Εργαστήριο Εδαφομηχανικής Ενότητα 8η: Δοκιμή Διαπερατόμετρου

Πλαστήρα Βιολέττα

Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε.

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα

Άδειες Χρήσης

• Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons.

• Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

2

Χρηματοδότηση • Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια

του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα.

• Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού.

• Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

3

Σκοπός Ενότητας

• Η εισαγωγή στην έννοια της διαπερατότητας των εδαφών και πώς διαφοροποιείται αυτή στα χοντρόκοκκα και λεπτόκοκκα εδάφη

• Η διεξαγωγή των αντίστοιχων δοκιμών

4

Περιεχόμενα Ενότητας

• Γενικά • Δοκιμή διαπερατόμετρου σταθερού

υδραυλικού φορτίου • Δοκιμή διαπερατόμετρου μεταβλητού

υδραυλικού φορτίου

5

Γενικά - 1

• Η ιδιότητα των εδαφών να επιτρέπουν την διέλευση του νερού στο εσωτερικό τους καλείται διαπερατότητα (κ)

• Συγκεκριμένα εκφράζει την ταχύτητα με την οποία διέρχεται το νερό μέσα από ένα έδαφος

• Έχει μονάδες ταχύτητας (cm/sec,….) 6

Γενικά - 2

• Βασίζεται στο νόμο του Darcy U=k.i • Όπου :

– i η υδραυλική κλίση του συστήματος

– Κ η διαπερατότητα

– U η ταχύτητα ροής του νερού μέσα στο έδαφος

7

Γενικά - 3

• Ισχύει οτι : • i=h/l,

– Όπου h το υδραυλικό φορτίο και l το μήκος του σωλήνα που περιέχει το εδαφικό δείγμα

• Q= u.A – Όπου Q η παροχή και Α η διατομή του σωλήνα

• και Q=V/t από τον ορισμό

8

Γενικά - 4

• Οπότε ο νόμος του Darcy μπορεί να εκφραστεί και ως εξής :

9

htALVk∆⋅⋅

⋅=

Γενικά - 5

• Τα χοντρόκοκκα εδάφη έχουν μεγάλο k, π.χ. 1 cm/sec • Τα λεπτόκοκκα πολύ μικρό k, π.χ. : 10-9 cm/sec

10

Γενικά - 5

Στο εργαστήριο χρησιμοποιούμε διαπερατόμετρα:

• Σταθερού υδραυλικού φορτίου για χοντρόκοκκα διαπερατά εδάφη ( άμμος , χαλίκι ).

• Μεταβλητού υδραυλικού φορτίου για λεπτόκοκκα εδάφη χαμηλής διαπερατότητας (άργιλοι). 11

Διαπερατόμετρο σταθερού υδραυλικού φορτίου - 1

12

Βαλβίδα εξαέρωσης

Κύλινδρος με δοκίμιο

Μανόμετρο

Βαλβίδα εξόδου νερού

Δίσκος με πορόλιθο

Βαλβίδα εισόδου νερού

Δοκίμιο

(αμμοχάλικο)

Διαπερατόμετρο σταθερού υδραυλικού φορτίου - 2

13

Δεξαμενή υπερχείλησης

14

htALVk∆⋅⋅

⋅=

Διαπερατόμετρο σταθερού υδραυλικού φορτίου - 3

Ύψος κυλίνδρου L cm

Διατομή κυλίνδρου A cm2

Όγκος νερού στον ογκομετρικό V cm3

Διάρκεια Δοκιμής

t sec

Υψομετρική διαφορά στους μανομετρικούς σωλήνες

Δh cm

Συντελεστής διαπερατότητας k cm/sec

Διαπερατόμετρο μεταβλητού υδραυλικού φορτίου - 4

15

μανόμετρο

Μήτρα Proctor

Βρυσάκι εξόδου νερού

Βρυσάκι εισόδου νερού

Διαπερατόμετρο μεταβλητού υδραυλικού φορτίου - 5

• Αποτελείται από μία μήτρα Proctor, όπου το δείγμα του εδάφους μπορεί να εξεταστεί με διαφορετικούς βαθμούς συμπύκνωσης, και ένα μανόμετρο με ενδείξεις σε εκατοστά για τη μέτρηση των Η0 και Η1.

• Το νερό διαρρέει το δείγμα με αρχικό πιεζομετρικό ύψος ( H0) και τελικο ( Η1 ). Ο αντίστοιχος χρόνος είναι ( t ).

16

Διαπερατόμετρο μεταβλητού υδραυλικού φορτίου - 6

17

1

0log3026,2HH

tALk

⋅⋅⋅

=α

α Εμβαδόν σωλήνα cm2

L Ύψος δείγματος cm

A Διατομή δείγματος cm2

Ho Αρχική στάθμη νερού cm

H1 Τελική στάθμη νερού cm

t Διάρκεια δοκιμής sec

k Συντελεστής διαπερατότητας

cm/sec

Βιβλιογραφία

• ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΩΝ ΔΟΚΙΜΩΝ ΕΔΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ, Έκδοση διεύθυνσης ερευνών εδαφών,Γενική Γραμματεία Δημοσίων Έργων.

• ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΚΑΙ ΕΠΙ ΤΟΠΟΥ ΔΟΚΙΜΕΣ ΕΔΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ, Β. Χρηστάρας, Τεχνικό Επιμελητήριο Ελλάδας

• ΕΔΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗ – Ασκήσεις και προβλήματα, Γ. Γραμματικόπουλος, Ν. Μάνου, Θ. Χατζηγώγος, Εκδόσεις Αφ. Κυριακίδη

18

Τέλος Ενότητας