1. Opis badania współczynnika filtracji w aparacie ITB-ZWK.
- Oznaczanie wykonuje się na próbkach o nienaruszonej strukturze. W razie niemożności pobrania próbki o nienaruszonej strukturze można oznaczenie wykonać na próbce naruszonej tzn. wsypanej do pierścienia. Wcześniej należy grunt wysuszyć do stałego ciężaru w temperaturze 105 - 110^oC i schłodzić do temperatury pokojowej. Porowatość umieszczonej w pierścieniu próbki powinna być zbliżona do porowatości gruntu w warunkach naturalnych.
-należy określić rodzaj badanego gruntu w wyniku przeprowadzonej analizy makroskopowej,

-przed zamontowaniem pierścienia z próbką w aparacie należy pomierzyć wysokość i średnicę pierścienia oraz obliczyć powierzchnię przepływu A i wpisać te dane do formularza,

-ułożyć na dnie pierścienia siatkę o wymiarach oczek kwadratowych ,

-po wypełnieniu pierścienia gruntem, przykryciu drugą siatką i przykrywką od góry, wkładamy go do aparatu i przyciskamy obciążnikiem,

-przeciągamy na zewnątrz rurkę odpowietrzającą,

-dokręcamy cztery śruby,

-rozpoczynamy napełnianie aparatu wodą. Wodę należy doprowadzić poprzez dolny dopływ do szerszego, zewnętrznego cylindra,

-regulując dopływem (kran) i odpływem (zacisk) doprowadzamy do ustalenia się poziomu wody w zewnętrznym cylindrze na wysokości "",

-jednocześnie kontrolujemy szczelność układu przez prawidłowe dokręcenie 4 śrub,

-woda przepływająca przez próbkę "z dołu do góry" powinna po jakimś czasie (około 20 min.), wypełnić cylinder wewnętrzny a jej poziom ustali się sam na wysokości "",

-po ustaleniu się zwierciadła wody w obydwu komorach aparatu, należy wykonać pięć pomiarów objętości wody Q_i (w cylindrach szklanych) w czasach T_i,

-jednocześnie dokonujemy pomiarów temperatury wody,

Schemat przepływu wody ‘z dołu do góry’ Schemat przepływu wody ‘z góry do dołu’

- następnie należy przeprowadzić to samo badanie przy odwrotnym kierunku przepływu wody tzn. przepływ przez próbkę będzie się teraz odbywał "z góry na dół" . W tym celu regulując dopływem i odpływem ustalamy poziom zwierciadła wody w cylindrze wewnętrznym na wysokości "". Woda będzie teraz przepływać przez próbkę od góry i przedostanie się przez nią do cylindra zewnętrznego. Po pewnym czasie poziom wody w cylindrze zewnętrznym ustali się sam na wysokości "".

-podobnie jak poprzednio, lecz przy innym spadku hydraulicznym, dokonujemy pięciu pomiarów objętości wody Q_i w czasach T_i,

-mierzymy temperaturę wody,

-obliczamy wyniki.

2. Podać orientacyjne wartości współczynników wodoprzepuszczalności dla różnych

gruntów.

3. Narysować schemat i opisać aparat ITB-ZWK.

A – cylinder zewnętrzny

B – cylinder wewnętrzny

1 – próbka gruntu

2 – pierścień (na jego dnie i na powierzchni próbki umieszcza się siatkę filtracyjną)

3 – perforowany krążek

4 – obciążnik o masie 10 kg

5 – pionowa podziałka do odczytu poziomu wody w cylindrach

6 – doprowadzenie wody do cylindra zewnętrznego

7 – przelew z cylindra zewnętrznego

8 – przelew z cylindra wewnętrznego

4. Współczynnik filtracji – definicja i jednostka.
Zdolność gruntu do przepuszczania wody siecią kanalików, utworzonych z jego porów, nazywa się wodoprzepuszczalnością.
Opór jaki stawia grunt przepływającej wodzie przy jej przepływie, zależy w głównej mierze od: uziarnienia, porowatości gruntów, składu mineralnego szkieletu gruntowego i rodzaju kationu wymiennego, temperatury wody (lepkości).

Miarą wodoprzepuszczalności gruntu jest tzw. stała k, zwana również stałą Darcy'ego, określająca zależność między spadkiem hydraulicznym i a prędkością przepływu wody w gruncie v:

v=ki

gdzie:
v - prędkość przepływu wody [m/s],
i - spadek hydrauliczny (liczba niemianowana),
k - współczynnik wodoprzepuszczalności, posiada miano prędkości [m/s];

Współczynnik wodoprzepuszczalności dla gruntów niespoistych wyznacza się w celu oceny ich przydatności w drogownictwie (podsypka pod nawierzchnię), w budownictwie (obniżenie zwierciadła wody gruntowej przy pracach fundamentowych).
Znajomość stałej k dla gruntów spoistych jest potrzebna m.in. przy ekranizacji zapór ziemnych, grobli.

Sposób obliczania
Wskaźnik wodoprzepuszczalności k_t przy temperaturze t [^oC] należy obliczyć według wzoru:

gdzie:
Q - objętość wody [m³], która przepłynęła przez próbkę w czasie T [s],
A - powierzchnia przekroju próbki [m²],
i - spadek hydrauliczny, Δh/h,
Δh - różnica poziomów wody w cylindrach, [m]
h - wysokość próbki [m],

Otrzymany wskaźnik k_t należy przeliczyć w odniesieniu do temperatury 10^oC według wzoru:

w którym t oznacza temperaturę wody podczas badania.

Dla wszystkich pomiarów należy obliczyć współczynnik wodoprzepuszczalności. Wyniki przy tym samym spadku hydraulicznym nie powinny się różnić więcej niż o 5%. Wartości k₁₀ przy przepływie "od dołu" i przy przepływie "od góry" nie powinny się różnić więcej niż 10%.
Ostatecznie przyjmujemy wartość k₁₀ jako średnią arytmetyczną ze wszystkich wyników i porównujemy ją z wartościami "wzorcowymi".