Устройство для измерения порового давления в грунтах

Устройство для измерения порового давления в грунтах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Соцналистическмк

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<н903469 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 060580 (21) 2921756/29-33

Р М К з с присоединением заявки ¹

E 02 D 1/02

G 01 N 33/24

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 0702.82, Бюллетень ¹ 5

Дата опубликования описания 07.02.82 ($3) УДК 624. 131. 37 (088.8) (72) Авторы изобретения

3. Г. Тер-Мартиросян, Ю. С . Григорьев и В. A Т

3 .

1 @è ф(" Ы

Московский ордена Трудового Красного Знаме и инйейИрйостроительный институт им. В.В.Куйб евац1, ;-. Я(0 П -= (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОРОВОГО

ДАВЛЕНИ Я В ГРУНТАХ

Изобретение относится к строительству, в частности к приборам для определения порового давления в грунтах, и может быть использовано при инженерно-геологических изысканиях.

Известен прибор для определения давления воды в порах грунта, основанн1й на измерении исследуемого гидравлического давления по величине регулируемого противодавления, содержащий приемник давления, помещаемый в грунт и соединенный в гидрав— лическую систему, заполняемую газосодержащей водой в качестве передающей среды, с нуль-индикатором и устройством для регулирования противодавления, выполненным в виде камеры, снабженной упругой диафрагмой, перемещаемой винтом-регулятором, вращаемым в крышке камеры (1).

Недостатками этого прибора являются невысокая точность, вследствие сжимаемости газосодержащей воды, заполняющей трубки гидравлиЧеской системы, а также использование ртути в нуль-индикаторе, являющейся дефицитным материалом, обладающим токсичными испарениями и требующим особых условий хранения и эксплуатации, кроме того, нет воэможности для визуального контроля за отсутствием воздуха в гидравлической системе, мал диапазон измерения из-эа ограниченности деформации диафрагмы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для определения внутрикапиллярного давления в пористых телах, содержащее приемник давления с капиллярной иглой, соединенный трубками, заполненными в качестве передающей среДы воздухом, с нуль-.индикатором и узлом регулирования противодавления (2).

Однако это устройство не обеспечивает достаточно высокой точности измерения порового давления в грунтах, так как не учитывается жесткость

20 мембраны в приемнике давления, возможно засорение капилляра водоприемной иглы частицами грунта, в котором измеряется давление,в качестве передающей среды в трубопроводах ис2з пользован воздух, обладающий большой сжимаемостью, объем которого меняется при колебаниях температуры, окружающей среды, кроме того, при повышении давления происходит растворение воздуха в воде, нет четко уаблю903469 даемой границы раздела между воздухом и водой в нуль-индикаторе.

Цель изобретения вЂ, повышение точности измерения порового давления в грунтах и расширение диапазона использования устройства.

Поставленная цель достигается

5 тем, что в устройстве для измерения порового давления в грунтах, содержащем приемник давления с капиллярной иглой, соединенный трубками, запол- )Q ненными передающей средой, с нуль индикатором и узлом регулирования противодавления, капиллярная игла выполнена в виде перфорированной на конце трубки с глухим торцом и защитной сеткой в зоне перфорации, 15 корпусы узла регулирования противодавления и нуль-индикатора выполнены в виде сплошного элемента иэ прозрачного материала, причем нуль-индикатор снабжен запорным и впускным кра- 20 нами и каналами, заполненными жидкостью на основе масел и дисперсного красителя, при этом верхние концы каналов соединены с впускным краном, а нижние — с запорным краном. 25

На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг.2 — то . же, продольныи разрез; на фиг.3 капиллярная игла, продольный разрез.

Устройство состоит из трубки 1, заполненной несжимаемой, дистиллированной водой и присоединенной к корпусу нуль-индикатора 2, выполненного иэ прозрачного материала, несущей на своем свободном конце приемник давления 3 с капиллярной иглой 4 в виде перфорированной на конце трубки 5 с глухим торцом б и защитной водопроницаемой, капроновой сеткой

7 в зоне перфорации. Приемник давления 3 вводится в грунт 8. Измерение 40 порового давления может быть осуществлено в крупнообмоточных, песча. ных и глинистых грунтах. Вертикальные каналы 9 в корпусе нуль-индикатора 2, верхние концы которых соединены с впускным краном 10, а нижние — c з а п оoр нHы м M кKр а н оoм M 11 11, заполняются жидкостью 12 на основе масел и дисперсного красителя. Трубка 13 соединяет корпус нуль-индикатора 2 с узлом регулирования противодавления 14, выполненным в виде цилиндра

15 из прозрачного материала с поршнем 16, передвигаемым вращением маховика 17, снабженный мерной линейкой 18 и манометром 19.

Защитная, водопроницаемая сетка 7, например, из капрона, предназначена для предотвращения засорения капиллярной иглы 4 частицами грунта 8, в котором измеряется поровое давле- бО ние.

В устройстве в качестве передающей среды использована несжимаемая, дистиллированная вода, получаемая при дистилляции с легазированием пу- 65 тем вакуумирования Воздух является сильносжимаемой средой, поэтому сжимаемость воды из-за наличия в ней воздуха может привести к значительным погрешностям при измерениях. Удаление минеральных солей из воды при ее дистилляции также повышает точность измерений. Использование дисперсного красителя позволяет получать. яркоокрашенную жидкость для заполнения вертикальных каналов 9 корпуса нуль-индикатора 2, а масло дает четко наблюдаемую границу между передающей средой и жидкостью 12 в вертикальных каналах 9 нуль-индикатора

2. Все это, в совокупности с прозрачностью корпуса нуль-индикатора

2, обеспечивает точный визуальный контроль эа положением жидкости 12 на основе масел и дисперсного красителя в вертикальных каналах 9 корпуса нуль-индикатора 2.

Прозрачность корпуса узла регулирования противодавления 14 необходима для визуального контроля за отсутствием воздуха в цилиндре 15 при заполнении era несжимаемой, дистиллированной водой в качестве передающей среды. Наличие сжимаемого воздуха вносит значительные погрешности в результаты измерений.

Устройство работает следующим образом.

Капиллярная игла 4 приемника давления 3 внедряется в грунт 8. Избыточное давление в поровой воде грунта 8 действует на передающую среду в трубке 1 и вызывает смещение жидкости 12 в каналах 9 корпуса нуль-индикатора 2. Узлом регулирования противодавления 14 создается давление, которое через воду в трубке 13 возвращает жидкость 12 в вертикальных каналах 9 корпуса нуль-индикатора 2 в исходное положение. Величина компенсирующего давления; равная избыточному давлению в исследуемом грунте, фиксируется манометром 19.

Предлагаемое устройство повышает точность измерения порового давления в грунтах на 40% за счет того, что капиллярная игла выполнена в виде перфорированной на конце трубки с глухим торцом и защитной сеткой в зоне порфорации; ai -качес .ве передающей среды использована несжимаемая, дистиллированная вода; узлы нуль-индикатора и регулирования противодавления выполнены иэ прозрачного материала, позволяющего контролировать отсутствие воздуха в системе. Устройство позволяет проводить исследования в следующих режимах: измерение порового, давления в грунтах при закрытом запорном кране нуль-индикатора; измерение бокового давлений при испытании грунтов в стабилометрах при закрытом запорном кране нуль-инс

903469

Формула изобретения

Фиг. г дикатора; измерение объемных деформаций при испытаниях грунтов на трехосное сжатие при открытом запорном кране по величине хода поршня в узле . регулирования протнводавления, фиксируемого мерной линейкой.

Защитная капроновая сетка в зоне перфораций капиллярной иглы препятствует проникновению частиц грунта в приемник давления, за счет чего повышается надежность устройства при эксплуатации.

Устройство.для измерения порового давления в.грунтах, содержащее приемник давления с капиллярной иглой, соединенный трубками, заполненными передающей средой, с нуль индикатором и узлом регулирования противодавления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, .что, с целью повышения точностн измерения и расширения диапазона использования устройства, капиллярная игла выполнена в виде перфорированной на конце трубки с глухим торцом, защищенной сеткой в зоне перфорации, корпусы узла регулирования противодавления и нуль-индикатора выполнены в виде сплошного элемента из прозрачного материала, причем нуль-индикатор снабжен запорным и впускным кранами и каналами, заполненными жидкостью на основе масел и дисперсного красителя, при этом верхние концы каналов соединены с впускным краном, а нижние — с запорным краном.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 84108, кл. G 01 Ь 7/08, 1949.

2О 2. Авторское свидетельство СССР

В 516921, нл. G 01 Ь 7/08,1973 (прототип).

Филиал ППЛ "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4