Прибор для определения проницаемости материала заполнителя противофильтрационных стенок

 

ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ МАТЕРИАЛА ЗАПОЛНИТЕЛ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ СТЕНОК, содержащий камеру для размещения Ьбразца, снабженную съемной перфорированной крышкой и средствами подвода фильтрующей cpejcjbi и деформации образца, отличающий с я тем, что, с целью повышения достоверности определения , средство деформации образца выполнено в-виде эластичной камеры, сообщенной с источником давления и прикрепленной к дну камеры ДЛ1Я размещения образца под съемной перфорированной крышкой установлена упругая проницаемая диафрагма, а между образцом и камерой размещен проницаемый , вкладыш, причем модуль упругости материала вкладыша равен модулю упругости материала диафрагмы.

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК экю С О1 N 1 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3394956/18-25 (22) 10.02.82 (46) 23 06.83. 6юл. И 23 (72) M.Ô. Хаски, В.М. Королев и С.В. Степанов (71) Специализированный проектноизыскательский и экспериментальноконструкторский институт Гидроспецпроект" (53) 625.85:620.Т (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

П 162998, кл. GOl и 15/08, 1963

2. Авторское свидетельство СССР

< 652256, кл. 001 М 15/08 1974 (прототип). (54)(57) ПРИ60Р ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПРОНИЦАЕМОСТИ МАТЕРИАЛА ЗАПОЛНИТЕЛЯ

„„SU„„l 024804 А

ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ СТЕНОК, содержащий камеру для размещения образца, снабженную съемной перфорированной крышкой и средствами подвода фильтрующей среды и деформации образца, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения, средство деформации образца выполнено в виде эластичной камеры, .сообщенной с источником давления и прикрепленной к дну камеры для размещения образца, под съемной перфорированной крышкой установлена упругая проницаемая диафрагма, а между образцом и камерой размещен проницаемый .вкладыш, причем модуль упругости материала вкладыша равен модулю упру- Е :гости материала диафрагмы.

10211804

Изобретение относится к конт рольно измерительной технике и может быть использовано при строительстве гидро5 технических сооружений для подбора и оценки материала противофильтрационных стенок.

Известен прибор для определения проницаемости материала заполнителя противофильтрационных стенок, содержащий камеру размещения образца с устройством, обеспечивающим деформацию образца $1 J .

Недостатком такого прибора явля" ется то, что в нем затруднена консолидация материала образца, так как направление консолидации и сила тяжести взаимно перпендикулярны, что ведет к неравномерной плотности консолидируемого образца.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является прибор для определения проницаемости материала заполнителя противофильтрационных стенок, содержащий камеру для размещения образца, снабженную съемной перфорированной крышкой и средствами подвода фильтрующей среды и деформации образца (2."1

Недостатком известного прибора является то, что в нем нельзя изучать проницаемость материала в условиях больших относительных деформаций изгиба образца, т.е.. в условиях, близких к условиям работы материала про- З5 тивофильтрационных стенок. Этому препятствует конструкция средства деформации в виде жесткого штампа и днище камеры в виде жесткой перфорированной пластины. В этих усло- виях материал образца испытывает только сжимающие усилия, в то время как материал заполнителя противофильтрационной стенки испытывает не только сжимающие, но и растягиваю-45 щие напряжения, при этом наблюдаются большие деформации изгиба материала стенки.

Целью изобретения является повышение достоверности оценки прони- 50 цаемости материала заполнителя проти, вофильтрационных стен.

Поставленная цель достигается тем, что в приборе для определения . проницаемости материала -заполнителя 55 противофильтрационных стенок, содер-,, жащем камеру для размещения образца, снабженную съемной перфорированной крышкой и средствами подвода фильтрующей среды и деформации обраэца, средство деформации образца выполнено в виде эластичной камеры, сообщенной с источником давления и прикрепленной к дну камеры для размещения образца, под,съемной перфорированной крышкой установлена упругая проницаемая диафрагма, а между образцом и камерой размещен проницаемый вкладыш, причем модуль упругости материала вкладыша равен модулю упругости материала диафрагмы.

Предлагаемый прибор моделирует условия формирования материала заполнителя траншейной противофильтрационной стенки и последующей его работы как противофильтрационного элемента в условиях больших деформаций (прогибов). Траншейная противофильтрационная стенка сооружается в пористой, среде, как правило, в песчано-гравелистом основании плотин с коэффициентом фильтрации 10—

200 м/сут и модулем деформации в пределах 10 - 6„ МПа. Траншея противофильтрационной стенки заполняется материалом, имеющим первоначально преимущественно текучую консистенцию, например, глинистой или глино- цементной пастами, глинистым раствором с добавлением полиактиамида в качестве отвердителя и т.п. Формирование тела завесы происходит путем консолидации защемленного в пористой среде мате- риала основания (например, песка ) с отжатием иэ него воды в окружающую пористую среду. Этому процессу способствуют сжимающие усилия среды, включающей материал траншейной завесы.

При возникновении на стенке перепада напора, например, при заполнении водохранилища плотины происходит фильтрация воды сквозь материал тела завесы с одновременной деформацией ее (прогибом ) от воздействия гидродинамических сил фильтрационного потока, веса плотины, давления вмещающего грунта и других факторов. . В предлагаемом приборе образец материала заполнителя противофильтрационной стенки моделирует описанные .условия ее работы при консолидации (жесткая перфорированная крышка) и при прогибе крышка снята). Проницаемый вкладыш и диафрагма моделируют вмещающие грунты, следовательно их проницаемость и деформируемость должны находиться в пределах, соот1024804, вествующих коэффициенту фильтрации

10 - 200 м/сут и модулю упругости

10 - 65 МПа грунтов, Расчетами установлено, что максимальное отношение прогиба противофильтрационной стенки к ее глубине может достигать 0,50. Для наиболее полного отражения натурных условий конструкция прибора должна обеспечи-, вать такой же относительной прогиб образца материала стенки, т.е. до

0,5 его диаметра.

На фиг. 1 изображено сечение прибора при определении проницаемости образца материала стенок, на фиг.2то же, в процессе его деформации.

Прибор для определения проницаемости образца материала заполнителя противофильтрационных стенок содержит камеру 1 размещения образца с штуцером 2 и съемной перфорированной крышкой 3. Под крышкой 3 закреплены кольцо 4 и упругая проницаемая диафрагма 5, выполненная, например, из листа перфорированной или пористой резины.

В камере размещены проницаемый вкладыш 6, выполненный, например, из пористой резины или зернистого материала, и средство 7 деформации образца, выполненное в виде эластичной камеры, сообщенной с источником давления (не показан) и прикрепленной к дну камеры для размещения образца, Причем диафрагма 5, вкладыш 6 и средство 7 деформации образца выполнены с возможностью обеспечения прогиба в центре образца до 0,5 его диаметра °

Прибор содержит также контрольно-из.мерительную аппаратуру 8 (датчики давления, измерители прогиба, расхо. да и др.) и образец 9 материала .за ;полнителя..

Прибор работает следующим .образом.

В камеру 1 размещения образца помещают средство 7 деформации образца йа которое укладывают проницаемый вкла,дыш 6. Затем на поверхности вкладыша

6 располагают образец исследуемого материала- 9 заподлицо с торцовой поверхностью камеры 1. Образец 9 закрывают упругой проницаемой диафрагмой 5, которую кольцом 4 прикрепляют к камере 1. Затем устанавливают перфорированную крышку 3 и прикрепляют ее к кольцу 4; Камеру 1 посредством штуцера 2 и средства 7 деформа-.

5 ции образца соединяют с источником давления, в качестве которого может быть использован компрессор с дополнительным водяным резервуаром.

Затем в средство 7 деформации образ; о ца подают под давлением жидкость или газ. Расширяясь,,средство 7 деформации образца передает давление на про-, ницаемый вкладыш 6 и через него на исследуемый образец 9. Одновременно

15 через штуцер 2 в камеру 1 подают под давлением жидкость, которая проходит через проницаемый вкладыш 6, образец 9,, диафрагму 5 и перфорацию крышки 3, по расходу этой жидкости о судят о процессе консолидации образца 9. Стабилизация расхода жидкости свидетельствует об окончании процесса консолидации образца 9 материала.

2S По окончании процесса консолида-. ции образца 9 осуществляют определе- ние проницаемости образца 9 при его деформации (изгибе). Для этого -::".,аляют перфорированную крышку . Об 0 разец 9 деформируется (изгч".::ается), вместе с ним деформируется и диафрагма 5. Одновременно через штуцер 2 в камеру 1 продолжают подавать под давлением жидкость, которая прохо35 дит через вкладыши 6, образец 9 и диафрагму 5. Величина расхода жидкости через образец (проницаемость ) при различной его деформации (прогибе)позволяет судить о пригодности этого материала для противофильтрационной стенки.. Увеличение расхода фильтрации (при неизменном давлении) при деформации образца будет свидетельствовать о его разрушении.

Использование предлагаемого прибора позволяет повысить достоверность определения проницаемости материала противофильтрационных стенок при его консолидации и деформации путем мо50 делирования условий работы стенок . и тем самым повысить надежность гид.ротехнических сооружений, в состав которых входят противофильтрационные стенки.

1024804

Фиа2

Составитель О. Алексеева

Редактор P. Цицика Техред А.Ач.!

Корректор А. Повх

4 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4384/40 Тираж 873 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР

1 по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5