СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ ГРУНТА Российский патент 2014 года по МПК G01N33/24 G01N15/08 

Изобретение относится к области исследований параметров грунтов, а конкретней к способам определения коэффициента фильтрации плывунного грунта в зоне распространения подзолистых почв.

Известен способ определения коэффициента фильтрации грунта, по которому пропускают через образец грунта поток воды, измеряют площадь поперечного сечения, длину образца и объем потока воды за определенный интервал времени, рассчитывают по измеренным показателям коэффициент фильтрации грунта (Вадюнин А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. - 3-е изд. - М.: Агропромиздат. 1986. - С.243-236).

Известный способ не обеспечивает возможность определения коэффициента фильтрации плывунного грунта в псевдожидком состоянии, т.к. не позволяет зафиксировать момент потери несущей способности.

Наиболее близким по технической сущности и цели предлагаемого технического решения является способ определения коэффициента фильтрации грунта, по которому через образец грунта пропускают поток воды, на поверхности образца грунта размешают грузик, фиксируют начало погружения грузика, измеряют параметры образца и потока воды, рассчитывают по измеренным показателям коэффициент фильтрации грунта (патент РФ №2462709, опубликованный 27.09.2012 в Бюл. №27).

Недостаток способа - невозможность определения коэффициента фильтрации плывунного грунта, подверженного воздействию раствора фульвокислоты, на территориях с подзолистыми почвами.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

Сущность изобретения заключается в том, что способ определения коэффициента фильтрации плывунного грунта, подверженного воздействию раствора фульвокислоты, на территориях с подзолистыми почвами, по которому через образец грунта пропускают поток воды, на поверхности образца грунта размещают грузик, фиксируют начало погружения грузика, измеряют параметры образца и потока воды, рассчитывают по измеренным показателям коэффициент фильтрации грунта, отличается тем, что фиксируют величину концентрации фульвокислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, и при снижении величины концентрации на 10% от начального значения вводят в поток воды, направляемый в образец грунта, раствор фульвокислоты, восстанавливая величину концентрации фульвокислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения.

Способ реализуют следующим образом. На верхней поверхности образца размещают грузик. Через образец пропускают поток воды. Фиксируют концентрацию фульвокислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта. При снижении концентрации на 10% от начального значения вводят в поток воды, направляемый в образец грунта, раствор фульвокислоты, восстанавливая величину концентрации фульвокислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения. Изменение величины концентрации фульвокислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, менее 10% от начальной не оказывает существенного влияния на параметры процесса фильтрации. Раствор фульвокислоты вводят отдельными порциями. Переводят образец грунта в псевдожидкое состояние, фиксируют начало погружения грузика, который показывает резкое падение несущей способности и переход грунта в псевдожидкое состояние. Вес грузика принимают более 5 г. При весе грузика менее 5 г силы поверхностного натяжения препятствуют его погружению.

Далее измеряют площадь поперечного сечения, длину образца, объем воды за интервал времени, напор и рассчитывают по известной формуле коэффициент фильтрации плывунного грунта

k=W·l/(F·T·h),

где W - объем воды, F - площадь поперечного сечения образца, T - интервал времени, h - напор, l - длина образца грунта.

Пример реализации способа. Образец грунта представлен мелкозернистым глинизированным песком. На верхней поверхности образца размещают грузик весом 6 г. Создают поток воды. Фиксируют величину концентрации фульвокислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта - 2%. Отмечают снижение величины концентрации до 1.5%. Снижение величины концентрации составляет 25% от начальной величины.

Снижение величины концентрации обусловлено обменными процессами в системе грунт-поток воды. Отдельными порциями вводят в поток воды, направляемый в образец грунта, 15% раствор фульвокислоты, восстанавливая величину концентрации фульвокислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения 2%. Переводят образец грунта в псевдожидкое состояние. Фиксируют начало погружения грузика. Переход образца грунта в псевдожидкое состояние и потерю несущей способности фиксируют по началу погружения грузика весом 6 г. Измеряют площадь поперечного сечения F=13 см². За интервал времени T=10 мин измеряют длину образца грунта l=16 см, напор h=34 см, объем воды W=116 см³. Рассчитывают коэффициент фильтрации по известной формуле k=W·l/(F·T·h)=116·16/(13·10·34)=0.42 см/мин=6.04 м/сут. В таблице представлены данные отклонений величин коэффициентов фильтрации грунта при разных величинах изменения концентрации фульвокислоты в потоке воды, выходящей из образца грунта.

Отклонение величины концентрации фульвокислоты от начальной, % 5 7 10 12 17 19 Отклонение величины коэффициента фильтрации от начальной, % 2 3 4 8 9 9

Данные таблицы показывают, что отклонение величины концентрации фульвокислоты от начальной более 10% вызывает резкое увеличение отклонения величины коэффициента фильтрации от 4 до 8%.

Предложенный способ измерения коэффициента фильтрации расширяет функциональные возможности аналога за счет введения в поток воды, пропускаемый через образец грунта, раствора фульвокислоты.

Изобретение относится к области экологии и сельского хозяйства и предназначено для определения коэффициента фильтрации плывунного грунта в зоне распространения подзолистых почв. Через образец грунта пропускают поток воды. На поверхности образца грунта размещают грузик. Фиксируют начало погружения грузика. Измеряют параметры образца и потока воды. Рассчитывают по измеренным показателям коэффициент фильтрации грунта. Фиксируют величину концентрации фульвокислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта. При снижении величины концентрации на 10% от начального значения вводят в поток воды, направляемый в образец грунта, раствор фульвокислоты, восстанавливая величину концентрации фульвокислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения. Использование заявленного способа расширяет функциональные возможности определения коэффициента фильтрации грунта, позволяет быстро и точно определить коэффициент фильтрации грунта, подверженного воздействию фульвокислоты, в зоне распространения подзолистых почв. 1 табл., 1 пр.

Способ определения коэффициента фильтрации плывунного грунта, подверженного воздействию раствора фульвокислоты, на территориях с подзолистыми почвами, по которому через образец грунта пропускают поток воды, на поверхности образца грунта размещают грузик, фиксируют начало погружения грузика, измеряют параметры образца и потока воды, рассчитывают по измеренным показателям коэффициент фильтрации грунта, отличающийся тем, что фиксируют величину концентрации фульвокислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, и при снижении величины концентрации на 10% от начального значения вводят в поток воды, направляемый в образец грунта, раствор фульвокислоты, восстанавливая величину концентрации фульвокислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения.