tällä laboratoriolla on kaksi testiä läpäisevyyskertoimen määrittämiseksi: pään jatkuvan läpäisevyyden testi ja putoavan pään läpäisevyyden testi.
pään Vakioläpäisevyystesti
- miksi tämä testi tehdään?
- miten tämä testi tehdään?
- miten koe tehdään?
- vakiopääkokeemme tulokset
- määritelmät
putoavan pään Läpäisevyystesti
- miksi tämä testi tehdään?
- miten tämä testi tehdään?
- miten koe tehdään?
- putoavan pään testin tulokset
- määritelmät
Vakioläpäisevyystesti
miksi tämä testi tehdään?
tätä testiä käytetään maa-aineksen läpäisykertoimen määrittämiseen. Tämä on tärkeää tutkittaessa epäpuhtauksien kulkeutumista maaperän läpi tai luonnehdittaessa virtaverkkoja.
miten tämä testi tehdään?
ilmakuivattu maa-aines sekoitetaan veteen hyvän tiivistymisen aikaansaamiseksi, kun se lisätään läpäisevyyslaitteeseen. Virtauskammion pohjalle asetetaan huokoinen kivi. Sitten, maaperä tiivistetään kerroksittain laitteeseen. Toinen huokoinen kivi asetetaan mullan päälle siten, että kiven ja laitteen korkin väliin asetetaan jousi. Kevät antaa ylimääräistä tiivistymistä maaperään. Jotta kaikki ilma ja tyhjiöt saatiin poistettua kammion maaperästä, ulosvirtaussuuttimesta kytkettiin putki vesihanaan. Sisäänvirtaussuuttimen päähän oli sijoitettu putki, joka johtaa lavuaariin. Tämän jälkeen vesi huuhdeltiin järjestelmän läpi takaperin ilmasuuttimen ollessa myös auki. Muutaman minuutin kuluttua ilmasuutin oli kiinni. Vettä huuhdeltiin jatkuvasti järjestelmän läpi lämpötilan säätelemiseksi sekä maaperän tiivistämiseksi mahdollisimman paljon. Selvitettyämme, että kaikki tyhjiöt on poistettu maaperästä, olemme nyt valmiita aloittamaan kokeen.
tässä testissä kartio kytketään putkeen, joka johtaa sisäänvirtaussuuttimeen. Toinen Vesijohtoon kytketty putki mahdollistaa veden valumisen putkeen. Jotta testi voidaan aloittaa, kartiossa on oltava jatkuvasti vettä. Vesi poistuu järjestelmästä virtauskammion pohjalla olevan ulosvirtaussuuttimen kautta. Suutin kytketään putkeen, jota käytetään veden keräämiseen porrastettuun sylinteriin.
miten koe tehdään?
vakiopääkoe suoritetaan juoksuttamalla ensin vettä järjestelmän läpi vakionopeudella. Tämän selvittämiseksi voidaan tutkia kartion vedenkorkeutta. Jos se on aina samalla tasolla, virtaus järjestelmän läpi on vakio. Keräsimme 100 mL vettä porrastettuun sylinteriin ulosvirtaussuuttimesta. Mittasimme 100 mL: n keräämiseen tarvittavan ajan ja kirjasimme sen tietolomakkeeseemme. Tallennimme veden lämpötilan, kun se oli porrastetussa sylinterissä. Oli myös välttämätöntä mitata pystysuora etäisyys kartiossa olevan veden tasosta ulosvirtaussuuttimeen. Tämä arvo, h data-osiossamme, kirjattiin myös ja otettiin huomioon maaperän läpäisykertoimen laskennassa. Testi tehtiin yhteensä neljä kertaa. Tätä testiä varten tehtiin vain yksi laskenta, joten laskelmassa käytettiin 100 mL: n keräämiseen tarvittavan ajan keskiarvoa sekä keskilämpötilaa.
vakiopääkokeemme tulokset
Virtauskammion halkaisija = 6,327 cm
Virtauskammion poikkipinta-ala = a = 30,55 cm2
Virtauskammion korkeus = l = 430,76 cm
pään Kokonaisero = h = 49,5 cm
| testi nro. | aika t, (s ) |
virtaus Q, (cm3) |
lämpötila (oC ) |
| 1 | 90.23 | 100 | 26.5 |
| 2 | 110.48 | 100 | 25 |
| 3 | 117.20 | 100 | 25 |
| 4 | 122.70 | 100 | 25 |
| Average | 110.15 | 100 | 25.38 |
kT = QL = (100 cm3)(430.76 cm) = 0.008465 cm/s
Aht (30.55 cm2)(49.5 cm)(110.15 s)
a = ht = 0.009019 = 0.8971
h20 0.01005
k20 = akt = (0.8971)(0.0008465 cm/s) = 0.007594 cm / s
määritelmät
maa-aineksen läpäisykerroin kuvaa, kuinka helposti neste liikkuu maa-aineksen läpi. Se on myös yleisesti kutsutaan hydraulinen johtavuus maaperän. Tähän tekijään voi vaikuttaa nesteen viskositeetti eli paksuus (juoksevuus) ja sen tiheys. Määrään voivat vaikuttaa myös mitättömyyden koko eli maattomuuden alue, mitättömyyden jatkuvuus sekä maahiukkasten muoto ja pinnan karheus. Se on tärkeä tekijä määritettäessä nopeutta, jolla neste todella virtaa tietyn tyyppisen maaperän.
virtaverkko on graafinen menetelmä, jolla voidaan kuvata nesteen virtausta maa-aineksen läpi. Kun suoritetaan virtaverkkoon liittyviä laskelmia, on tärkeää tietää maaperän läpäisykerroin eli hydraulinen gradientti.
tässä laboratoriossa pään kokonaisero määritellään etäisyydeksi kartion pisteestä, jossa vesi tulee ensin järjestelmään ja on tasaisessa virtauksessa pisteeseen, jossa vesi poistuu järjestelmästä virtausputken kautta ja kerätään porrastettuun sylinteriin.
arvo kT on testinesteen keskilämpötilan permeabiliteettikerroin. Kaikki läpäisevyyskertoimet normalisoidaan 20 oC: iin, koska nesteen viskositeetti riippuu sen lämpötilasta. Kuten aiemmin todettiin, nesteen viskositeetti vaikuttaa sen kykyyn virrata maaperän läpi.
huokoista kiveä käytetään, jotta vesi pääsee virtauskammion läpi vapaasti. Kiven huokoinen luonne ei vaikuta veden virtaamiseen maanäytteen läpi tai ulos kammiosta. Kivi kuitenkin estää maata huuhtoutumasta pois veden mukana. Tämä vaikuttaisi laboratoriosession tulosten pätevyyteen.
tyhjyys on ilman tai veden maaperässä ottama tilavuus.
pipetti on lasisylinteri, jonka ulkopinnalla on porrastetut merkinnät. Pipetin yläpää on auki, kun taas pipetin alapäässä on suutin, joka kokeemme tapauksessa on kytketty putkeen, joka on liitetty läpäisevyyslaitteeseen. Suuttimen avulla pipetistä voidaan vapauttaa tunnettu määrä nestettä.
porrastettu sylinteri on lasiputki, joka on toisesta päästä avoin ja toisesta päästä suljettu. Sitä käytetään nesteen tilavuuden mittaamiseen.
