Способ определения количества незамерзшей воды в засоленных мерзлых грунтах Советский патент 1981 года по МПК G01N25/06 E02D1/02 

Изобретение относится к строител ству и предназначено для определения несущей способности оснований при проектировании фундаментов здаНИИ и сооружений. Известен способ определения коли чества незамерзшей воды в мерзлых грунтгос, основанный на измерении теплового эффекта путем оттаивания образца мерзлого грунта, предварительно выдержанного в течение суток при заданной отрицательной температуре, в калориметре с жидкостью, им щей заданные теплофизические характеристики 1.В этом способе по кол честву выделенного тепла при оттаив нии перового льда в образце определяют его твердую фазу, принимая температуру плавления льда за О С, теплоемкость незамерзшей воды за. 1 кал-г.град, льда - 0,5 кал/г.град а количественные параметры жидкой фазы находят по разности между суммарншй влагосодержанием и установле ным количеством льда. Недостатком данного способа является то, что он позволяет определить количество незамерзшей воды только в незасоленных мерзлых грунтах, а применительно к засоленным грунтам связан с определением тепло-i физических параметров твердой и жидкой фаз порового раствора (темпера- туры плавления льда, теплоемкости для каждого конкретного случая), что значительно повышает трудоемкость способа. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения количества незамерзшей воды в засоленных мерзлых грунтах путем измерения температуры и влгикиости грунта с последующим физическим воздействием на грунт 2. Недостатком такого способа является неточность определения шей поровой воды за счет визуального определения иссушенной зоиы, а также сложность и трудоёмкость, связайные с поддержанием постояииой отрицательной температуры у образца и у воздуха обдува. Кроме того, такой способ не позволяет использовать его в полевых условиях, что сужает область его применения. Цель изобретения - повышение точности и упрощение технологии. Поставленная цель достигается тем, что в известн 1 способе опрвде-

|ления количества неэамерзшей воды IB засоленных мерзлых грунтах путем измерения температуры и влажности грунта с последующим физическим воздействием на грунт, физическое воздействие на грунт осуществляют путем его замораживания, измеряют температуру замерзания образца грунта через равные промежутки времени до получения постоянных одинаковых показаний, причем о количестве незакюрзшей воды судят по температуре замерзания грунта и содержанию его влажности.

На чертеже показан пример зависимости температуры замерзания (t), от влажности образца (W) при одинаковой концентрации перового раствора, где: по вертикали - влажность (W) образца, а по горизонтали температура начала замерзания (t), соответствующая влажности образца, Кривая показывает границу фазового состояния порового раствора, при этом ниже кривой - количество незамерзшей воды в образце, а выше количество льда.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Образцы талого грунта нарушенного сложения с заданными параметрами, имеющие одинаковую концентрацию порового раствора (К,р ), например 0,005 и различную влажность (W), например 0,05, 0,10, 0,15, 0,20 и т.д., помещают в бюксы и устанавливают по оси каждого образца датчик температуры, например термометр. Затем образцу замораживают при -5 с, например на наружном -воздухе, и через 1015 мин производят измерение температуры замерзания образца, через равные промежутки времени, например 5 мин до получения 3-5 одинаковых показаний. Эта установившаяся температура (t) и будет температурой начала замерзания образца.Затем устанавливается зависимость температуры начала замерзания (t) от влажности (W) при Одинаковой концентрации (Кар. const) порового раствора t f (W), по которой и определяют количество незамерзшей воды.

По графику, например для грунта с концентрацией порового раствора КПР 0,01 при Wc 0,35 и t 5°С количество незамерзшей воды соответствует отрезку ВС и равно 0,13, а количество льда соответствует отрезку АВ и равно 0,22.

Аналогично находят зависимости количества незамерзшей воды от температуры при других концентрациях порового раствора.

Способ отличается простотой и надежностью, он наименее тредоемок в сравнении с известными и не требует для своего осуществления громоздкого, дорогостоящего оборудования, поэтому может применяться в полевых условиях. Способ позволяет сократить время получения необходимых данных в 5-7 раз и повышает точность определения количества незамерзшей

воды в засоленных грунтах за счет отсутствия в способе различиях допусков и визуальных определений.

Формула изобретения

25

Способ определения количества незамерзшей воды в засоленных мерзлых грунтах, путем измерения температуры и влажности грунта с последую0щим физическим воздействием на грунт, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения технологии, физическое воздействие на грунт осуществляют путем его

5 замораживания, измеряют температуру эгилерзания образца грунта через равные промежутки времени до получения постоянных одинаковых показаний, причем о количестве незамерзшей воды. @ судят по температурю замерзания грунта и содержанию его влажности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Руководство по определению е физических и механических характеристик мерзлых грунтов. М., Стройиздат, 1973, с. 20-21.

2.Авторское свидетельство СССР 532044, кл. G 01 N 25/06, 1976 (прототип).

,

-з.д

-l.0

-5S