Способ определения влажности почвы и грунтов

Способ определения влажности почвы и грунтов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ПОЧВЫ И ГРУНТОВ, включающий измерение косвенного параметра, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности труда при определении влажности протяженных участков, в качестве косвенного параметра измеряю атмосферную реф-, ракцию на Двух произвольных высота} от поверхности земли, по результатам измерений вычисляют параметры градиента температуры и по их значениям определяют среднюю влажность, используя тарировочные таблицы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИН (i9) SU(Ii) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3383150/18-25 ,(22) 22 О). ° 82 (46) 23 ° 01.84, Бюл, Р 3 (72) Л.И. Высоцкий, В.Ф. Вшивков и А Т Глухов (71) Саратовский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 535 ° 24(088.8) (56) 1. Перков Ю.P. и др. Каким прибором контролировать качество земляного полотна. — Автомобильные дорог», 1971, Ю 7, с. 12-14

2. Авторское свидетельство СССР

9 209832, кл. G 01 5 25/00/ 1968 (прототий).

1(511 G Ol М 25/56; G 01 N 21/43 (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТН tI0×BÛ И ГРуН1ОВ, включакхций измерение косвенного параметра, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения производительности труда при определении влажности протяженных участков, в качестве косвенного параметра измеряют атмосферную реф-, ракцию на двух произвольных высотах от поверхности земли, по резулЬтатам измерений вычисляют параметры градиента температуры и по нх значениям определяют среднюю влажность, используя тарировочные таблицы.

1068790

Изобретение относится к определению характеристик почвы и грунтов и может быть использовано в сельском хозяйстве, строительстве автомобильных и железных дорог, плотин.

Известен способ определения влажности почвы и грунтов, включакщий измерения косвенного параметра (плот-

Ности грунта), основанный на зависимости косвенного параметра от влажности почвы или грунта и тарируется 10 по термостатно-весовому методу 51J.

Недостатком способа является возможность определения влажности только в точке и, следовательно, низкая производительность труда. 15

Известен способ измерения влажности почвы и грунтов, включающий измерение косвенного параметра. В этом способе процесс измерения влажности состоит из четырех последова- 20 тельных операций: нагрев, остывание, замер и продолжение остывания до температуры окружающей среды. Способ основан на зависимости скорости остывания (косвенный параметр) от влажности почвы Ñ2 3.

Недостатком данного способа Hsляется то, что для определения влажности поля протяженного участка земляного полотна замеры нужно выполнить во многих точках на. разных

Глубинах, что требует больших затрат времени и средств °

Целью, изобретения является повышение производительности труда при определении влажности протяженных ;35 учас тк ов .

Указанная цель достигается тем, что согласно известному способу определения влажности почвы и грунтов, 40 включающему измерение косвенного параметра, в качестве косвенного параметра измеряют атмосферную рефракцию на двух произвольных высотах от поверхности земли, по результатам изме-»5 рений вычисляют параметры градиента температуры и по их значениям определяют среднюю влажность, используя тарировочные таблицы.

Извеи".Тно, что Величину рефракции, 50 ее знак, скорость изменения во времени определяет величина, знак и ход градиентов температуры, давления, влажности воздуха, Формула атмосферной рефракции

1 "=-.4. Jgesct пхУх (1)

0 где (»,— число секунд в радиане; 3} — длина измеряемой линии;

n — - градиент показателя прелом- 60 ления света в воздухе, равный

qrad n ч -10 grad Т + 0,4 ° 10 grad

-4

P — 0,06 ° 10 grad e (2) Здесь T, P и 6 — температура, давлеí <е и влажность воздуха..Средний градиент показателя преломления вычисляют по усредненным градиентам температуры, давления и влажности.

Влияние градиентов влажности и давления по сравнению с влиянием гради1 ента температуры мало. Градиент температуры вблизи поверхности почвы может достигать больших величин и формируется только локальным ходом воднотеплового режима. Таким образом, рефракция определяется иэ простой зав ис имос ти ъ»

t =О-4О @май т (3)

Величина, знак и скорость изменения градиента температуры в,приземном слое воздуха формируется теплофизическими свойствами почвы, характером теплообмена, влиянием испарения.

Теплофизические свойства сухой и влажной почвы (теплоемкость и теплопроводность) значительно. отличаются. Вследствие этого влажная почва медленнее и меньше нагревается, меньше и медленнее отдает тепло..

Разность в понижении температуры поверхностей сухой и влажной почв при потере тепла (излучении) за 1 ч может доходить до 5 С.

ЭфФект испарения сводится также к понижению амплитуды суточных колебаний температур и эквивалентен увеличению теплоемкости почвы. Увеличение может достигать трех раз и более.

Таким образом, все результативные признаки наличия влажности поч вы (ее увеличения) уменьшают амплитуды суточных колебаний температуры и замедляют их ход. Вследствие этого величины градиентов температуры и скорость их изменения над влажной почвой меньше. Для определения степени влажности активного слоя почвы в разных условйях достаточно знать ход рефракции над определенными почвами при определенном характере теплообмена или судить о влажности по результатам измерений рефракции над поверхностями различной увлажненности.

Предлагаемый способ осуществляют следующим,образом.

Выполняют тарировочные работы.

Тарировка включает измерение рефракции в фиксированные моменты времени на двух разных высотах от поверхности земли, измерения влажности за период наблюдений и вычисление тарировочных параметров. Тарировочные параметры вычисляют по следукщим соображениям. Известна формула для градиента температуры ср ад 1 < h

1068790

\

Дата

Рефракция

Участок Время измере» ния, ч

h = 1,5 м h

1,0 м

-15

-30 н

-0 167 -О ЭО

-20

-19

-12

16. 14

12 ° 08. 81

-О, 183 -О, 11

Составитель С. Бочинский

Редактор Р, Цицика Техред A.Бабинец Коррек тор О. Билак

Эаказ 11452/37 Тираж 827 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и.открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал=ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 где И вЂ” высота луча визирования от поверхности земли; б и С вЂ” параметры функции теплообмена, времени суток (года).

Существенную роль в теплообмене играет влажность почвы. 5

С другой стороны средний градиент температуры может быть вычислен по формуле (3).

Таким образом, цо результатам измерений и формулам (3) и (4) вычис- 10 ляют параметры 6 и а, используемые для получения тарировочных таблиц.

На определяемом участке выполняют измерения рефракции. Рефракцию измеряют дважды на разной высоте от поверхности земли. Высота измерений может быть произвольной по отношению к тарировочным высотам. Вычисляют параметры Ь и а. Влажность определяют методом линейной интерполяции по фактически полученным значениям параметров градиента температуры 6 и а °

П р н м е р. Выполняют тарнровочные работы. Для этого рефракцию измеряют над двумя участками на разных высотах по линиям одинаково. ориентированных на местности и одинаковой длины (800 м) . Почвы на участках имеют одинаковый химический состав.

Влажность измеряют термостатно-весовым методом в семи точках на каждой линии. Данные приведены в таблице.

По данным измерений может быть. составлена тарировочная таблица для большого диапазона влажностей (0100%) через интервал 1-3%.

Применение предлагаемого способа позволяет быстро и эффективно определить среднюю влажность обширных массивов почвы и грунтов протяжен- ных участков. Предлагаемый способ может найти широкое применение в на-: родном хозяйстве, например в орошаемом земледелии.

Средняя влажность,Ъ а Ь по весу