Прибор для оценки водно-физических свойств грунтов

 

СОЮЗ GQBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК В 4 С 01 0 33/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н asтоимомъ свидетельстВу

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3705714/29-33 (22) 01.03.84 (46) 28.02.86. Бюл. У 8 (71) Государственный всесоюзный дорожный научно-исследовательский институт (72) Э.К. Кузахметова, Ю.М. Львович и Е.С. Пшеничникова (53) 624.131,433(088.8) (56) Чаповский Е.Г. Лабораторные работы по грунтоведению и механике грунтов. М.: Недра, 1975 с. 101.

Методическое пособие по инженериогеологическому изучению горных пород, Изд-во МГУ, 1968, т. П, с. 156. (54)(57) ПРИБОР ДЛЯ ОЦЕНКИ ВОДНОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРУНТОВ, содержащий цилиндр с верхним и нижним перфорированньвчи дисками и крышкой с отверстием, установленный на основание, имеющее отверстие в нижней

ÄÄSUÄÄ 1215024 р, части, и мерный сосуд с делениями, соединенный с цилиндром резиновым шлангом, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и снижения трудоемкости проведения иуытаний путем комплексной оценки водно-физических свойств грунтов на одном и том же образце, как однородном, так и слоистом, IlpH любой плотности и влажности грунта, он дополнительно снабжен камерой для воды с регулирующим клапаном двустороннего дей- ствия, цилиндр выполнен из прозрачного материала в виде отдельных ° сборных колец с патрубками, вмонтированными друг против друга в верхней части каждого кольца, перфорированные диски выполнены нустотелыми, а патрубки снабжены съемными заглушками. а

20

Испытания грунтов в предлагаемом приборе проводят следующим образом.

При необходимости получения трех основных характеристик исследуемого грунта испытание проводят в следующей последовательности: определяют

Изобретение относится к строительству и может быть использовано преимущественно для комплексной оценки водно-физических свойств грунтов при строительстве железных и автомобиль- 5 ных дорог.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей прибора и снижение трудоемкости проведения испытаний путем комплексной оценки водно-физических свойств грунтов на одном и том же образце, как однородном, так и слоистом, при любой плотности и влажности грунта.

На фиг. 1 изображен прибор для оценки водно-физических свойств грунтов, общий вид„ на фиг, 2 то же, при иснытании для определения высоты капиллярного поднятия; на фиг. 3 — то же, при испытании для определения полной влагоемкости на фиг. 4 — то же, при испытании для определения коэффициента фильтрации при переменном градиенте и восходящем и нисходящем потоках на фиг.5 — 25 то же, при испытании для определения коэффициента фил трации при постоянном напоре при восходящем и нисходящем потоках.

Прибор для оценки водно-фиэичес- ЗО ких свойств грунтов содержит основание 1 с отверстием 2 в нижней части, установленный на основание цилиндр

3, выполненный из прозрачного материала в виде сборных колец, каждое из которых снабжено двумя вмонтированными один против другого в верхней части каждого кольца патрубками

4 со съемными заглушками 5, верхний б и нижний 7 перфорированные 40 диски, причем каждый перфорированный диск выполнен в виде пустотелого цилиндрического элемента с отверстиями по его торцам, а верхний перфорированный диск снабжен съемной 45 крышкой 8 с отверстием, сосуд 9 с делениями, соединенный с цилиндром шлангом IO, и водную камеру 11 с регулирующим клапаном 12 двустороннего действия. Кроме того, прибор снабжен зажимами 13 (фиг„.. 1). высоту капиллярного поднятия, полную влагоемкость, а затем-коэффициент фильтрации, При испытании грунт@ нарушенного сложения пробу грунта помещают в нижнее кольцо цилиндра 3 и послойно уплотняют до заданной плотности (от минимальной до максимальной) с помощью трамбовки, аналогично (нри необходимости) загружают следующее кольца. испытываемым грунтом при испытании однородного образца или другой разновидностью грунта при испытании слоистого образца до заданной высоты образца.

При испытании грунта ненарушенного сложения кольцом цилиндра (или двумя кольцами) вырезают образец из монолита.

Для определения высоты капиллярного поднятия грунта цилиндр 3 с грунтом устанавливают на основание 1, а затем в водную камеру 11 с регулирующим клапаном 12 двустороненего действия. Соединяют заполненный водой мерный сосуд 9 резиновым шлангом 10 с клапаном 12 двусторон него действия так, как показано на фиг. 2.

Заданный уровень воды в водной камере 11, который должен находиться в течение всего опыта выше нижнего торца образца на 1 см, поддерживается регулирующим клапаном 12 двустороннего действия.

Вода.по капиллярам грунта поднимается вверх при этом высоту капиллярного поднятия определяют путем неносредственного визуального наблюдения за изменением цвета грунта благодаря прозрачности колец цилиндра.

Высота, соответствующая установившемуся уровню воды, является максимальной высотой капиллярного поднятия.

При необходимости полученная величина может быть дополнительно проконтролирована пересчетом с учетом расхода воды, определенного по шкале мерного сосуда.

Для определения полной влагоемкости этого же образца грунта резиновый шланг 10, одним концом соединенный с мерным сосудом 9, отсоедиияют от водной камеры 11 и соединяют с отверстием в съемной крышке 8 верхнего перфорированного диска 6, 2 15024!

0! о864 1о -(° p. i t. где К

0,864 затем поднимают мерный сосуд 9 на требуемую высоту для создания напора. Цилиндр с грунтом и основанием остаются в водной камере 11 (фиг. 3). Открывают зажим 13, и вода фильтрует через образец сверху вниз.

В момент появления воды в водной камере 11 опыт прекращают, после чего замеряют общее количество профильтровавшей воды по шкале мерного сосуда 9 и количество свободной ,воды в водной камере 11. Разность полученных величин и является характеристикой полной влагоемкости данного вида грунта при заданной его плотности.

Для определения коэффициента фильтрации на этом же образце грунта цилиндр 3, мерный сосуд 9 и водную камеру 11 соединяют в различной по-.

;еледовательности в зависимости от режима испытания.

Предварительно образец грунта насыщают водой.

Для испытаний при переменном напоре воды и восходящем потоке прибор собирают так, -как показано на фиг.4.

При необходимости определения коэффициента фильтрации грунта в одном нижнем кольце вынимают заглушку 5 патрубка 4 этого кольца и подсоединяют резиновый шланг для отвода воды на этом уровне (и так на любом требуемом уровне). Доливают воду в мерный сосуд 9 и открывают зажим 13 резинового шланга, вода начинает. фильтровать снизу вверх. При этом за выбранное определенное время замеряют расход воды по шкале мерного сосуда. Опыт повторяют трижды. Зная время и расход воды, рассчитывают коэффициент фильтрации по известнрй формуле коэффициент фильтрации при а=10 С; расход воды, мл; площадь поперечного сечения цилиндра, см ; время, с; напорный градиент," температурная поправка (0,7-0,09m); о температура воды, С, переводной коэффициент из см/с в м/сут.

t5

3а расчетный коэффициент принимают среднюю из полученных величин.

При переменном напоре и нисходящем потоке после водонасыщения образца грунта мерный сосуд 9, поднятый над цилиндром, соединяют резиновым шлангом с отверстием в съемной крышке 8 верхнего перфорированного дисйа 6. Доливают воду в мерный сосуд, открывают зажим 13, и вода начинает фильтровать сверху вниз °

При этом за определенное время замеряют-.расход воды по шкале мерного сосуда и по полученным данным рассчитывают коэффициент фильтрации .по формуле (1) .

При испытании при постоянном напоре и нисходящем потоке после водонасыщения образца грунта водную камеру 1! с регулирующим клапаном 12 двустороннего действия помещают над цилиндром 3 и соединяют ее резиновым шлангом с отверстием в съемной крьппке 8 верхнего перфорированного диска 6, а мерный сосуд 9 соединяют ,резиновым шлангом с отверстием нижнего перфорированного диска 7 (фиг.5).

Доливают воду в водную камеру 11, открывают зажим, и вода начинает фильтровать через образец сверху вниз, а затем подниматься в мерном сосуде 9 со скоростью, соответствующей скорости фильтрации воды через грунт. 3а определенное время замеряют расход воды по шкале мерного сосуда, и по полученным величинам рассчитывают коэффициент фильтрации по формуле (1) .

Для испытаний при постоянном напоре и восходящем потоке после водонасыщения образца грунта водную камеру 11 с регулирующим клапаном 12 двустороннего действия соединяют резиновым шлангом с отверстием нижнего перфорированного диска 7, а мерный сосуд 9 соединяют резиновыми шлангом 10 с отверстием в съемной крышке 8 перфорированного диска 6.

Доливают воду в водную камеру 11, открывают зажим; вода поступает в образец снизу, фильтруют через него, через резиновый шланг lO попадает в мерный сосуд 9 и поднимается в нем со скоростью, соответствующей скорости фильтрации. 3а опреде1 ленное время замеряют расход воды по шкале мерного сосуда 9, и по полученным величинам рассчитывают коэффициент фильтрации по формуле (1).

1215024

Фиг Ч

ВНИИПИ Заказ 902/52 Тираж 778 Под-.:исное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4