теоретическим предпосылкам и в реальности.
Грунтовые воды на период июль-август 2018 пройденными выработками вскрыты на глубине 1,3-3,4м (абс.отм. 2,55-4,95м) и установились на глубине 0,9-2,3м (абс.отм. 3,65-5,35 м).
Подземные воды безнапорные. Питание горизонта грунтовых вод происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков. Сезонные колебания уровня подземных вод составляют до 1,5-2,0 м.
Исследуемая площадка согласно приложения И СП 11-105-97, часть II, с учетом заглубления свай относится к категории I-А-1 «Постоянно подтопленные».
Коэффициент фильтрации делювиальных суглинков, песков и глин приведен по «Справочнику техника-геолога по инженерно-геологическим и гидрогеологическим работам»: ИГЭ-1 Кф=0,20 м/сут, ИГЭ-2 Кф=0,27 м/сут, ИГЭ-3 Кф=0,06 м/сут, ИГЭ-4 Кф=4,5 м/сут.
По роду своей деятельности большинство специалистов, задействованных в области инженерных изысканий, и инженеры-геологи в частности, сталкиваются с большим количеством данных. Такие данные для удобства иногда располагаются в таблицах, которые можно наблюдать, к примеру, в нормативной документации. Но порой массива данных бывает недостаточно для получения необходимых значений и здесь на помощь в некоторых случаях может прийти такой математический инструмент, как интерполяция.
Поэтому возникла идея подготовки и публикации данного материала. В нем рассмотрена одна из возможностей использования программы Excel для нахождения промежуточных значений, которая входит в стандартный пакет MS Office, установленный в большинстве компаний.
Вы научитесь делать это самостоятельно, создадите свой файл с расчетами, оцените все его преимущества и сведете к минимуму так называемый человеческий фактор. Сам материал изложен общедоступным языком, а формулы упрощены для лучшего их понимания.
Все примеры приводятся в русскоязычной версии MS Office Excel 2013, однако и в более ранних большинство формул должно работать, возможно, за исключением тех, в которых будет задано большое количество условий.
Введение
Интерполяция – в вычислительной математике способ нахождения промежуточных значений величины по имеющемуся дискретному набору известных значений. И в университете, на парах математики вы с ней скорее всего знакомились.
Вариантов интерполяции существует некоторое множество, но мы будем рассматривать именно линейную интерполяцию, которую в Excel можно выполнять с помощью функции ПРЕДСКАЗ. Стоит отметить, что сама эта функция имеет более широкие возможности.
Сначала мы будем использовать не все данные из этой таблицы, а только часть. Например – значения moed для супесей при коэффициенте пористости e 0,65-0,75. Создайте такую же таблицу в Excel. Обратите внимание, что содержимое должно соответствовать тем же строкам и столбцам, что и в примере.
На оси X в данном случае будут располагаться значения коэффициента пористости e , а на оси Y – коэффициента moed , соответственно. Посаженные по координатам точки будут соединены отрезком, который мы условно обозначим ab (рис.1).
Давайте представим, что нам необходимо найти moed для супеси с коэффициентом пористости 0,7. Для этого от числа 0,7 на оси X мы проведем параллельную оси Y линию fc до нашего отрезка. Затем от точки пересечения проведем к оси Y уже параллельно оси X линию cd . И получим значение moed – 2,3 графику (рис. 2).
Это графический способ. Математически формула линейной интерполяции в данном случае выглядит так:
где Y0=2,1; Y1=2,5; X=0,7; X0=0,75; X1=0,65
На рисунке 3 приведена диаграмма с соответствующими обозначениями.
Подставив все эти значения в формулу, получаем:
Y – есть наше искомое значение moed для коэффициента пористости 0,70, которое для супеси равно 2,3.
Удобен ли такой расчет на листе бумаги? Не очень, т.к. отнимает много времени. Однако уже хорошо, что он вообще выполняется.
На данный момент, когда уже понятно, как выглядит линейная интерполяция графически и как она рассчитывается математически, для упрощения используем функцию ПРЕДСКАЗ, которая может сделать то же самое для двух наших значений e и соответствующих им moed .
Сама функция в Excel имеет следующий вид:
ПРЕДСКАЗ(x;известные_значения_y;известные_значения_x)
Возвращаемся к нашему примеру и в ячейку M5 запишем известное значение коэффициента пористости – 0,70, а в ячейку N5 впишем следующую формулу:
=ПРЕДСКАЗ(M5;M3:N3;M2:N2)
Нажмем Enter. В результате в ячейке N5 получим значение 2,3, которое соответствует нашему искомому коэффициенту moed . Изменяя значение в ячейке M5 от 0,65 до 0,75, вы будете получать в соответствии с ним новые значения в ячейке N5 (рис. 4).
Теперь полностью автоматизируем расчеты и разберем на примерах различные варианты. Для каждого из них создадим отдельный лист в книге Excel.
Важно! Все значения должны быть размещены в тех же строках и столбцах, что и в примерах.
Пример 1. Получение коэффициента moed
Так как зависимость значений в таблице не линейная и это наглядно видно, если построить по ним все ту же диаграмму и выполнить линейную аппроксимацию (рис. 6, 7, 8), мы не можем взять сразу весь массив данных.
Поэтому сначала выберем по два значения, внутри диапазона которых будет проведена интерполяция. А затем сделаем это для всех данных из таблицы по очереди.
Далее будет указано, в какую ячейку, какое содержимое вписывать. Формат ячеек может быть, как общий, так и числовой.
Затем для большего удобства сделаем выбор типа грунта из выпадающего списка. Для этого:
Выберите ячейку B2
Остается только получить нужный результат. Впишите формулу в ячейку B6:
Если вы все сделали правильно, то ваш лист Excel должен иметь следующий вид (рис. 11):
Стоит отметить, что добиться подобного можно и другими способами. Например, используя связку функций Excel: ГПР, ИНДЕКС и ПОИСКПОЗ. При этом не потребуется интерполировать всю таблицу, а условных операторов будет меньше. Рассмотрим этот вариант ниже.
Пример 2. Получение расчетного сопротивления глинистых непросадочных грунтов
Далее будет указано, в какую ячейку, какое содержимое вписывать. Формат ячеек может быть как общий, так и числовой.
Остается только получить R0 . Для этого впишите такую формулу в ячейку B5 :
В результате лист Excel должен иметь следующий вид (рис. 13).
Как можно заметить, в этом примере для того чтобы не выполнять поочередную интерполяцию всех значений таблицы, были использованы функции ВПР, ИНДЕКС и ПОИСКПОЗ, что значительно упростило задачу. Изменяя тип грунта, а так же значения в ячейках B3 и B4 , вы неизменно получите значение расчетного сопротивления в ячейке B5 .
Пример 3. Косвенный метод определения плотности p песков по результатам статического зондирования
В качестве альтернативы лабораторному методу определения плотности природного сложения аллювиальных и флювиогляциальных песков, залегающих на глубине до 6 м, Л.Г. Мариупольским была предложена возможность определения p с помощью результатов статического зондирования, природной влажности ( W ) и плотности частиц грунта ( ps ). Сопоставив 171 определение коэффициента пористости е , полученного в лабораторных условиях из ненарушенных образцов проб песка с сопротивлением конусу ( qc ) зонда II типа этих же грунтов, выведена следующая корреляционная зависимость:
где 1 – это 1 МПа.
По утверждениям автора, коэффициент корреляции для такой зависимости составил 0,74, а среднее квадратическое отклонение – 0,09. Причем гранулометрический состав в таком случае практически не влияет на точность определения e .
Исходя из вышесказанного, получена формула количественного определения плотности p таких песков:
ps - плотность частиц грунта;
W - влажность грунта;
e – коэффициент пористости.
Если подставить в эту формулу коэффициент пористости, то получится следующее:
Т.к. для определения W и ps нет необходимости отбирать образцы ненарушенной структуры, то, по утверждениям автора, точности результатов p по данной формуле достаточно для расчетов оснований свайных фундаментов.
В следствии этого была представлена таблица, в которой приведены значения плотности p песков в зависимости от их qc и W .
Таблица 1. Значения плотности песков p в зависимости от сопротивления конусу зонда qc и влажности W по Мариупольскому
Для расчета значений в этой таблице, плотность частиц песков принималась, как средняя, ps =2,65 г/см 3 .
Это было небольшое отступление. В данном примере не рассматривается вариант применения такого расчета для определения плотности песков. Цель – показать возможность интерполяции по двум неизвестным, для которого хорошо подходит такая таблица.
Теперь перенесем ее на новый лист Excel. Чтобы еще немного усложнить задачу, расположим значения в строке qc от большего к меньшему. Соответственно, значения p тоже перенесем (рис. 14).
Далее ход действий такой же, как и в предыдущих примерах. Формат ячеек может быть, как общий, так и числовой.
Теперь обработаем результаты, а заодно рассчитаем такие показатели, как плотность сухого грунта pd , коэффициент пористости e и коэффициент водонасыщения Sr .
Дополнительно, помимо простой интерполяции, выполним расчет p по тем формулам, которые указывались выше:
Теперь, лист Excel у вас должен иметь следующий вид (рис. 15)
Изменяя значения в ячейках B1 , B2 и B3 , вы будете получать значения как по результатам интерполяции таблицы, так и по результатам расчета. Как вы можете заметить, они немного отличаются. Расчетные более точные, в том числе и потому, что указывается реальная плотность частиц, полученная в результате лабораторных исследований.
Выводы
В статье были предложены некоторые варианты для поиска и интерполяции значений. Конечно, их гораздо больше. Но уже с помощью этой информации вы самостоятельно сможете интерполировать любые таблицы или значения, которые найдете в нормативной документации или полученные в результате исследований. Без использования специального программного обеспечения, созданного для целей обработки геологической информации, можно вполне обойтись MS Office Excel.
Коэффициент фильтрации обозначает скорость, с которой жидкость проходит через почву; он равен скорости прохождения жидкости при единичном напоре, а измеряется в метрах за сутки. Обычно при расчетах применяют пометку К10, то есть КФ жидкости при десяти градусах по Цельсию.
Чаще всего рассчитывают коэффициент фильтрации при работах в области дорожного и аэродромного строительства, при установке дренажа, ведь КФ должен составлять минимум один или два метра в сутки.
Итоговая величина покажет расстояние, которое жидкость пройдет сквозь определенный слой песка за день. Если показатель будет меньше единицы, значит, песок не очень качественный.
ГОСТ, регламентирующий расчет коэффициента фильтрации песка
Для определения коэффициента фильтрации применяют методы, описанные в ГОСТ 25584-2016. Думаю, об основных моментах проведения этой процедуры стоит рассказать подробнее.
От чего зависит показатель фильтрации
Коэффициент фильтрации песка является одним из решающих факторов при оценке его качества и проникающей способности. В зависимости от отрасли и цели выбирают вид песка, поэтому данный показатель очень важен.
Если он будет максимальным, значит, песок почти идеально чистый, то есть без примесей и глины: если песчинки будут большими, а в составе не будет примесей, то он будет не таким прочным, что, бесспорно, является значительным преимуществом. Если песок относится к такому типу, то жидкость будет проходить без каких-либо трудностей. Благодаря этому можно использовать цементный раствор при масштабной стройке.
Если этот коэффициент будет слишком низким, то есть материал содержит глину и большие песчинки, то водонепроницаемость повышается, и вода будет плохо проходить через глину. Такой песок является прочным, в связи с чем используется лишь в узких сферах. Это связано именно с водой, так как она применяется для создания всех растворов, а из-за глины и прочих частичек она плохо проходит.
Характеристики
Коэффициент проникновения воды за сутки у карьерного песка может колебаться в пределах от полуметра до семи метров за сутки, но этот коэффициент средний, в связи с чем подобный песок непригоден для крупного строительства.
Большую ценность представляет намытый песок, который очищают под напором воды. Таким нехитрым способом из него вымывают всю глину и примеси. Коэффициент фильтрации может колебаться в пределах от пяти до двадцати метров в сутки.
Размер песчинок обычно не превышает два с половиной миллиметра. Этот песок обычно используют в работе, когда наличие глины строго противопоказано.
Для ремонта и отделочных работ стоит выбирать песок размером до двух миллиметров. Он пропускает от одного до десяти метров за двадцать четыре часа.
Конечно же, эти факторы отражаются на цене песка.
Оборудование для определения коэффициента фильтрации песка в лаборатории
Стоит взять четыреста пятьдесят граммов песка, который просеяли через сито с пятимиллиметровыми отверстиями. Потом песок увлажняют и держат в эликсаторе как минимум два часа. Количество жидкости, которое нужно для увлажнения почвы до нормальной влажности, высчитывают по формуле:
После из пробы, которая была подготовлена для определения коэффициента фильтрации песка влажного грунта, необходимо отобрать навеску массой m1. Для величины навески так же необходимо использовать формулу:
Навеску необходимо разделить на три части и последовательно уложить в трубку фильтрационного прибора. Каждую часть необходимо тщательно уплотнить с помощью трамбовки. Для этого делают сорок ударов груза с высоты в тридцать сантиметров. При укладке новой порции старую необходимо разрыхлить ножом на пару сантиметров. Расстояние от верхнего края трубки до поверхности уплотненного грунта обычно измеряют линейкой как минимум в четырех точках.
Обычно расстояние составляет десять сантиметров плюс-минус один миллиметр. На поверхность грунта необходимо уложить слой гравия с границей до пяти миллиметров. Этот слой должен быть до десяти миллиметров. Трубку с грунтом нужно установить на подставку и поместить это все в стакан, который впоследствии необходимо доверху наполнить водой. Стакан помещают в емкость для воды, слой который должен быть выше гравия на полтора миллиметра. Как только вода в трубке появится над гравием, необходимо добить жидкость в верхнюю часть трубки приблизительно на треть. После этого стакан с трубкой необходимо достать и поставить на поддон. В подобной ситуации градиент напора воды будет равен одному.
Метод определения коэффициента фильтрации песка
В трубку необходимо налить воды на пять миллиметров выше нулевого деления. Когда вода будет вытекать сквозь перфорированное дно, необходимо зафиксировать уровень воды в пьезометре на отметке пятьдесят миллиметров. Повторить это действие необходимо как минимум четыре раза, постоянно доливая воду на пять миллиметров выше отметки нулевого падения. Также необходимо, используя секундомер, учитывать среднее время падения уровня жидкости. Если время падения будет превышать десять минут, то испытания можно проводить даже при начальном градиенте напора, который будет равен двум. При этом действии трубку с подставкой необходимо вынуть из стакана и поставить на поддон. Главное, чтобы во время испытания уровень воды в трубке не оказался ниже гравия.
Важно, чтобы разность между плотностью сухого грунта и максимальной плотностью не была выше 0,02 грамма на кубический сантиметр. В ином случае это испытание придется повторить.
Расчет коэффициента фильтрации песка
Песок в виде смесей - независимо от того, сухими они будут или мокрыми - используют в разных отраслях строительства. С его помощью возводят жилье, стратегические конструкции, используют в дорожном строительстве, делают фундаменты и прочее. При выборе обращают внимание на его фракцию, степень очистки, модуль крупности, глинистые примеси, объемную массу и коэффициент фильтрации. У каждого вида песка коэффициент фильтрации отличается.
Это позволит оценить его водопроницаемость. При этом скорость прохождения воды сквозь песок определяют благодаря гидравлическому градиенту со значением в 1. В результате изменений видно расстояние, которое жидкость прошла за сутки, то есть плотность песка.
КФ определяет не только проникающую способность песка, но и его качество. Минимальная пропускная способность коэффициента фильтрации равна нулю. По его значению определяют объем примесей глины и то, в каких отраслях можно использовать этот песок. Именно от качества песка будет зависеть прочность бетона или цементно-песчаной конструкции. Самый большой коэффициент у крупнозернистого, так как в нем много воздуха, и вода очень быстро, без каких-либо проблем проходит сквозь песок.
В карьерном песке много глины, пыли и прочих примесей, поэтому вода проходит максимум на семь метров за сутки. Так как примеси слишком сильно задерживают скорость прохождения жидкости, такой песок очень редко используют для приготовления цемента или растворов на основе цемента.
После очищения его с помощью воды коэффициент фильтрации значительно возрастает, а размер средних фракций составит полтора миллиметра. Такой уже определенно можно использовать для приготовления бетона и песчано-цементных смесей.
Совсем мелкий песок с пропускной способность до десяти метров в сутки подходит для создания сухих строительных смесей, вроде штукатурных. Если в мелкофракционном будут какие-либо примеси, то его КФ заметно снизится.
Достаточно высокий КФ у крупнозернистого песка. У него максимальная водопроницаемость, ведь между крупными песчинками очень много воздуха, и сквозь него вода протекает почти свободно.
Кф помогает определить основные параметры песка. Высокая водопроницаемость говорит о том, что песок чистый и его смело можно использовать в строительстве, ведь именно от качества песка зависит надежность всей будущей конструкции и срок эксплуатации объекта.
Для расчета КФ необходим секундомер или хронометр, электронные весы и прибор Кф-00М, в состав которого входит:
- стеклянный резервуар;
- муфта и стальные сетки для фильтрации жидкости;
- фильтрационная трубка более десяти сантиметров в высоту и диаметром минимум 5,65 см. Там обязательно должно быть дно с перфорационными отверстиями для жидкости.
Коэффициент фильтрации песка для дорожного строительства
Как было сказано ранее, коэффициент фильтрации — это показатель прохождения жидкости через его слой. Измеряют этот показатель в метрах в сутки. Если показатель будет меньше одного, то песок будет недостаточно хорошего качества, поэтому для строительства он непригоден, но вполне подойдет для дорожных работ и выполнения других задач.
Чаще всего используют речной или карьерный песок. Тем не менее свойства песка могут меняться в зависимости от условий, поэтому во время строительства дорог на подобные нюансы всегда обращают внимание.
Песок для частей дорог выбирают в зависимости от особенностей сооружения. Песок засыпают в песчано-гравийную подушку дорожного полотна, чтобы повысить амортизацию и дренаж. Нередко накладывают и дополнительный слой песка, чтобы компенсировать механические нагрузки при смене температур и отводить влагу в нижние слои. Часто его засыпают и в боковые дренажные каналы для отвода воды. Также его применяют для создания асфальто-бетонного основания.
Модуль крупности и чистота песка
Модуль крупности песка для дороги — очень важный показатель, так как именно от него будут зависеть основные свойства дренажа и подушки. Обычно используют речной песок с размером зерен до двух целых двух десятых миллиметров, его обычно относят к среднему классу. Мелкие фракции принято использовать для растворов с бетоном, а крупные — при отсыпке оснований. Песок второго класса идеально подходят для дорожного строительства.
Использование песка для фильтрации
Песок часто используют для фильтрации жидкостей, так как это один из самых лучших природных фильтров. В зависимости от ситуации, песок может очищать источник от нежелательных включений и улучшить их органолептические свойства или загрязнить жидкость примесями, которые находятся в пласте. На результат влияет множество факторов.
Для фильтрации используют много видов песка: кварцевые, стеклянные, синтетические, которые получают при обработке пемзы, и так далее. Песчаные засыпки используют не только для технических и питьевых целей. Благодаря песку очищаются стоки, нередко даже от нефтепродуктов.
Преимущества и недостатки фильтров на основе песка
Фильтры, в которых используют песчаную засыпку, предельно простые, совершенно неприхотливые и недорогие. Преимуществ у них довольно много. Грязеемкость на высшем уровне, а скорость фильтрации достаточно быстрая. Песок можно использовать снова после регенерации обратной промывки. Этот метод подходит для очистки большого количества воды. Использовать песчаную засыпку можно на протяжении 3-х лет. Фильтрация происходит равномерно, к тому же нет тоннельного эффекта. Материал для засыпания стоит очень мало.
Но не все так гладко, даже у этого метода есть свои недостатки. И вот основной из них: частая регенерация засыпки, в связи с чем увеличивается расход воды и время.
Чтобы эффективность работы была как можно выше, обычно используют песок разной зернистости. Если использовать легкие искусственные материалы, для взрыхления которых требуется меньшее давление, то регенерация будет происходить намного быстрее. У кварцевого плотность больше, чем у остальных видов, поэтому чаще всего его используют как подложку в насыпных фильтрах, чтобы более легкий фильтрующий материал не выносился.
Заключение
Чаще всего используют озерный или карьерный песок. При этом если он будет только с карьера, то область его применения будет не слишком широка, но после очистки она значительно возрастает, как и КФ.Песок используют фактически во всех отраслях строительства, хотя его применение будет зависеть от вида. Одни подходят для строительства, другие для бетонных конструкций, штукатурки и растворов.
Также различные виды песка используют в фильтрах и других очистных сооружениях.
Строительная лаборатория ООО “Бюро “Строительные исследования” занимается испытаниями конструкций и материалов в Санкт-Петербурге и Москве
Основная специализация лаборатории:
Бесплатно вызвать лаборанта на объект или задать вопрос эксперту можно:
1. Заполнив форму на нашем сайте 2. По телефонам:
3. Написать нам на почту
4. А также в комментариях к публикации.
Подписывайтесь на наши социальные сети и YouTube канал, там много интересной информации и лайфхаков.
Читайте также: