14TCN97:1996

Tiêu chuẩn ngành 14TCN 97:1996 về Vải địa kỹ thuật phương pháp xác định độ thấm xuyên TIÊU CHUẨN NGÀNH 14TCN 97 -1996 VẢI ĐỊA KỸ THUẬT PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ THẤM XUYÊN MỤC LỤC 1. Thiết bị 2. Chuẩn bị các mẫu thử 3. Trình tự thử. 4. Tính toán 5. Báo cáo VẢI ĐỊA KỸ THUẬT PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ TH Ấ M XUYÊN GEOTEXT I LE TEST METHOD FOR DETERM I NAT I ON OF PERM I TT I V I TY Tiêu chuẩn này quy định cách xác định độ thấm xuyên của vải địa kỹ thuật dưới tác dụng của cột nước không đ ổ i, dùng cho cả vải dệt và không dệt. 1. Thiết bị: Yêu cầu những thiết bị sau đây: a) Thiết bị cấp nước đã kh ử bọt khí Gh i ch ú : 1 - N ư ớc dù ng cho việc thử phải được khử bọt khí chân không nếu lượng oxy không hòa tan lớn hơn 6 mg/ l . 2 - Khi kh ô ng có s ẵ n nước khử bọt khí phải xác định lượng ôxy không tan tro ng nước sẽ dùng và ghi lại giá trị đó. 3- Nếu các bọt khí hay các chất cặn đọng lại trên vải độ th ấ m xuyên có th ể giảm đ á ng kể. Khi không có s ẵ n nước khử bọt khí có thể thu được các kết quả th ử tốt hơn bằng c á ch lọc nước bằng một lớp v ả i mịn hơ n trước khi cho chảy qua mẫu thử. Sự hình thành và khử c á c bọt khí và cặn lắng này tr ê n vải có th ể quan sát bằng mắt thường. Nếu xả y ra hiện tượng đó cần phải ghi chép lại. b) Dụng cụ đo độ thấm c ó nh ữ ng đặc điểm sau: i / C ó bộ phận đ ể cung cấp và khống chế lưu lư ợng nước ổn định, có thể điều chỉnh vận tốc nước từ 0 m/s đến 0,035m/s. Bộ phận này c ó thể l à van đ iề u chỉnh vận tốc dòng chảy hay c á c phương tiện thay đổi chiều cao cột nước, ii/ Các ố ng đo áp Pizomet để đo sự hao tổn chi ề u cao cột nước chảy qua mẫu, phạm vi đo từ 0 mm đến 500 mm. Kh i hao tổn cột nước nhỏ c ó thể dùng một á p kế rượu cồn. iii/ Một h ệ thống kẹp để giữ m ẫ u thử chắc chắn không xảy ra vặn vẹo và rò r ỉ cả trước và trong khỉ thử. Ghi chú: S ự vặn vẹo (phình do áp lực) của vải c ó thể làm giảm hệ số thấm của chúng. C ó thể d ù ng một lưới đỡ để ngăn ngừa sự văn vẹo quá mức khi vận tốc d ò ng chảy cao. iv/ Diện tích A của mẫu khi gắn vào trong ống (hình 1 ) ph ả i không nhỏ hơn 2.000 m m 2 . v / Sẽ tốt hơn nếu gắn một lưu lượng kế vào hệ đo ở vị trí không nằm giữa các ống đo áp lực. Sơ đ ồ thí nghi ệ m đi ể n hình xem tr ê n hình 1. e) Nếu không có lưu lượng kế như ở mục b(v) dùng thùng chứa, đ ồ ng hồ và cân để xác định lưu lượng d) Nhiệt kế. 2. Chuẩn bị các mẫu thử: 2.1. Lấy m ẫu . Tối thiểu lấy 5 m ẫ u thử theo 14 TCN 91-1996. M ỗi mẫu có d iện tích tối thiểu 200 m 2 cộng với mép đ ể kẹp, sao cho vừa khít với l ỗ trong ống của dụng cụ đo thấm nước. 2.2. Điều hòa mẫu: Điều hòa kiểu ướt theo 14TCN 91-1996. Hình 1 – Sơ đồ bố trí dụng cụ đo độ thấm dưới cột nước không đổi Hình 2 – Ví dụ vẽ đồ thị các lần đo 3. Trình tự thử Trình tự thử như sau: a) Nếu cần tính hệ số thấm phải xác định độ dày của mỗi mẫu theo 14TCN 92-1996, chính xác tới 0,01 mm. b) Đo và ghi nhiệt độ của nước. c) Tiến hành cấp nước. Xác định sự hao tổn cột nư ớ c đối với một số tốc độ gần đúng cho t ớ i 0,035m/s. Lập đồ thị quan hệ hao tổn cột nước với dòng chảy. Ghi ch ú: T ùy theo thiết bị, đặc biệt khi sử dụng lưới đỡ để ng ă n chặn biến dạng mạnh c ủ a mẫu, c ó thể x ả y ra hao tổn c ộ t nướ c, đo bằng c á c ống đo á p nh ư trên hình 1. Vì thế, trước khi thử cần xác định s ự tổn hao này khi chưa có mẫu. d) Ngừng cấp nước. Lấy mẫu ra kh ỏ i điều hòa ướt, đặt ngay vào dụng cụ đo độ thấm và kẹp mẫu chắc vào vị tr í. e) Làm bão hòa mẫu từ từ bằng cách tăng d ầ n cột nước. f) Tiến hành cấp nước. Thiết lập dòng chảy ổn định từng mức một và loại bỏ bọt khí khỏi hệ thống. g) Đo lưu lượng qua mẫu đơn (chỉ có một lớp) và tính vận tốc g ầ n đ ú ng. h) Nếu vận tốc g ầ n đúng lớn h ơn 0,01 m/s, giảm nó xuống dưới mức 0,01 m/s bằng một trong những cách sau đ â y: + Cho thêm m ộ t hay nhiều lớp vải, l ớ p sau x o ay lệch tương đối so với lớp kề bên. Ghi chú: Kết quả thử nhiều lớp v ả i không dệt thường ổn đ ịnh nhưng đối với một số vải dệt lại phân t á n rõ rệt. + Điều chỉnh vận tốc dòng chảy bằng cách giảm chiều cao cột nước hoặc đ óng van. i) Đối với mỗi mẫu, tiến hành ít nhất 5 lần, đo sự hao tổn cột nước ứng v ớ i 5 vận tốc gần đúng kh á c nhau. Trong đó tối thiểu c ó ha i vận tốc chọn dưới 0,01 m/s và một nằm trong khoảng 0,01 đến 0,035 m/s, trừ khi sự hao tổn cột nước vượt quá giới hạn của thiết bị. j/ L ặ p lại các bước d) đến i) cho t ớ i khi thử xong ít nhất 5 m ẫ u. Ghi ch ú : Nếu cấn có th ể thêm m ẫ u theo bước k/ và Điều 4.3 k/ Loại bỏ các kết quả dị thường theo 14TCN 91-1996 và t hử lại các mẫu kh á c từ cùng một cuộn. 4. Tính toán: 4.1. Đối v ớ i mỗi mẫu 4.1.1. T ính toán độ thấm xuy ê n: Độ thấm xuyên củ a mỗ i mẫu được tính như sau: a) Lấy giá trị hao tổn cột nước đo được ( D ha) tại vận t ố c d òng chảy trừ đi lượng hao tổn cột nước ban đầu vốn có trong thiết bị, kể cả lưới đỡ nếu có, để tìm sự hao tổn cột nước thực qua mẫu ( D h). b) Độ thấm xuyên có thể xác định với số đo lưu lượng riêng như sau: (4.1) Trong đó: Y - Độ thấm xuyên, là số nghịch đảo c ủ a giây (1/s); q - Lưu lượng qua mẫu (m 3 /s); n - S ố lớp vải; A - Diện tích tiết diện mẫu chịu dòng nước chảy qua (m 2 ) D h - Hao tổn thực tế của cột nước. c) Vẽ đ ồ thị vận tốc d òng chảy đo được (q) tỷ l ệ nghịch với hao tổn cột nư ớ c tr ê n một lớp ( D h/n). Thêm cột biểu diễn số đo vận tốc (dòng ch ả y) tương ứng. d) Kẻ một đường thẳng từ gốc tọa độ qua c á c điểm đã dựng. Ghi chú: Đối với một số loại v ả i, đồ thị có th ể có dạng đường cong. Trong trường hợp này, vẽ c á c đoạn thẳng từ gốc t ọa độ tới đi ể m tương ứng 10 mm hay 50 mm hao tổn cột nước và b á o cáo (xem hình 2). e) Xác định độ nghiêng của đường thẳng từ hệ thức sau: (4.2) f) Tính độ thấm xuy ê n đối v ớ i vải 1 lớp từ đẳng thức 4.1 được viết lại như sau: (4.3) 4.1.2. Hệ số thấm Hệ thấm Darcy đối với dòng chảy thường qua vải được xác định căn cứ vào độ thấm xuyên qua vải theo đẳng thức dưới đây: K n = Y . D x (4.4) Trong đó: Y - Độ thấm xuyên (1/s); K n - Hệ số thấm Đarcy (d ò ng chảy thường qua vải m/s); D x - Độ dày của một l ớ p vải khi thử (m). Ghi chú: 1 - Vì khó đo được độ dày của một số loại v ả i, n ê n xác định và b á o cáo giá trị độ thấm xuyên hơn là hệ s ố thấm. 2 - Đ ể tính gần đúng giá trị độ dày của 1 lớp khi thử c ó th ể dùng 1 4TCN 92-1996. 4.2. Các giá trị ti ê u biểu: Các giá trị tiêu biểu của độ thấm xuyên và hệ số thấm được tính theo 14TCN 91-1996 như sau: a) Độ thấm xuyên trung bình, được tính như trung bình của các giá trị đó trên mỗi mẫu theo Đi ề u 4.1.1. (chính xác t ớ i 0,01s - 1 ) . b) Hệ số thấm trung bình, nếu yêu cầu, được tính như trung bình của các giá trị tìm được trên các mẫu theo Điều 4.1.2 (Chính xác tới 0,1 x 10 -4 m/s). c) Độ lệch tiêu chuẩn (độ thấm xuyên chính xác t ớ i 0,001s - 1 , hệ số th ấ m chính xác tới 0,01 x 1 0 -4 m/s). d) Hệ số biến thiên (chính xác tới 0,1%) Các kết quả thử bị loại bỏ theo những quy định của Đ iều 3(k) sẽ không được đưa vào tính toán. Tuy nhiên yêu cầu ghi chép các kết quả này và báo cáo riêng. 4.3. Những yêu c ầ u đối với việc thử tiếp t ụ c: 4.3.1 . Sự lặp lại kết qu ả thử: Khi hệ số biến thiên tính trong Điều 4.2 (d) vượt quá 20% cần phải thử nhiều hơn để có được những kết quả nằm trong các giới bạn sai lệch theo quy định trong 14TCN 91-1996. Số lượng mẫu thử yêu cầu để thử sẽ được tính như nêu trong 14TCN 91-1996. 4.3.2. Các gi ớ i hạn sai số: Kiểm tra các kết quả thu được Điều 4.2 nhằm đảm bảo giới hạn sai số thực tế không vượt quá giá trị đ ã được các bên quy định. Sai số này thỏa mãn nếu số lần thử tính theo 14TCN 91-1996 không vượt quá s ố lần thử thực tế. Ghi chú: Các kết quả thử thỏa mãn khi thử đ ủ số lượng và đ áp ứng yêu c ầ u các Điều 4.3.1 và 4.3.2. 5. Báo cáo: Cần báo cáo các nội dung sau: a) S ố hiệu chuẩn dùng để thử, b) Thông tin về lấy mẫu thử, gồm : i / T ê n cơ quan thử và t ê n khách hàng; ii/ Ký hiệu lô hoặc k ý hiệu mẫu thử, iii/ Ngày tháng lấy mẫu và thử mẫu; iv/ S ố mẫu được thử; v/ Kiểu điều hòa mẫu; vi/ B ề mặt mẫu thử (Nếu có liên quan) vii/ Nhiệt độ nước trong quá trình điều hòa ướt và trong khi thử; viii/ Hàm lượng ôxy hòa tan trong nước để thử. c) Các giá trị tiêu biểu, g ồ m: i/ Độ thấm xuyên; ii/ Hộ số thấm (nếu có yêu cầu); d) Các giá trị riêng lẻ gồm: i / Đồ thị, vẽ theo Đi ề u 4.1.1 cho từng mẫu; ii/ Giá trị độ th ấ m t í nh toán của từng mẫu (quy đổi về 1 lớp) sec -1 ; iii/ Ch i tiết về c á c kết quả bị coi là dị thường. e) Chi tiết v ề điều kiện th ử : i/ Diện tích tiết diện (A). m 2 . ii/ Số l ớ p vải (n). iii/ Độ dày vật liệu (nếu c ó yêu cầu), mm. f) Mọi thay đổi v ề trình tự thử. g) Chi tiết các kết quả bị loại b ỏ , k ể cả nguyên nhân loại bỏ .