СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВОЗДУХА В ТАЛОМ ГРУНТЕ Российский патент 2013 года по МПК G01N9/00 

Описание патента на изобретение RU2487336C2

Изобретение относится к области инженерной геологии, в частности к определению физических свойств грунтов.

Известен «Способ определения объемного веса, удельного веса, пористости и защемленного воздуха в почвах и грунтах и пикнометр для его осуществления» (SU 125938) [1]. В пикнометр вводят замеренный объем жидкости, заполняющей макропоры и микропоры почвы, и по истечении двух-трех минут сливают не впитавшуюся в почву жидкость, затем повторно наполняют пикнометр жидкостью до риски, помещают под вакуум для откачивания защемленного воздуха и снова замеряют объем жидкости, дополнительно введенной до риски на пикнометре.

Недостатком известного способа является пониженная точность измерения, связанная с применением жидкости (керосина), характер взаимодействия которой индивидуален для каждого состава грунта.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕРЗЛОГО ГРУНТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ» RU 2193180 [2], включающий отбор образца грунта, взвешивание и определение его объема, влажности.

Недостатком известного способа [2] является узкая область применения, связанная с невозможностью точного определения содержания воздуха в грунте, что приводит к снижению точности оценки деформационных характеристик грунтов, имеющих первостепенное значение для строительства.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение области применения благодаря получению возможности точного измерения содержания воздуха и, как следствие, уточнение оценки деформационных свойств грунтов.

Технический результат достигается тем, что после отбора образца грунта, взвешивания и определения его объема, влажности дополнительно производят высушивание образца грунта, определяют объем твердых частиц грунта, плотность сухого грунта, плотность твердых частиц, после чего определяют относительное содержание воздуха в талом грунте, причем расчет содержания воздуха в талом грунте выполняют по формуле

V a V = 1 ρ d ( 1 ρ s + w ρ w )

где Va - объем воздуха в образце талого грунта;

V - объем образца;

ρ d = m d V - плотность сухого грунта,

где md - масса сухого образца грунта;

ρ s = m d V d - плотность твердых частиц,

где Vd - объем твердых частиц образца;

w = m m d m d - влажность грунта,

где m - масса образца грунта;

ρw - плотность воды.

Параметры, определяемые известными способами:

- плотность грунта

ρ = m V , ( 1 )

где m - масса образца грунта; V - объем образца;

- плотность сухого грунта

ρ d = m d V , ( 2 )

где md - масса сухого образца грунта;

- плотность твердых частиц

ρ s = m d V d , ( 3 )

где Vd - объем твердых частиц образца;

- влажность грунта

w = m m d m d . ( 4 )

Окончательная зависимость отношения объема содержания воздуха в грунте к общему объему грунта имеет вид:

V a V = 1 ρ d ( 1 ρ s + w ρ w ) , ( 5 )

Зависимость (5) получена из представления объема грунта как суммы объемов его компонентов.

V = V d + V w + V a , ( 6 )

где Vw и Va - объем соответственно воды и воздуха в грунте.

Из выражений (2) и (3) следует, что

V d = ρ d ρ s V . ( 7 )

Объем воды в грунте равен

V w = m w ρ w , ( 8 )

где mw=m-md - масса воды в грунте.

Массу воды в грунте на основании (4) можно представить в виде

m m d = m d w ( 9 )

или с учетом (2)

m m d = w ρ d V . ( 10 )

После подстановки выражения массы воды (10) в (8) получаем

V w = w ρ d V ρ w . ( 11 )

Подставив (7) и (11) в (6), после небольшого преобразования находим выражение относительного содержания воздуха в талом грунте

V a V = 1 ρ d ( 1 ρ s + w ρ w ) . ( 12 )

Пример расчета содержания воздуха в талом грунте.

По экспериментально найденным показателям физических свойств талого грунта, а также воды:

w=0,20 д.е., ρd=1,667 г/см3, ρs=2,70 г/см3, ρw=1,0 г/см3 и ρi=0,916 г/см3

по формуле (12) находим

V a V = 1 1,667 ( 1 2,7 + 0,20 1,0 ) = 0,05 .

Благодаря получению возможности определения содержания воздуха в грунте появляется возможность более точного расчета деформационных характеристик грунтов, что приводит к более точному расчету фундаментов. Уточнение расчета фундаментов приводит к снижению затрат без снижения надежности построек.

Промышленное применение. Изобретение может быть с успехом применено для расчета воздуха, содержащегося в талом грунте.

Похожие патенты RU2487336C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВОЗДУХА В МЕРЗЛОМ ГРУНТЕ 2011
  • Кузьмин Георгий Петрович
  • Чжан Рудольф Владимирович
  • Панин Владимир Николаевич
RU2478196C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРУНТОВ 2014
  • Кузьмин Георгий Петрович
RU2585953C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ГРУНТА ПРИ КОМПРЕССИОННЫХ ИСПЫТАНИЯХ 2014
  • Кузьмин Георгий Петрович
  • Вахрин Иван Сергеевич
RU2569915C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ ГРУНТА ПРИ ПРОМЕРЗАНИИ СЕЗОННОПРОТАИВАЮЩЕГО СЛОЯ 2010
  • Кузьмин Георгий Петрович
  • Чжан Рудольф Владимирович
  • Ефремова Дарья Юрьевна
RU2498014C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА НЕЗАМЕРЗШЕЙ ВОДЫ В МЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ 2015
  • Кузьмин Георгий Петрович
RU2592915C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА КАПЕЛЬ В ФАКЕЛЕ РАСПЫЛА ФОРСУНКИ 2012
  • Ишматов Александр Николаевич
  • Ворожцов Борис Иванович
  • Архипов Владимир Афанасьевич
  • Жуков Александр Степанович
RU2495403C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ И ОПТИМАЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ГРУНТА 2018
  • Ляшенко Павел Алексеевич
  • Денисенко Виктор Викторович
  • Коваленко Владислав Сергеевич
  • Коломиец Никита Сергеевич
RU2699554C1
Способ определения коэффициента фильтрации грунта 1989
  • Фатиев Владимир Павлович
  • Тер-Мартиросян Завен Григорьевич
  • Тищенко Виктор Альбертович
SU1661627A1
Азо[5-(4-нитрофуразан-3-ил)-2-(1,3,4-тиадиазол)] и способ его получения 2023
  • Дельцов Илья Дмитриевич
  • Ферштат Леонид Леонидович
RU2818440C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПОРИСТОСТИ ГРУНТА ПРИ КОМПРЕССИОННЫХ ИСПЫТАНИЯХ 2015
  • Кузьмин Георгий Петрович
  • Вахрин Иван Сергеевич
RU2619821C1

Реферат патента 2013 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВОЗДУХА В ТАЛОМ ГРУНТЕ

Изобретение относится к области инженерной геологии, в частности к определению физических свойств грунтов. Способ заключается в том, что после отбора образца грунта, взвешивания и определения его объема, влажности дополнительно производят высушивание образца грунта. Затем определяют объем твердых частиц грунта, плотность сухого грунта, плотность твердых частиц. После чего определяют относительное содержание воздуха в талом грунте, причем расчет содержания воздуха в талом грунте выполняют по формуле V a V = 1 ρ d ( 1 ρ s + w ρ w ) , где Va - объем воздуха в образце талого грунта; V - объем образца;

ρ d = m d V - плотность сухого грунта,

где md - масса сухого образца грунта;

ρ s = m d V d - плотность твердых частиц,

где Vd - объем твердых частиц образца;

w = m m d m d - влажность грунта,

где m - масса образца грунта;

ρw - плотность воды. Техническим результатом изобретения является расширение области применения благодаря получению возможности точного измерения содержания воздуха и, как следствие, уточнение оценки деформационных свойств грунтов.

Формула изобретения RU 2 487 336 C2

Способ определения содержания воздуха в талом грунте, включающий отбор образца грунта, взвешивание и определение его объема, влажности, отличающийся тем, что дополнительно производят высушивание образца грунта, определяют объем твердых частиц грунта, плотность сухого грунта, плотность твердых частиц, после чего определяют относительное содержание воздуха в талом грунте, причем расчет содержания воздуха в талом грунте выполняют по формуле
V a V = 1 ρ d ( 1 ρ s + w ρ w ) ,
где Va - объем воздуха в образце талого грунта;
V - объем образца;
ρ d = m d V , плотность сухого грунта,
где md - масса сухого образца грунта;
ρ s = m d V d , плотность твердых частиц,
где Vd - объем твердых частиц образца,
w = m m d m d , влажность грунта,
где m - масса образца грунта; ρw - плотность воды.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2487336C2

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕРЗЛОГО ГРУНТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2000
  • Меркулов А.В.
  • Меркулова Т.Ю.
RU2193180C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМА И ПЛОТНОСТИ ЧАСТИЦ ГРУНТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2009
  • Кузьмин Георгий Петрович
  • Чжан Рудольф Владимирович
  • Панин Владимир Николаевич
RU2397474C1
Способ определения удельного веса засоленного грунта 1980
  • Мазуров Григорий Петрович
  • Велли Юрий Янович
  • Гришин Павел Андреевич
  • Иванова Антонина Павловна
SU928194A1
CN 1928552 A, 14.03.2007.

RU 2 487 336 C2

Авторы

Кузьмин Георгий Петрович

Чжан Рудольф Владимирович

Ремизов Василий Андреевич

Даты

2013-07-10Публикация

2011-07-08Подача