Изобретение относится к строительству, к исследованиям грунтови может быть использовано при определении зернового состава обратных фильтров гидросооружений и, в частности, земляных плотин с внутренним дренажом.
Известен способ исследования устойчивости контакта двух грунтов различной крупности, один из которых (мелкозернистый) является защищаемым грунтом основания сооружения, а другой (крупнозернистый) - фильтровым материалом. Этот способ реализуется путем укладки в рабочую камеру фильтрового материала на защищаемый грунт и создания в исследуекых грунтах восходящего фильтрационного потока, перпендикулярно их контакту 1.
Недостаток этого способа состоит в том, что он позволяет определить проникание мелкозернистого защищаемого грунта в поры крупнозернистого фильтрового материала только для конкретного взаимного положения грунтов в рабочей камере, а именно: фильтр над защищаемым грунтом. В сооружениях же встречаются дренажи с обратным расположением грунтов згидишаемый грунт над фильтром, ус тойчивость контакта которых отличается от таковой при расположении фильтра над защищаемым грунтом.
Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому способ определения устойчивости контакта двух различных по крупности несвязных грунтов, включающий последовательную укладку в рабочую камеру
10 крупнозернистого фильтрового и мелкозернистого защищаемого грунтов, приложение нагрузки на поверхность мелкозернистого грунта, замачивание грунтов водой снизу вверх, создание
15 фильтрации воды сверху вниз, измерение пьезометрического градиента фильтрационного потока, осадки мелкозернистого грунта и глубины его проникновения 2.
20
Однако известный способ позволяет определить все показатели только . для той части проникания защищаемого грунта в поры фильтра, которая происходит уже после того, как грунты 25 уложены в рабочую камеру один на другой и не позволяет проконтролировать все необходимые показатели проникания, происходящего в процессе укладки грунтов в рабочую ка30меру.
Фигм-рлнионнып пгпок в грунтах выходом фильтрата ц ;,ак 8. УстойчиnOCTf-: КСНТ ;сга двух грунтов ггутем КОНТГ.1Г5.1;Я П о гиканич -мелкозернистого --рг,1 кру ннозернистого
; ру;--га :..,: Р(лел -7;ст -кспериментальН1 у Y-, дг,л :п апа: на - после соп7. С: а-ической нагрузки Р на rpyijTiJ при их замачивании и на втором - зи подаче в с. .т;ы а рабочую камеру L из бака 9 : в:: ; ;одом фильтрата п ба 8, что обеспечивает в рабочей If нисходящугс стационарную фильтрацию. При зтом положение бако а и 9 гю отпаиению к рабочей камере i задают в зависимости от требуемой зеличи1 ы г ьезометрического градиент фильтра:;ион; его J , диктуемог ; jaKTHKoH (конкретными узловиями э 1ИЛ|.,ог-ооруже;:ии )
а .;
оих liTanax проведения экспеpи :eцiaг;ел;-.чину проникания опредеЛЯЮТ :Г двум показателям: по измеpHeNroA je;pe3 ерез прозрачнме стенки рабочей ; амерг5
помощьк) л -5нейки глубине1роникания G,; частиц мелкозернист-то грунта в поры крупнозернис10ГО и по величине осадки грунтов с/контролируемой с помощью индикатора 18. Кроме того, на втором этапе проведения эксперимента устойчивост контакта определяется еще по трем показателям: зо-первых, по величине пьезометрического г-радиента фильтраГ;ионно; о noTOj-ca в контактной зоне, лирелстгяемого по показаниям пьезо..)(;т;)н ческих трубок 12, 1; и 13, 15
П j -П 15
и
/ 1 - -1I
,15
14
где -j ., -|Д и 2 расстояние между
1S 1 1ьезометрическ:т 4И- трубками соответственно 12, 14 и 13, 15; :,-, , П/j и ТсД, - показания,
во-вторых, по величинам коэффициентов фильтрации крупнозермистогс и ieлкoзepниcтoгo грунтов, определяемых для трех участков грунтов в рабоче, камере следующим образом:
iZpT фильтрата, - площадь поперечноге сечения рабочей камеры, Зр - гь.:;3ометрический градиент фильтрационного потока определя. для трех участков грунтов в рабочей камере: для толщи мелкозернистого грунта, крупнозернистого грунта и контактной зоны и и-третьих,- по мутности фильтрата.
По результатам определения всех показателей s процессе эксперимента строят графики изменения этих показателей во времени. Каждый этап эксперимента и эксперимент в целом считаются завершенны уш при условии стабилизации одновременно всех показателей ,
После завершения эксперимента при выгрузке грунтов на рабочей камеры кpyпнoзep;i scтый грунт с заполпившим eiC) iKiphi мелкозернистым грунтом рас;ссивают с помощью компле та сит и определяют количество и состав мелкозернистого грунта, проникшего в поры крупнозернистого, Сопоставляя полученные величины с допустимыми, которые назначают в зависимости от конкретных условий/, (капитальность гидросооружений, его конструкция, условия эксплуатации и т.д.), решают о возможности исползования крупнозернистого грунта в кчестве фильтра для защиты мелкозернистого грунта. Так например, для любого гидросооружения одновременно должны выполняться следующие соотношения.
Глубина проникания мелкозернистого грунта в поры крупнозернистого фильтра долж})а быть меньше толщины слоя фильтра, осадка поверхности мелкозернистого грунта не должна превышать половины толщины слоя это грунта, пьезометрический градиент в контактной зоне не должен превышать величину среднего пьезометрического градиента на всей толщине слоя мелкозернистого грунта, объем мелкозернистого грунта, проникшего в поры крупнозернистого, не должен превышать половины объема пор крупнозернистого грунта, коэффициент фильтрации крупнозернистого грунта в контактной зоне должен быть ниже коэффициента фильтрации толщи мелкозернистого грунта и, наконец, фильтрат не должен содержать наиболее крупных частиц защищаемого мелкозернистого грунта.
Для какого-либо конкретного гидрсооружения могут быть выдвинуты более Жесткие требования.
Предлагаемый способ может быть использован при проведении исследований для определения зернового состава обратных фильтров гидросооружений. Одновременное и более точное определение осацки и суммарной глубины проникания защищаемого грунта в поры фильтрового по сравнению с известными способами позволяет уменьшить трудоемкость и стоимость
.исследований, сократить сроки их проведения, повысить производительность труда. Более точная оценка устойчивости контакта двух грунтов путем точного определения суммарного проникания частиц, защищаемого грунта в поры фильтра и происходящей при этом осадки позволяет более надежно запроектировать обратные фильтры и расширить тем самым применение естественных несвязных грунтов для обратных фильтров и, следовательно, снизить стоимость фильтров.
5
Формула изобретения
Способ определения устойчивости контакта двух различных по крупности несвязных грунтов, включающий
0 последовательную укладку в рабочую камеру крупнозернистого фильтрового и мелкозернистого защищаемого грунтов, приложение нагрузки на поверхность мелкозернистого грунта, замачивание грунтов снизу вверх, созда5ние фильтрации воды сверху вниз, измерение пьезометрического градиента Фильтрационного потока осадки мелкозернистого грунта, и глубины его проникания, отличающий0с я тем, что, с целью повьвиенкя точности измерений, в процессе укладки грунтов между крупнозернистым фильтровым и мелкозернистым.защищаемым грунтами помещают растворимое вещест5во, замачивание грунтов осуществляют до полного его растворения, а в прдцессе растворения и фильтрации одновременно измеряют глубину и количество проникания мелкозернистого грунта
0 в поры крупнозернистого грунта.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Истомина B.C. Фильтрационная устойчивость грунтов. М., Стройиздат,
1957,с. 81.
5
2.Кондратьев В.Н. Фильтрация и механическая суффозия в несвязных грунтах. Симферополь, Крымиздат,
1958,с. 52 (прототип).
W f2 f fO
Г /($ i) /5
