Устройство для определения фильтрационно-суффозионных свойств несвязных грунтов Советский патент 1986 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к области определения геотехнических свойств грунтов, а конкретнее к лаборатор- ным методам определения коэффициента фильтрации и разрушающего гра- диента контактного размыва несвязных грунтов.

Цель изобретения - повышение точности измерения и расширения функциональных возможностей устройства пу- тем определения разрушающего градиента контактного размыва.

На фиг. Г изображено устройство для определения фильтрационно-суффо- зионных свойств несвязных грунтов, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 на фиг. 3 - пластина на фиг. 4-6 - устройство 30 время определения коэффициента фильтрации и критического градиента контактного размыва при различных по высоте положениях рабочего цилинра относительно корпуса.

Устройство для определения фильт- рационно-суффознонных свойств несвя- занных грунтов состоит из корпуса 1, заполненного водой с конусом 2, песколовкой 3 с запорным краном 4. Верхний торец корпуса 1 снабжен внутренним кольцевым упором 5. Внутри кор- пуса 1 размещен рабочий цилиндр, который выполнен из двух камер,равных по высоте: верхний для воды 6 и нижней для грунта 7. Рабочий цилиндр снабжен внешним кольцевым упо- ром 8, выполненным в виде резьбовой муфты,и имеет внутренние продольные пазы 9, в которых размещена пластина 10 со штуцерами t1, расположенными в шахматном порядке. Пластина 10 имеет с одной стороны гладкую, а с другой шероховатую поверхности.

Боковая поверхность рабочего цилиндра снабжена штуцерами 12, а боковая поверхность корпуса - шту- церами 13. При этом штуцера 11 пластины 10 соединены со штуцерами- 12 рабочего цилиндра 6 и со штуцерами 13 корпуса 1 посредством резиновых трубок 14.

Для возможности перемещения рабочего цилиндра относительно корпуса 1 с целью создания градиента напора Ij, изменяющегося в диапазоне , устройство снабжено подъемно-опуск- ным приспособлением 15.

Устройство работает следующим образом.

6921

Нижнюю камеру 7 рабочего цилинда устанавливают на дно корпуса 1. На верхний торец нижней камеры 7 рабочего цилиндра навинчивают внешний упор 8, выполненный в виде резьбовой муфты. Во внутренних продольных пазах 9 рабочего цилиндра устанавливают пластину 10, загружают нижнюю камеру 7 на полную высоту исследуемым грунтом, отсыпая его тонкими слоями с одновременной подачей воды снизу через конус 2, предварительно открьш кран 4. Соединяют штуцеры 12 рабочего цилиндра со штуцерами на корпусе резиновыми трубками 15. На нижнюю камеру 7 устанавливают верхнюю камеру 6 и соединяют их резьбовой муфтой, заполняют водой верхнюю камеру 6 до отметки слива. Закрепляют на конусе 2 песколовку 3 и поднимают рабочий .цилиндр с помощью подъемного приспособления 15 на высЬту,, необходимую для создания требуемого градиента напора 3, величину которого определяют по формуле

«г .L н

172где Н - разность пьезометрических напоров в сечениях 1-1 и 2-2 см,

6/2 - ьысота нижней секции рабочего и;илиндра,. см. Горизонт воды в рабочем цилиндре во время определения всегда поддерживают на отметке слива.

Верхнее положение рабочего цилиндра фиксируется внутренним упором 5, а максимальная величина гра - диента напора при этом положении рабочего цилиндра определяется по зависимости

-г Н

E/2 + t/2

где t - высота резьбовой муфты, см, t 0,1 /2. Поскольку t.i I, то в крайнем верхнем положении рабочего цилиндра 2 1 .

При любых во зможных положениях рабочего цилиндра относительно корпуса 1 и значениях градиента напора, изменяющегося в диапазоне , образец исследуемого грунта постоянно омывается со всех сторон профильтровавшей через него водой, что обеспечивает равенство температур фильтрующей воды и грунта, при этом фильтрационный поток постоянно движется в направлении увеличения давления.

В момент, когда на каком-либо участке образца исследуемого грунта на контакте с гладкой или Шероховатой поверхностями пластины 10 начинается контактньй размьш, резко возрастает скорость фильтрации, а пьезметрический напор уменьшается, что и фиксируется по показаниям пьезометров, подключенных к штуцерам 11, расположенным в шахматном порядке на пластине 10. В этот же момент определяется и коэффициент фильтрации путем деления величины фильтрационного расхода Q на площадь живого сечения потока F и средний градиент напора 3.

Формула изобретения

1. Устройство для определения фильтрационно-суффозионных свойств несвязных грунтов, включающее корпус со штуцерами на боковой поверхности, заполненный водой рабочий цилиндр с верхней камерой для воды

2427694

и нижней для грунта, устанбвленный с возможностью вертикального перемещения вдоль корпуса, и измерительные приспособления, отлйчающе- 5 е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей путем определения разрушакицего градиента кой- тактного размыва, корпус снабжен )Q внутренним кольцевым упором, а рабочий цилиндр - штуцерами, внешним кольцевым упором, плас тйной со штуцерами, установленными в шахматном порядке, и выполнен с внутренними J5 продольными пазами, при зтом внешний кольцевой упор разделяет рабочий цилиндр на две равные по высоте камеры, пластина размещена во внутренних продольных пазах рабочего 20 цилиндра, а штуцера пластины соединены со штуцерами рабочего цилиндра и корпуса посредством резиновых тру- , бок.

2. Устройство по п. 1, отли- 5 чающееся тем, что, внешний , кольцевой упор рабочего цилиндра выполнен в виде резьбовой муфты.

-Изобретение относится к л абора- ,торным методам определения коэффициента фильтрации и разрушающего-градиента контактного размыва несвязных грунтов, позволяет повысить точность измерений и расширить функциональные возможности устройства, состоит из корпуса 1, в котором размещен рабочий цилиндр из камер: 6 - для воды и 7 - для грунта. Корпус 1 имеет внутренний кольцевой упор 5, его боковая поверхность - штуцеры 13. Рабочий цилиндр снабжен штуцерами 12, внешним кольцевым упором 8 в виде резьбовой муфты и имеет внутренние вертикальные пазы 9. В пазах 9 размещены пластины 10 со штуцерами 11, расположенными в шахматном порядке. 1 з.п.ф-лы, 6 ил. Ё //, ///// fV77 Фиг

У 35

10

фиг.г

Фиг.З

Q

H

-/

. .«.

:f ±rT f-

///////////7/

Ф1/В.4

7777777777777 Фиг.б

,-fi

«to.

I

Ж-. -.- ««

Ф Щ

i o ;

- oI

-/ «s:::

/ --o.

777777777777/77

.8

Составитель Л.Тронина Редактор Н.Рогулич Техред О.Гортвай Корректор В.Бутяга;

Заказ 3694/3,9 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035,- Москва, .Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4