Устройство для определения водопроницаемости и фильтрационной прочности послойно возводимых насыпей Советский патент 1982 года по МПК G01N15/08 

онной прочности поперек слоев отсыпки. Цель изобретения - повышение точности , снижение трудозатрат и сокращение сроков определения водопроницаемости и фильтрационной прочности насыпи вдоль и поперек слоев от-, сыпки. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения водопроницаемости и фильтрационной прочности послойно-возводимых на сыпей , содержащем водонепроницаемый экран и размещенный над ним питающий шурф, в центре водонепроницаемого эк рана выполнены две полосги, одна из которых в сечении имеет форму круга, а другая - форму кольца, причем дно шурфа расположено Над полостями на высоте h, определяемой из соотношения , где b - диаметр дна шу фа, t - толщина слоев отсыпки, а обе полости сообщены с отводящими трубка ми. На чертеже схематически п зедставлено устройство. Устройство содержит экран 1, установленный в центре экрана приемник фильтрата, выполненный в виде двух полостей 2 и 3 одна из которых имеет в сечении форму круга, а другая форму кольца, отводящие трубки k и 5, питающий шурф 6, пьезометры 7 и сосуд 8. Устройство работает следующим образом . В процессе возведения насыпи в нее заложен эк,ран 1, в центре которого вмонтирован приемник фильтрата, полости которого 2 и 3 заполнены фильтровым материалом, например мелким гравием, и сообщены с отводящими трубками и 5. По окончании возв дения насыпи над приемником устраивают питающий шурф 6, дно которого расположено над приемником фильтрата на высоте h, удовлетворяющей соотношению Ь 2;. h $2t, где b - ширина шурфа, t - толщина слоев отсыпки пи, а по обе стороны от шурфа для наблюдений установлены пьзометры. Из сосуда 8 подают воду, поддерживая постоянный уровень ее в шурфе, т.е. высота : 2t воды в шурфе Н должна быть больше двух слоев отсыпки, до полной стабилизации расхода и поверхности 9 депрессии. Высота расположения дна питающего шурфа над приемником фильтранта обусловлена следующим. Водопроницаемость постоянно возводимых насыпей в горизонтальном направлении - вдоль слоев отсыпки всегда больше, чем в вертикальном направлении - поперек слоев отсыпки. Поэтому для определения водопроницаемости в вертикальном направлении необходимо, чтобы фильтрационный поток пересекал бы не менее двух слоев отсыпки, что и определяет необходимость расположения дна шурфа над экраном на высоте, не меньшей двух слоев. Для определения водопроницаемости в горизонтальном направлении необходимо иметь в периферийных по отношению к питающему шурфу частях насыпи горизонтальный фильтрационный поток глубиной, большей двух слоев отсыпки насыпи. Это условие устойчиво обеспечивается, если высота воды в шурфе составляет не менее двух слоев отсыпки насыпи. И, наконец, стабилизация живого сечения вертикальной составляющей фильтрационного потока, поступающего в двухкольцевой дренаж, при выполнении первых двух условий, надежно обеспечивается, если ширина шурфа превышает высоту расположения его/дна над приемником фильтраита.j Таким образом, указанные ограничения высоты расположения дна шурфа над приемником фильтрата, его ширины и глубины воды в нем по отношению к тощине слоя отсыпки насыпи полностью обеспечивает надежное формирование вертикальной и горизонтальной составляняцей фильтрационного потока в насыпи и возможность одновременного определения водопроницаемости и фильтрационной прочности вдоль и поперек слоев отсыпки насыпи. Определение водопроницаемости и фильтрационной прочности насыпи ведут в следующем порядке. По расходу фильтрата Q,, из внутреннего кольца дренажа и площади сечения кольцаШр рассчитывают коэф- фициент фильтрации грунта поперек слоев отсыпки насыпи Ки , а по весу сухого остатка в фильтрате и его изменению во времени судят о фильтрационной прочности грунта при фильтрации воды в вертикальном направлении. По разности между расходом воды 0., подаваемой в питающий шурф, и суммарным расходом фильтрата из внутреннего и наружного колец дренажа (), а также по уровням воды в скважинах h и hj, расположенных на расстоянии t и Ij. от оси питающего шурфа, определяют коэффициент фильтрации насыпи вдоль слоев отсыпкиCG-Qb-QnXgg-ei) 1t(.,)( -hi) Степень изменения величины коэффициента фильтрации К. и градиента А -Э W .J 1 по времени при той или иной глубине воды в питающем шурфе дает возможность суди-гь о фильтрационной прочности насыпи вдоль слоев отсыпкиУказанное устройство может быть использовано при проведении исследо ваний и отработки технологии возведения плотин и дамб, выполняемых из различных грунтов и местных материалов способам послойной укатки, одновременном и более точном определе нии вэдопроницаемости и фил.ьтрационной прочности насыпи вдоль и поперек слоев укатки. Устройство позволяет сократить продолжительность и стоимость исследований и более ра ционально проектировать и выполнять дренажные и противофильтрационные у ройства плотин и дамбо

7-. формула изобретения Устройство для определения водопроницаемости и фильтрационной прочности послойно возводимых насыпей, содержащее водонепроницаемый экран и размещенный над ним питающий шурф, отличающееся тем, что, с целью определения водопроницаемости и фильтрационной прочности грунта вдоль и поперек слоев насыпи, в центре водонепроницаемого экрана выполнены две полости, одна из которых в сечении имеет форму круга, а другая - форму кольца, причем дно шурфа расположено над полостями на высоте h, определяемой из соотношения , где Ь- диаметр дна шурфа, t - толщина слоев отсыпки, а обе полости сообщены с отводящими трубками . Источники информации, принятые йо внимание при экспертизе 1.Павчич М.П. и др. Методы определения коэффициента фильтрации грунта. Л., Энергия, 1976. с. 20-23. 2.Насберг 8.М. 1Методика исследования грунтов на водопроницаемость и суффозию в опытных насыпях или теле плотины из местных материалов. Труды координационных совещаний по гидротехнике, вып. IX, и 5-ое совещания по фильтрации в гидротехнических сооружениях. М.-Л., Энергия, , с. 131-133 (прототип).