Способ испытания грунтов в скважине и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК G01N33/24 

СП

С

Использование: область строительства, инженерно-геологические исследования. Сущность изобретения: перед подачей воды в грунт осуществляют его оттаивание, замеряют объем оттаявшей воды переднюю площадь горизонтального с еч ёния э Ллйпсоида оттаявшего грунта. Подают воду в объеме, равном объему оттаявшей воды. Фиксируют продолжительность времени установившегося потока воды. Коэффициент фильтрации определяют по формуле. Устройство содержит термопрессиометр с фланцем-шайбой, имеющим полость с радиальными цилиндрическими каналами с коническими ушире- ниями. Устройство содержит сосуд для сбора воды, дистанционный уровнемер, Па- кер размещен над фланцем-шайбой термо- прессиометра. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при инженерно- геологических исследованиях оттаивающих грунтов, расположенных в зоне распространения многолетне-мерзлых грунтов.

Наиболее близким из известных к заявленному способу является способ испытания грунтов в скважине, включающий установку прессиометра в скважине, подачу воды в грунт на участке выше размещения прессиометра. Недостатком способа являются разные значения длин пути фильтрации воды, неопределенность размеров и объема массива грунта, через который фильтруется вода, а также повышенные значе ния напора воды, что приводит к разрушению текстуры слабых грунтов.

Наиболее близким из известных к заявленному устройству является устройство

для испытания грунТовГсбДё ржаЩёе тер мо- прессиометр с фланцем-шайбой, дистанционный уровнемер и измерительные приспособления. Недостаток устройства - низкая точность испытаний.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет определения коэффициента фильтрации в оттаявшем грунте, а татйжё по в ы шёние точности испытаний.

Достигается цель тем, что в способе испытания грунтов в скважине, включающем установку прессиометра в скважи й е, подачу воды в грунт на участке выше размещения прессиометра, перед тйодЗчей воды в грунт осуществляют его оттаивание с последующим замером объема оттаявшей воды и средней площади горизонтального поперечного сечения эллипсоида оттаявшего

VI

оо со

-N

|ЧЭ

о

грунта, а подачу воды осуществляют в объеме, равном объему оттаявшей воды при постоянном давлении и температуре, равной температуре оттаявшей воды в процессе фильтрации воды, фиксируют продолжи- тельность времени установившегося потока воды, а коэффициент фильтрации определяют по формуле

Aq - объем воды, прошедшей через оттаявшую зону при установившемся потоке воды;15

At - продолжительность времени установившегося потока воды,

F - средняя площадь горизонтального поперечного сечения эллипсоида оттаявше20

го грунта.

20

Достигается цель тем, что устройство для испытания грунтов, содержащее термо- прессиометр с фланцем-шайбой, дистанционный уровнемер и измерительные приспособления снабжено сосудом для сбо- 25 ра воды и пакером с воздуховодом, фланец - шайба имеет полость, сообщающуюся посредством водовода с источником зоды и выполнена с радиальными цилиндрическими каналами с коническими уширениями к 30 внешней стороне фланца, суммарная площадь поперечного сечения цилиндрических каналов на входе равна площади поперечного сечения водовода, а на выходе кониче- ских отверстий - удвоенной площади 35 поперечного сечения водовода/, сосуд для сбора воды соединен с термопрессиомет- ром и имеет кожух из теплоизоляционного материала, а пакер размещен над фланцем- шайбой термопрессиометра.40

На чертеже представлен общий вид устройства для испытания грунтов.

Устройство содержит термопрессио- метр 1 с фланцем-шайбой 2, имеющим полость 3, Полость посредством водовода 4 45 сообщена с источником воды и выполнена с радиальными цилиндрическими каналами 5 с коническими уширениями 6. Устройство содержит сосуд для сбора воды 7, дистанционный уровнемер 8, пакер 9 с воздуховодом 50 10, позицией 11 показана скважина, позицией 12 - эллипсоид талого грунта, позицией 13 - клапан, воздухоотводящая труба показана позицией 14.

С помощью устройства способ реализу- 55 ют следующим образом.

В скважину опускают сосуд 7 с теплоизоляционным кожухом и термопрессио- метр 1, Термопрессиометр располагают над

сосудом на расстоянии, превышающем длину уровнемера 8, После поджатия термопрессиометра к боковой поверхности скважины 11 и прогрева мерзлбго грунта, образуется эллипсоид 12 талого грунта. В пакер 9 закачивают сжатый воздух по воздуховоду 10 и после перекрытия пакером скважины подают воду по водоводу 4 во внутреннюю полость верхнего фланца-шайбы под давлением, равным сумме величины бытового давления грунта на глубине установки термопрессиометра и атмосферного давления. Оттаявшая вода отжимается в сосуд 7, где уровень воды через определенные сроки измеряют уровнемером 8. Клапан 13 настроен на суммарное давление, равное 0,9 величины бытового давления и атмосферного давления, и при большем давлении клапан 13 сбрасывает воздух по воздухоот- водящей трубке 14. В ходе измерения уровня воды уровнемером 8 отмечают начало срока появления установившегося постоянного потока воды и его окончание, когда величина потока снижается, находят коэффициент фильтрации по формуле

Кф

Aq

где Aq - объем воды, прошедший через оттаявшую зону при установившемся потоке воды г

At - продолжительность времени установившегося потока воды;

F - средняя площадь горизонтального поперечного сечения эллипсоида оттаявшего грунта.

Формула изобретения 1. Способ испытания грунтов в скважине, включающий установку прессиометра в скважине, подачу воды в грунт на участке выше размещения прессиометра, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения коэффициента фильтрации в оттаявшем грунте, перед подачей воды в грунт осуществляют его оттаивание с последующим замером объема оттаявшей в эллипсоидной зоне грунта воды и средней площади горизонтального поперечного сечения эллипсоида оттаявшего грунта, а подачу воды осуществляют в объеме, равном обьему оттаявшей воды при постоянных давлении и температуре, равной температуре оттаявшей воды в процессе фильтрации воды, фиксируют продолжительность времени At установившегося потока воды, а коэффициент фильтрации Кф определяют по формуле

КФ At F

где Aq - обьем воды, прошедшей через оттаявшую зону при установившемся потоке воды;

At - продолжительность времени установившегося потока воды;

F - средняя площадь горизонтального поперечного сечения эллипсоида оттаявшего грунта.

ния точности испытания, устройство снабжено сосудом для сбора воды и пакером с воздуховодом, фланец-шайба имеет полость, сообщающуюся посредством водовода с источником воды, и выполнена с радиальными цилиндрическими каналами с коническими уширениями к внешней стороне фланца, суммарная площадь поперечного сечения цилиндрических каналов на входе равна площади поперечного сечения водовода, а на выходе конических отверстий - удвоенной площади поперечного сечения водовода, сосуд для сбора воды соединен с термопрессиометром и имеет кожух из теплоизоляционного материала, а пакер размещен над фланцем-шайбой тер- мопрессиометра.