Tiêu chuẩn xác định hệ số thấm vải ĐKT theo TCVN 8487

Mục lục

Thấm xuyên là gì? Hệ số thấm là gì?
Quy định chung
Công tác chuẩn bị
- Thiết bị, dung cụ và thuốc thử
  - Tiêu chuẩn nước cho thử nghiệm
  - Thiết bị, dụng cụ thử nghiệm
- Mẫu thử
Cách tiến hành
Tính toán kết quả hệ số thấm vải đkt
Báo cáo thử nghiệm hệ số thấm vải địa
Kết luận

Trong tất cả các tiêu chuẩn thể hiện thông số kỹ thuật, tiêu chuẩn TCVN 8487 là tiêu chuẩn phương pháp xác định độ thấm xuyên – Hệ số thấm vải ĐKT. Tiêu chuẩn này được công bố nhằm áp dụng VĐKT nhằm thể hiện khả năng và lưu lượng thấm nước của vải trong quá trình thí nghiệm. Vậy hệ số thấm vải đkt được xác định như thế nào? Phương pháp thí nghiệm được thực hiện ra sao? Hãy cùng Phú Thành Phát tìm hiểu về phương pháp xác định hệ số thấm của vải địa kỹ thuật trong nội dung bài viết được chia sẻ bên dưới để hiểu thêm về thông tin này nhé!

Thấm xuyên là gì? Hệ số thấm là gì?

Thấm xuyên là dòng thấm xuyên qua và vuông góc với bề mặt mẫu thử.
Hệ số thấm vải đkt là hệ số biểu thị tốc độ thấm xuyên của nước qua bề mặt vải địa kỹ thuật theo phương vuông góc. Đơn vị tính là m/s.

Quy định chung

Tài liệu viện dẫn

TCVN 8220:2009 – Vải địa kỹ thuật – Phương pháp xác định độ dày danh định.
TCVN 8222:2009 – Vải địa kỹ thuật – Quy định chung về lấy mẫu, thử mẫu và xử lý thống kê.

Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn TCVN 8487 quy định phương pháp xác định độ thấm xuyên cho tất cả các loại vải địa kỹ thuật dưới tác động của cột nước không đổi.

Nguyên tắc thử nghiệm

Độ thấm xuyên được xác định bởi lưu lượng dòng chảy thường dưới cột nước không đổi. Vuông góc với bề mặt của một lớp vải địa kỹ thuật không chịu tải trọng.

Công tác chuẩn bị

Thiết bị, dung cụ và thuốc thử

Tiêu chuẩn nước cho thử nghiệm

Nước dùng thí nghiệm hệ số thấm vải đkt phải được loại bỏ hoàn toàn các chất cặn cơ học và khử bọt khí trong chân không. Hàm lượng oxy hòa tan không vượt quá 10 mg/lít. Hàm lượng này phải được xác định tại điểm trước khi vào thiết bị đo.

Nhiệt độ của nước phải đạt từ 18^oC đến 22^oC. Khi tính toán kết quả thử nhiệt độ nước được hiệu chỉnh về 20^oC.

Thiết bị, dụng cụ thử nghiệm

Thiết bị đo độ thấm xuyên của vải đkt có dạng ống tròn hình chữ U. Sơ đồ nguyên lý thiết bị đo độ thấm xuyên dưới cột nước không đổi mô tả ở Hình 1.

Yêu cầu kỹ thuật của thiết bị:

Đường kính trong của ống chứa mẫu phải bằng hoặc lớn hơn 50mm.
Thiết bị phải có bộ phận cung cấp, khống chế và ổn định lưu lượng nước. Đồng thời có thể điều chỉnh vận tốc dòng chảy từ 0,00m/s đến 0,035m/s. Bộ phận này có thể là van điều chỉnh vận tốc dòng chảy hoặc các phương tiện thay đổi chiều cao cột nước.
Các ống đo áp pizomet được bố trí trước và sau mẫu thử để đo sự hao tổn chiều cao cột nước có phạm vi đo từ 0,0 mm đến 75 mm với độ chính xác đến 0,2 mm. Trong trường hợp hao tổn chiều cao cột nước nhỏ có thể sử dụng áp kế rượu cồn.
Lưới đỡ mẫu có đường kính sợi 1mm và cỡ mắt lưới 10mm ± 1mm. Có tác dụng giữ cho mẫu thử luôn ở trạng thái ổn định, Không bị phình hoặc vặn do áp lực dòng chảy trong quá trình thử.
Thiết bị đo hàm lượng oxy hòa tan trong nước có độ chính xác đến 0,1mg/lít.
Đồng hồ bấm giây có độ chính xác đến 0,1s
Nhiệt kế có độ chính xác đến 0,2^oC
Ống lường xác định thể tích nước có độ chính xác đến 10 m³.

Trường hợp đo trực tiếp vận tốc dòng chảy, đồng hồ đo có độ chính xác đến 5% khi đọc.

CHÚ DẪN:

n là số lớp vải địa kỹ thuật;
∆x là độ dày của một lớp vải kỹ thuật;
L là độ dài kẹp mẫu của thiết bị;
d là đường kính trong của thiết bị;
Q là thể tích nước thấm qua mẫu thử trong thời gian t;
h₁, h₂ là chiều cao cột nước trước và sau mẫu thử.

Mẫu thử

Kích thước mẫu

Mẫu thử hình tròn; đường kính (D) phụ thuộc vào đường kính trong (d) của ống chứa mẫu và độ dài kẹp mẫu (L) của thiết bị theo đẳng thức sau:

D = d + 2L

Nếu: d = 50mm thì D = (50 + 2L)mm ± 0,5mm

Mẫu thử lấy bằng khuôn lấy mẫu. Nếu không có khuôn lấy mẫu có thể dùng compa và kéo sắc chế tạo mẫu. Chú ý không để mẫu bị giãn hoặc nhăn khi chế tạo mẫu.

Số lượng mẫu thử

Số lượng mẫu thử trong từng trường hợp cụ thể được quy định theo TCVN 8222 : 2009.
Số lượng mẫu thử ít nhất trong mọi trường hợp là 5 mẫu.

Điều hòa mẫu

Điều hòa mẫu kiểu ướt theo quy định của TCVN 8222 : 2009.

Cách tiến hành

Phép thử hệ số thấm vải đkt thực hiện trong điều kiện tiêu chuẩn theo quy định của TCVN 8222 : 2009, cách tiến hành như sau:

Xác định nhiệt độ của nước dùng vào việc thử chính xác đến 0,2⁰C
Xác định và vẽ đồ thị quan hệ sự hao tổn cột nước ∆h_tb
1. Xác định sự hao tổn cột nước ∆h_tb vốn có của thiết bị khi chưa có mẫu thử nhưng có lưới đỡ mẫu ứng với một số tốc độ V, trong khoảng 0,00 m/s đến 0,035 m/s.
  Thường chọn các vận tốc: 0,005m/s; 0,0075m/s; 0,010m/s; 0,015m/s và 0,020 m/s. Với 5 vận tốc đã chọn ta có 5 giá trị tương ứng của ∆h_tb. Giá trị ∆h_tb = h₁ – h₂ , trong đó: h₁, h₂ là chiều cao cột nước trên pizomet trước và sau lưới đỡ mẫu. (Xem Hình H.1)
2. Vẽ đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa V_t và ∆h_tb của thiết bị, (đường Đ1 – Thiết bị, xem Hình H2).

Lấy mẫu thử ra khỏi bể điều hòa ướt và lắp ngay vào thiết bị đo độ thấm xuyên.
Tiến hành cấp nước. Chú ý tăng dần cột nước từ từ để bão hòa mẫu trở lại và loại bỏ được bọt khí đọng lại trên mẫu.
Thiết lập dòng chảy ổn định ứng với từng mức lưu lượng khác nhau.
Đo lưu lượng nước chảy qua mẫu đơn (chỉ có 1 lớp vải) và tính vận tốc theo công thức sau:
v = Q x α_t / A x t (1)
Trong đó:
– v là vận tốc tính bằng mét trên giây (m/s)
– Q là thể tích nước chảy qua mẫu tính bằng mét khối (m³) trong thời – gian t tính bằng giây (s), Q xác định bằng ống lường.
– A là diện tích mẫu chịu dòng nước chảy qua tính bằng mét vuông (m²)
– α_t là hệ số hiệu chỉnh độ nhớt của nước theo nhiệt độ, tra trong Bảng
Xác định sự hao tổn cột nước ∆h_v
1. Xác định sự hao tổn cột nước ∆hv trên mẫu thử: Đối với mỗi mẫu thử phải tiến hành đo ít nhất 5 lần sự hao tổn cột nước ∆hv trên mẫu thử ứng với 5 vận tốc Vt khác nhau, trong đó tối thiểu có 2 vận tốc chọn dưới 0,01 m/s và 1 vận tốc nằm trong khoảng từ 0,01 m/s đến 0,035 m/s.
  Thường chọn các vận tốc: 0,005 m/s; 0,0075 m/s; 0,01 m/s; 0,015 m/s và 0,020 m/s. Với 5 vận tốc đã chọn ta có 5 giá trị tương ứng với ∆h_v. Công thức: ∆h_v = h₁ – h₂ (2)
  Trong đó: h₁, h₂ là chiều cao cột nước đọc trên pizomet trước và sau mẫu thử. Xem Hình 1
2. Vẽ đồ thị quan hệ giữa V_t và ∆h_v của mẫu thử (đường Đ2 – Mẫu thử, xem Hình 2).
Lặp lại từ bước 3 đến 7 đối với các mẫu thử còn lại.

Tính toán kết quả hệ số thấm vải đkt

Loại bỏ các kết quả dị thường: Theo qui định của TCVN 8222 : 2009 và thử lại các mẫu lấy từ một cuộn
Tính độ thấm xuyên
1. Độ thấm xuyên của mẫu thử
  Độ thấm xuyên của mỗi mẫu thử tính theo công thức:
  ψ = Q x α_t / A x t x ∆h_t (3)
  Trong đó:
  – ψ là độ thấm xuyên tính bằng 1 trên giây (s^-1)
  – Q là thể tích nước chảy qua mẫu tính bằng mét khối (m³) trong thời gian t tính bằng giây (s), Q xác định bằng ống lường.
  – A là diện tích mẫu thử chịu dòng nước chảy qua tính bằng mét vuông (m²)
  – α_t là hệ số hiệu chỉnh độ nhớt của nước theo nhiệt độ, tra trong Bảng 8.1
  – ∆h_t là hao tổn cột nước thực tế tính bằng mét (m). ∆h_t tính bằng đẳng thức sau: ∆h_t = ∆h_v – ∆h_tb (4)
  Trong đó:
  – ∆h_v là giá trị hao tổn cột nước khi thử mẫu tại vận tốc v tính bằng mét (m).
  – ∆h_tb là giá trị hao tổn cột nước vốn có của thiết bị khi không có mẫu thử nhưng có lưới đỡ mẫu tại cùng vận tốc v tính bằng mét (m).
2. Tính độ thấm xuyên của vải đkt
  Độ thấm xuyên của vải đkt là giá trị trung bình của độ thấm xuyên các mẫu thử:
  ψ = (ψ1 + ψ2 +…+ ψn) / N (5)
  Trong đó:
  – ψ Độ thấm xuyên tính bằng 1 trên giây (s^-1) của từng mẫu thử;
  – N Số mẫu thử.

t^oC	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
α_t	1.23	1.197	1.165	1.135	1.106	1.077	1.05	1.025	1	0.976	0.954	0.931	0.91

Bảng 1 – Hệ số hiệu chỉnh độ nhớt của nước theo nhiệt độ

Các giá trị tiêu biểu
Các giá trị tiêu biểu của độ thấm xuyên và hệ số thấm được tính theo TCVN 8222 : 2009 như sau:
1. 8.3.1 Độ thấm xuyên được tính trung bình của các giá trị đo trên mỗi mẫu thử, chính xác tới 0,01 s
2. Độ lệch chuẩn độ thấm xuyên chính xác tới 0,001 s^-1.
3. Hệ số biến thiên chính xác tới 0,1%
  CHÚ THÍCH: Các kết quả loại bỏ theo qui định tại mục 1. Không đưa vào tính toán, nhưng phải ghi chép các kết quả này và báo cáo riêng.
Những yêu cầu đối với việc thử tiếp theo
1. Khả năng lặp lại kết quả
  Khi hệ số biến thiên tính theo qui định vượt quá 20%, cần tăng thêm số lượng mẫu thử để thu được kết quả nằm trong phạm vi sai lệch cho phép theo quy định của TCVN 8222 : 2009. Số lượng mẫu thử tính theo TCVN 8222 : 2009.
2. Các giới hạn sai lệch
  Kiểm tra các kết quả thu được theo quy định tại mục 3 (Các giá trị tiêu biểu) để đảm bảo các giới hạn sai số thực tế không vượt quá giới hạn quy định. Sai số được coi là thỏa mãn nếu số lần thử tính theo TCVN 8222 : 2009 không vượt quá thực tế.

Báo cáo thử nghiệm hệ số thấm vải địa

Báo cáo thử nghiệm bao gồm các nội dung sau:

Viện dẫn tiêu chuẩn này;
Số, ký hiệu thiết bị dùng để thử;
Thứ nguyên dùng tính toán kết quả;
Các giá trị tiêu biểu của phép thử;
Các giá trị riêng lẻ như: kết quả của từng mẫu;
Thông tin chi tiết về các kết quả coi là dị thường;
Các thay đổi về điều kiện, qui trình thử so với tiêu chuẩn nếu có;
Thông tin chi tiết về các kết quả bị loại bỏ, kể cả nguyên nhân không dùng các kết quả đó để đánh giá các trị số tiêu biểu.
Các thông tin về mẻ mẫu, mẫu thử, điều kiện thử như:
- Tên đơn vị, cá nhân gửi mẫu.
- Tên mẫu, ký hiệu mẫu.
- Tên công trình, hạng mục, vị trí lấy mẫu, ngày tháng năm lấy mẫu, gửi mẫu,… nếu mẫu lấy ngoài công trường lắp đặt, thi công và phải có chữ ký xác nhận của tư vấn giám sát.
- Khối lượng mẫu
Ngày tháng năm thử mẫu
Kiểu điều hòa mẫu
Nhiệt độ, độ ẩm khi điều hòa mẫu và khi thử mẫu.

Kết luận

Trên đây là nội dung của tiêu chuẩn TCVN 8487 – Phương pháp xác định độ thấm xuyên của vải địa kỹ thuật. Hy vọng rằng qua bài viết trên sẽ cung cấp thông tin hữu ích khi có nhu cầu tham khảo về phương pháp thí nghiệm theo tiêu chuẩn này. Nếu có thắc mắc hoặc bất kỳ yêu cầu tư vấn về vải địa kỹ thuật hoặc vật liệu địa kỹ thuật. Vui lòng để lại thông tin hoặc liên hệ trực tiếp với PTP. Chúng tôi sẽ hỗ trợ giải đáp thắc mắc nhanh nhất cho bạn ngay khi nhận được yêu cầu.

THÔNG TIN LIÊN HỆ
Trụ sở chính: 15 Đường số 5, KDC Vĩnh Lộc, Bình Hưng Hòa B, Bình Tân, TP.HCM
Hotline: 028.666.03482 – 0909.452.039 – 0903.877.809
Email: infor@vaidiakythuat.com