Датчик для измерения порового давления в грунте Советский патент 1986 года по МПК E02D1/00 

Изобретение относится к инженерно- геологическим исследованиям для целей строительства на сильносжимаемых водонасы- щенных грунтах, в частности к технике измерения давления воды в порах грунта, находящегося под нагрузкой, при проведении лабораторных и полевых исследований.

Цель изобретения - повышение точности определения порового давления путем устранения инерционности датчика и обезвоживания им грунта.

На фиг. 1 схематически изображен датчик; на фиг. 2 - зонд датчика, поперечный разрез; на фиг. 3 - то же, продольный разрез.

Датчик для измерения порового давления в грунте содержит приемный зонд 1, соединительную трубку 2 и манометр-капилляр 3. Приемный зонд 1 выполнен в виде двух стаканов 4 и 5 с перфорированными днищами большего и меньшего диаметров, один из которых открытой стороной свободно расположен в другом, а образованная между ними полость заполнена сжимаемым водопроницаемым материалом 6. Для исключения перекоса при установке зонда стенки большего стакана с внутренней стороны имеют выступы 7, взаимодействующие со щелями 8, образованные в стенках меньшего стакана. Отрезок соединительной трубки 2, внедренный в приемный зонд 1, имеет перфорацию.

Размеры приемного зонда I датчика назначаются исходя из следуюплих условий. Высота приемного зонда 1 принимается в зависимости от деформационных свойств исследуемого грунта и конструктивных особенностей, т.е. диаметра соединительной трубки 2 и толщины дна -стакана 4 и 5. Она должна быть не менее

(, 2Ьц.

где А{-ожидаемая деформация материала 6 приемного зонда 1 датчика;

dmp - внешний диаметр соединительной трубки 2;

Ьц - толщина дна стаканов 4 и 5.

Площадь приемного зонда 1 датчика определяется исходя из условия содержания в нем объема воды, необходимой для заполнения манометра-капилляра 3 в процессе испытания грунтов, и может быть найдена по формуле

V - объем воды, необходимой для заполнения манометра-капилляра 3 при производстве измерений;

6-коэффициент пористости материала 6 приемного зонда 1. Прибор работает следующим образом. Через соединительную трубку 2 приемный зонд 1 заполняют дегазированной водой, после чего его помещают в образец исследуемого грунта и при помощи соединительной трубки 2 подключают к манометру-капилляру 3, по шкале которого делают начальный отсчет, соответствующий

высоте воздушного столбика в трубке при атмосферном давлении. При этом необходимо, чтобы уровень воды в трубке совпадал с уровнем свободной поверхности воды Б приборе. К образцу грунта прикладывают вертикальную нагрузку. Деформируемый грунт давит на меньший стакан зонда, который погружается в больший. При этом уменьшается объем пористого материала 6. Отжимаемая из материала 6 вода через соединительную трубку 2 поступает в

манометр-капилляр 3, повышая в нем уровень.

Давление в поровой воде вычисляется по зависимости

р Н

Кш- J

где NO- начальная высота воздушного столбика в манометре-капилляре; N - высота воздушного столбика после

приложения нагрузки. Применение предлагаемого датчика позволяет сохранить характер деформации грунта в зоне приемного зонда датчика, а также исключить обезвоживание грунта за счет того, что вода, необходимая для заполнения манометра при проиводстве испытаний, содержится в объеме приемного зонда.

Формула изобретения

Датчик для измерения порового давления в грунте, преимущественно сильносжимаемом, включающий приемный зонд, соединительную трубку и манометр, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения порового давления путем устранения инерционности датчика и обез- воживания им грунта, приемный зонд выполнен в виде двух стаканов с перфорированными днищами, один из которых открытой стороной свободно расположен в другом, а образованная между ними полость заполнена сжимаемым водопроницаемым материалом.

Изобретение может быть использовано для измерения давления воды в порах грунта, преимущественно сильносжимаемого. находящегося под нагрузкой. Целью изобретения является повышение точности определения порового давления путем устранения инерционности датчика и обезвоживания им грунта. Датчик состоит из приемного зонда 1, соединительной трубки 2 и манометра - капилляра 3. Приемный зонд выполнен в виде двух стаканов с перфорированными днищами 4 и 5, один из которых открытой стороной свободно расположен в другом, а образованная между ними полость заполнена сжимаемым водопроницаемым материалом 6. Перед размещением приемного зонда в грунт он через соединительную трубку заполняется водой. При приложении нагрузки к исследуемому образцу сильносжимаемого грунта находящийся в нем приемный зонд датчика деформируется вместе с ним. 3 ил. (О to сд ел 05 00 00 Фиг-. 2

Редактор О. Головач Заказ 4791/31

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж--35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

иг.З

Составитель Г. Мартынова

Техред И. ВересКорректор В. Бутяга

Тираж 641Подписное