Датчик для измерения порового давления в грунте

Датчик для измерения порового давления в грунте

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано для измерения давления воды в порах грунта, преимущественно сильносжимаемого. находящегося под нагрузкой. Целью изобретения является повышение точности определения порового давления путем устранения инерционности датчика и обезвоживания им грунта. Датчик состоит из приемного зонда 1, соединительной трубки 2 и манометра - капилляра 3. Приемный зонд выполнен в виде двух стаканов с перфорированными днищами 4 и 5, один из которых открытой стороной свободно расположен в другом, а образованная между ними полость заполнена сжимаемым водопроницаемым материалом 6. Перед размещением приемного зонда в грунт он через соединительную трубку заполняется водой. При приложении нагрузки к исследуемому образцу сильносжимаемого грунта находящийся в нем приемный зонд датчика деформируется вместе с ним. 3 ил. (О to сд ел 05 00 00 Фиг-. 2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Е02 D1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3846996/29-33 (22) 23.01.85 (46) 07.09.86. Бюл. № 33 (71) Белорусский научно-исследовательский институт мелиорации и водного хозяйства (72} Н. В. Заяц и В. В. Сербун (53) 624.13! .37 (088.8) (56) Абелев М. Ю. Строительство гражданских и промышленных сооружений на слабых водонасыщенных грунтах.— М.:

Стройиздат, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 903469, кл. Е 02 D 1/02, 1980. (54) ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОРОВОГО ДАВЛЕНИЯ В ГРУНТЕ (57) Изобретение может быть использовано для измерения давления воды в порах грунта, преимущественно сильносжимаемого, „„Я0„„1255683 А 1 находящегося под нагрузкой. Целью изобретения является повышение точности определения порового давления путем устранения инерционности датчика и обезвоживания им грунта. Датчик состоит из приемного зонда 1, соединительной трубки 2 и манометра — капилляра 3. Приемный зонд выполнен в виде двух стаканов с перфорированными днищами 4 и 5, один из которых открытой стороной свободно расположен в другом, а образованная между ними полость заполнена сжимаемым водопроницаемым материалом 6. Перед размещением приемного зонда в грунт он через соединительную трубку заполняется водой. При приложении нагрузки к исследуемому образцу сильносжимаемого грунта находящийся в нем приемный зонд датчика деформируется вместе с ним. 3 ил.

1255683

Изобретение относится к инженерногеологическим исследованиям для целей строительства на сильносжимаемых водонасыщенных грунтах, в частности к технике измерения давления воды в порах грунта„ находящегося под нагрузкой, при проведении лабораторных и полевых исследований.

Цель изобретения — повьцпение точности определения порового давления путем устранения инерционности датчика и обезвоживания им грунта. 10

На фиг. 1 схематически изображен датчик; на фиг. 2 — зонд датчика, поперечный разрез; на фиг. 3 — то же, продольный разрез.

Датчик для измерения порового давления в грунте содержит приемный зонд 1, соедиl5 нительную трубку 2 и манометр-капилляр

3. Приемный зонд 1 выполнен в виде двух стаканов 4 и 5 с перфорированными днищами большего и меньшего диаметров, один из которых открытои сторонои свободно расположен в другом, а образованная между ними полость заполнена сжимаемым водопроницаемым материалом 6. Для исключения перекоса при установке зонда стенки большего стакана с внутренней стороны имеют выступы 7, взаимодействующие со щелями 8, образованные в стенках меньшего стакана. Отрезок соединительной трубки 2, внедренный в приемный зонд 1, имеет перфорацию.

Размеры приемного зонда 1 датчика назначаются исходя из следующих условий. Высота приемного зонда 1 принимается в зависимости от деформационных свойств исследуемого грунта и конструктивных особенностей, т.е. диаметра соединительной трубки 2 и толщины дна стакана 4 и 5. Она должна быть не менее

4<+ d, +2h где Ь вЂ” ожидаемая деформация материала 6 приемного зонда 1 датчика;

d„p — внешний диаметр соединительной трубки 2; 40

hu — толщина дна стаканов 4 и 5.

Площадь приемного зонда 1 датчика определяется исходя из условия содержания в нем объема воды, необходимой для заполнения манометра-капилляра 3 в процессе

45 испытания грунтов, и может быть найдена по формуле

Я где Vg — объем воды, необходимой для заполнения манометра-капилляра 3 при производстве измерений; е — коэффициент пористости материала 6 приемного зонда 1.

Прибор работает следующим образом.

Через соединительную трубку 2 приемный зонд 1 заполняют дегазированной водой, после чего его помещают в образец исследуемого грунта и при помощи соединительной трубки 2 подключают к манометру-капилляру 3, по шкале которого делают начальный отсчет, соответствующий высоте воздушного столбика в трубке при атмосферном давлении. При этом необходимо, чтобы уровень воды в трубке совпадал с уровнем свободной поверхности воды в приборе. К образцу грунта прикладывают вертикальную нагрузку. Деформируемый грунт давит на меньший стакан зонда, который погружается в больший. При этом уменьшается объем пористого материала 6. Отжимаемая из материала 6 вода через соединительную трубку 2 поступает в манометр-капилляр 3, повышая в нем уровень.

Давление в поровой воде вычисляется по зависимости

Р,= — —

H0 — Н

Н где N начальная высота воздушного столбика в манометре-капилляре;

N — высота воздушного столбика после приложения нагрузки.

Применение предлагаемого датчика позволяет сохранить характер деформации грунта в зоне приемного зонда датчика, а также исключить обезвоживание грунта за счет того, что вода, необходимая для заполнения манометра при проиводстве испытаний, содержится в объеме приемного зонда.

Форми га изобретения

Датчик для измерения порового давления в грунте, преимущественно сильносжимаемом, включающий приемный зонд, соединительную трубку и манометр, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения порового давления путем устранения инерционности датчика и обезвоживания им грунта, приемный зонд выполнен в виде двух стаканов с перфорированными днищами, один из которых открытой стороной свободно расположен в другом, а образованная между ними полость заполHeíà сжимаемым водопроницаемым материалом.

l255683

gus /

Составитель Г.Мартынова

Редактор О. Головач Техред И. Верес Корректор В. Вутяга

Заказ 4791/31 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о1крытий

1!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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