Устройство для определения фильтрационных характеристик грунта

Устройство для определения фильтрационных характеристик грунта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТА, включающее корпус, разделенный перегородкой на две емкости, источник, стОк и насос, отличающееся те.м, что, с целью расширения функциональны.х возможностей, повышения точности измерений и сокрашения длительности испытаний, оно снабжено камерой, датчиками давления, фильтрации и наконечником в виде иглы, при этом камера расположена в верхней емкости, датчики давления установлены в камере и перегородке, а фильтры из пористого камня размещены в кольцевых пазах, выполненных в нижней и средней частях наконечника и соединенных с камерой и нижней емкостью посредством трубок.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1113471 зад Е 02 D l/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;.

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3613168/29-33 (22) 01.07.83 (46) 15.09.84. Бюл. № 34 (72) А. В. Голли, О. А. Шулятьев и А. В. Мельников (71) Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени и ордена Октябрьской Революции инженерно-строительный институт (53) 624.13! .374 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 590398, кл. Е 02 D 1/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР № 492617, кл. Е 02 D 1/00, 1975 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТА, включающее корпус, разделенный перегородкой на две емкости, источник, сток и насос, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, повышения точности измерений и сокращения длительности испытаний, оно снабжено камерой, датчиками давления, фильтрации и наконечником в виде иглы, при этом камера расположена в верхней емкости, датчики давления установлены в камере и перегородке, а фильтры из пористого камня размещены в кольцевых пазах, выполненных в нижней и средней частях наконечника и соединенных с камерой и нижней емкостью посредством трубок.

1113471

40

Рннж Р ве рх

E

Изобретение относится к гидрогеологическим исследованиям и может быть использовано для определения фильтрационных характеристик грунтов в полевых условиях.

Известно устройство для определения коэффициента фильтрации грунтов, включающее полые штанги, перфорированной нижней частью установленные на некотором расстоянии друг от друга и соединенные с входом и выходом насоса. Коэффициент фильтрации при этом определяют по формуле Дарси, замеряя расход воды между источником и стоком в процессе откачки с помощью мерной емкости (1).

Недостатком этого устройства является возможность определения только горизонтальной составляющей коэффициента фильтрации.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для определения коэффи циента фильтрации, содержащее корпус в виде перфорированной штанги, разделенной перегородкой на две полости, в которых размещены источник и сток, соединенные с входом и выходом насоса посредством трубок, и мерную емкость (2).

Недостатком данного устройства является невысокая точность определяемой величины вследствие механической и химической суффозии грунта в зоне фильтрации. Кроме того, необходимо достижение постоянного напора между источником и стоком, на что требуется значительное время.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, повышение точности измерений и сокращение длительности испытаний.

Указанная цель достигается тем, что устройство для определения фильтрационных характеристик грунта, включающее корпус, разделенный перегородкой на две емкости, источник, сток и насос, снабжено камерой, датчиками давления, фильтрации и наконечником в виде иглы, при этом камера расположена в верхней емкости, датчики давления установлены в камере и перегородке, а фильтры из пористого камня размещены в кол ьцевых пазах, выпол ненных в нижней и средней частях наконечника и соединенных с камерой и нижней емкостью посредством трубок.

На чертеже изображена конструктивная схема предлагаемого устройства.

Устройство выполнено в виде зонда и состоит из корпуса 1 и наконечника-иглы 2.

Корпус 1 разделен при помощи поперечной перегородки 3 на две емкости 4 и 5. В перегородке установлен датчик давления 6.

В верхней емкости 5 установлена камера 7 с датчиком парового давления 8. В наконечнике выполнено два паза. Нижний паз 9 соединен с помощью металлической трубки

10 с нижней емкостью 4. Верхний паз 1 соединен с помопц ю металлической трубки

12 с камерой 7. В верхнем 11 и нижнем 9 пазах размещены фильтры из пористого камня, которые являются соответственно стоком и источником. Нижняя емкость 4 снабжена обратным клапаном 13, соединенным с иолой штангой 14 с помощью гибкой трубки 15. В качестве источника давления для подачи давления в нижнюю емкость 4 служит насос.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно, в зависимости от фильтрационных свойств грунта, заполняют водой камеру 7 и нижнюю емкость 4. Затем устройство внедряют в исследуемый грунт с помощью штанги 14. При внедрении происходит уплотнение грунта в области иглы, вызывая избыточное давление в поровой воде. После завершения процесса рассеивания избыточного порового давления в нижнюю емкость 4 через полую штангу 14 и гибкую трубку 15 подают воздух от насоса.

После повышения давления в емкости 4 до определенного значения, фиксируемого датчиком давления 6, насос отключают. В результате повышается давление в пористом камне 9, что приводит к фильтрации из него воды в окружающий грунт. Фильтрация вызывает уменьшение объема воды в нижней емкости и соответственно увеличение обьема воздуха. Падение давления воздуха при этом фиксируется датчиком давления 6.

Проходя через пористый камень размещенный в пазе 11, вода попадает в металлическую трубку 12 и через нее в камеру 7.

Изменение давления в камере 7 регистрируется датчиком 8.

Расход воды в процессе фильтрации определ яют по формуле Кла пей рон а-Менделеева: н (, p.é

Ра где Q — расход воды, равный изменению объемов воздуха при уменьшении давления с Р! до Рз;

Ч1 — начальный объем воздуха в емкости 4 при давлении P.

После окончания фильтрации давления в верхней камере и нижней емкости в некоторых случаях не возвращаются к нх левому значению. По известным значениям остаточного давления определяют начальный град.иент фильтрации 1 . где P„P„„— давления в нижней емкости 4 и камере 7;

1: — расстояние между верхним и нижним пазами наконечника.

По сравнению с базовым объектом предлагаемое устройство позволяет увеличить

11134 71

Составитель В. Врачев

Техред И. Верес Корректор А. Обручар

Тираж б43 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор М. Дылын

Заказ 6199/24 число одновременно определяемых характеристик фильтрации, при этом повышается точность измерения и сокращается продолжительность испытаний за счет использования датчиков давления. Выполнение устройства в виде зонда с игловым наконеч, ником позволяет внедрять его в грунт без бурения лидирующей скважины. что HHжает трудоемкость испытаний. Кроме того, возможно определение коэффициента фильтрации в глинистых грунтах при значениях

К, <10 ????” 10 " m>