Устройство для измерения переменного порового давления в водонасыщенном грунте при динамических воздействиях на него Советский патент 1959 года по МПК G01L9/18 G01N33/24 

Известные .устройства для измерения переменного норового давления в водонасыщенном грунте при динамических воздействиях на него (взрыв, вибрация и т. н.) применимы для незначительных частотных и динамических дианазонов изменения норового давления и не применимы для решения ряда вопросов, возникающих при изучении свойств грунтов, например вопроса о потере устойчивости и разл ижения водонасыщенных грунтов, для которых необходимо измерять перовое давление в широком частотнот (от нескольких герц до кгц) и динамическом диапазоне (от нескольких г/сж до нескольких кг1сл1. Этот недостаток устранен в предлагаемом зстройстве, в корпусе которого установлен электрокинетичесский элемент, выполненный в виде пористого диска, расположенного междху двумя кольцами с мембранами, полости между которыми, как и поры диска, заполнены дистиллированной водой. Кроме того, к каждой мембране прикреплен контакт провода экранированного кабеля, присоединенного к широкополосному усилител)о с высокоомным входом, регистрирующему избыточное поровое давление по отклонению шлейфа осдил4трафа.

.;., На чертеже изображеиа схема предлагаемого устройства.

., Устройство имеет следующую конструкцию.

В стальной цилиндрический корпус 1 запрессован цилиндр 2, например, из органического стекла. В цилиндр 2 вставлены кольца с латунными мембранами 3 vi 4. Между этими кольцами находится пористый диск 5. Пространство между мембранами 3 i 4 заполнено дистиллированной водой. Этой же водой насыщен пористый диск. Кольца с мембранами.

№ 123334

вода и пористый диск образуют электрокииетический элемент. Для предотвращения вытекания воды из электрокинетического элемента, а также для предотвращения перетекания воды в обход пористого диска служит уплотнительная р.е яновая шайба 6. Электрокинетический элемент зажимается в цилиндре 2 кольцевой гайкой. Между кольцевой гайкой и кольцом с мембраной зажимается кольцевой контакт 7, к которому присоединен центральный нровод 8 экранированного кабеля 9. Кабель 9 выводится через сальник. Корпус Ю сальника зажимается в корпусе устройства кольцевой гайкой //. Для предотвращения передачи давления скелета грунта на мембрану 3 на корпус устройства навинчивается крышка 12. Центральная часть крышки перфорирована и дополнительно защищена латунной сеткой 13. Пространство между сеткой 13 и мембраной 3 заполняется под вакуумом жидким маслом (во избежание попадания в это пространство пузырьков воздуха). Для предотвращения попадания пузырьков воздуха в электрокипетический элемент установка последнего в корпусе / производится в дистиллированной воде, причем предварительно детали электрокинетического элемента и корпус / необходимо кипятить в дистиллированной воде под вакуумом, равным 8 мм рт. ст.

Электродами электрокинетического элемента являются мембраны 3 и 4. Мембрана 4 через кольцевой контакт 7 соединяется с центральным проводом экранированного кабеля 9. Экран 14 кабеля 9 соединяется с мембраной 3 через корпус 10 сальника, гайку 11 и корпус / устройства.

При работе устройство помещается в то место водонасыщенного грунта, где необходимо измерить переменное поровое давление. Возникшее в грунте поровое давление через масло, находящееся за сеткой 13 в полости 75, передается на мембрану 5 и вызывает появление избыточного давления в ячейке 16. Под разности давлений в ячейках 16 и 17, расположенных по обе стороны пористого диска 5, возникает электрическая разность потенциалов, которая по кабелю 9 подается на вход широкополосного усилителя с высокоомным входом (порядка 1 .ном). Усилениое напряжение записывается на ленте шлейфного осциллографа. Отклонение шлейфа осциллографа пропорционально велц,чине избыточногопорового давления. Коэффициент пропорциональности одтределяется при калибровке устройства в баке с водой методом сравнения с калиброванным измерителем давления щоды.

Предмет изобретения

Устройство для измерения переменного порового давления в водонасыщенном грунте при динамических воздействиях на него (взрыва, вибрации и т. п.), вьшолпенное в виде цилиндрического корпуса с крышкой, имеющей перфорированную часть, закрытую сеткой, для передачи внутрь корпуса порового давления, отлича ющееся тем, что, с целью возможности замера порового давления в широком частотном и динамичееком диапазонах, внутри корпуса установлен электрокинетический элемент, выполненный в виде пористого диска, расположенного между двумя кольцами с мембранами, полости между которыми, как и поры диска, заполнены дистиллированной водой, а к мембране прикреплен контакт провода экранированного кабеля, присоединенного к широкополосному усилителю с высокоомны.м входом, регистрирующему избыточное норовое давление цо отклонению шлейфа осциллог-рафа.