Устройство для определения степени водопроницаемости грунта под основаниями гидротехнических сооружений Советский патент 1927 года по МПК E02B3/16 E02D33/00 

На фиг. 1-4 изображено распределение давления под гидротехническими сооружениями и на фиг. 5 изображено предлагаемое устройство.

В виду того, что под каждым гидротехническим сооружением происходит фильтрация воды (за исключением, когда основание и берега представляют собой монолит без трещин, т.-е. сплошной камень или глину, когда фильтрация может быть ничтожной), необходимо, в целях предупреждения опасности повреждения сооружений, производить постоянно наблюдения над состоянием этих вод и грунта под гидротехническими сооружениями. Эта цель может быть достигнута при помощи специально устроенной системы пьезометров. Последние должны быть расположены в одном или нескольких сечениях гидротехнического сооружения, при этом в каждом сечении не менее двух. Пользуясь только пьезометрическими высбтами, созданными существующим напором данного сооружения, не всегда можно было бы судить о состоянии грунтовых вод и грунта основания, ибо грунт очень часто представляет собой не однородную массу с различной плотностью. Кроме того, состояние грунта под сооружением с течением времени, под влиянием непрерывной фильтрации, меняется, а эти изменения будут трудно уловимы при такого рода наблюдениях над пьезометрами. Если, примерно, имеется сечение плотины, в котором расположены пьезометры (фиг. 1), то, наблюдая за показаниями этих пьезометров, замечают, что давление под плотиной распределяется по некоторой линии АВ независимо от плотности грунта. Только в случае наличия в грунте „пустоты, последняя помощью пьезометрических наблюдений, может быть определена, да и то если она занимает „удачное положение / в отношении пьезометров. Такой случай изображен на фиг. 2, где давление распределится не по прямой, а по ломаной лини АСДВ. Оба пьезометра в местах 1 л 2 покажут одинаковые высоты (//i //а), ибо скорость течения будет наибольшей и давление в обоих пунктах будет одно и то же. Но если „пустота будет расг1оложена в положении //, как показано на фиг. 2, то пьезометры не могут выявить .эту „пустоту,и линия давлений будет такой, как изображено пунктиром АВ. То же самое может произойти, если „пустота окажется между местом 5 и точкой В. Таким образом, если давление под плотиной почему-либо изменилось, то линия АВ (фиг. 3), вращаясь около точки В, будет менять величину угла с горизонтом, оставаясь прямой (напр., Л,5 или А,,В), или, делаясь ломаной (напр., АСВ или АДВ) на некоторый промежуток времени, по истечении которого движение фи;(ьтрационных вод станет установившимся. При постоянных наблюдениях над показаниями пьезометров (напр., 3 раза в сутки) всякое такое изменение может быть (не всегда точно) зафиксировано, но наличие только изменения показаний не охарактеризует еш,е полной картины фильтрации и состояния грунта под флюдбетом, так как времена, в течение которых . будут меняться показания, хотя бы двух соседних пьезометров, неодинаковы (в зависимости от плотности грунта). Кроме того, фиксирование начального и конечного момента времени изменения пьезометрических высот затруднительно, даже при наблюдениях три раза в сутки, что не всегда может быть возможным по экономическим соображениям.

Чтобы помош,ью наблюдения над показаниями пьезометров можно было бы судить о состоянии основания сооружения, а следовательно, и знать наиболее слабые места его, необходимо, чтобы подлине плотины хотя бы в одном пункте (или по одной линии) можно было бы, по желанию

технического надзора, изменять показание пьезометра (или ряда пьезометров). Тогда по скорости изменения показаний соседних пьезометров, можно будет судить о состоянии основания сооружения и о характере фильтрации под ними. Предлагаемое устройство и даст возможность определять степень водопроницаемости грунта под основаниями гидротехнических сооружений путем нагнетания или откачки воды из скважины, с целью такого изменения показаний пьезометра. На фиг. 4 показано давление по прямой АВ с ординатами /YJ, //2 и //3, когда в каком либо сечении плотины установлены три пьезометра. В предлагаемом устройстве согласно фиг. 5 применяется трубка К, которая соединенапосредством клапана М с верхним бьефом, а отводная труба L сообщается посредством клапана /V с нижним бьефом. Изменение напора в трубопроводе определяется при помощи соединенного с ним пьезометра.

Соединяя, следовательно, один из необходимых для наблюдения пьезометров через клапан М с верхним бьефом, наблюдающий получает возможность при перекрытии вентилями остальных пьезометров, наблюдать изменения показания данного пьезометра. Закрывая же клапан М, соединяющий систему с верхним бьефом и, огкрывая клапан /V отводной трубы L, соединяют систему с нижним бьефом, куда и изливается вода из наблюдаемого пьезометра. Наблюдения над скоростью изменения показаний соседних пьезометров по сравнению с временем, в течение которого напор доходит до нормальных теоретических размеров, дают возможность судить о состоянии основания сооружения и о характере фильтрации грунтовых вод под ним.

Предмет патента.

Устройство для определения степени водопроницаемости грунта

под основаниями гидротехнических сооружений путем нагнетания или откачки воды из скважины, характеризующееся применением трубы К (фиг. 5), клапаном М соединяемой с верхним бьефом, и отводной

трубы L, посредством клапана Л сообщающейся с нижним бьефом, при чем изменение напора в трубопроводе К-L определяется при помощи соединенного с ним пьезометра.

к-у/1

-С,