СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ ГРУНТА Российский патент 2015 года по МПК G01N33/24 

Предлагаемое 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, описанный в книге: Вадюнина 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 фунта 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 размещают грузик, фиксируют начало погружения грузика, измеряют параметры образца и потока воды, рассчитывают по измеренным показателям коэффициент фильтрации грунта (патент RU №2462709, опубл. 27.09.2012. Бюл. №27).

Недостаток способа - невозможность определения коэффициента фильтрации плывунного грунта, подверженного воздействию раствора гуминовой кислоты на территориях с черноземными почвами.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что способ определения коэффициента фильтрации грунта, 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, при этом фиксируют величину концентрации гуминовой кислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, и при снижении величины концентрации больше 10% от начального значения вводят в поток воды, направляемый в образец грунта, раствор гуминовой кислоты, восстанавливая величину концентрации гуминовой кислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения.

Способ реализуют следующим образом. На верхней поверхности образца размещают грузик. Через образец грунта пропускают поток воды. Фиксируют концентрацию гуминовой кислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта. При снижении величины концентрации более 10% от начального значения, вводят в поток воды, направляемый в образец грунта раствор гуминовой кислоты, восстанавливая величину концентрации гуминовой кислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения. Изменение величины концентрации гуминовой кислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, менее 10% от начальной не оказывает существенного влияния на параметры процесса фильтрации. Раствор гуминовой кислоты 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, Т - 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 гуминовой кислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта - 2.5%. Отмечают снижение величины концентрации до 2.2%. Снижение величины концентрации составляет 12% от начальной величины. Снижение величины концентрации обусловлено обменными процессами в системе грунт - поток воды. Отдельными порциями вводят в поток воды, направляемый в образец грунта, 10% раствор гуминовой кислоты, восстанавливая величину концентрации гуминовой кислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта до начального значения 2.5%. 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=14 см². За интервал времени Т=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/(14·10·34)=0.39 см/мин = 5.61 м/сут. В таблице представлены данные отклонений величин коэффициентов фильтрации грунта при разных величинах изменения концентрации гуминовой кислоты в потоке воды, выходящей из образца грунта.

Отклонение величины концентрации гуминовой кислоты от начальной, % 5 7 10 12 16 19 Отклонение величины коэффициента фильтрации от начальной, % 2 3 4 7 9 9

Данные таблицы показывают, что отклонение величины концентрации гуминовой кислоты от начальной более 10% вызывают резкое увеличение отклонения величины коэффициента фильтрации от 4 до 7%.

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

Способ относится к области исследований параметров грунтов, а конкретней к способам определения коэффициента фильтрации плывунного грунта в зоне распространения черноземных почв. Способ определения коэффициента фильтрации грунта, по которому через образец грунта пропускают поток воды. На поверхности образца грунта размещают грузик, фиксируют начало погружения грузика. Затем измеряют параметры образца и потока воды. Далее рассчитывают по измеренным показателям коэффициент фильтрации грунта. При этом дополнительно фиксируют величину концентрации гуминовой кислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, и при снижении величины концентрации больше 10% от начального значения вводят в поток воды, направляемый в образец грунта, раствор гуминовой кислоты, восстанавливая величину концентрации гуминовой кислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей определения коэффициента фильтрации грунта, подверженного воздействию гуминовой кислоты, в зоне распространения черноземных почв.

Способ определения коэффициента фильтрации грунта, 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 гуминовой кислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, и при снижении величины концентрации больше 10% от начального значения вводят в поток воды, направляемый в образец грунта, раствор гуминовой кислоты, восстанавливая величину концентрации гуминовой кислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения.