Способ определения коэффициента проницаемости трещины

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к определению коэффициента проницаемости трещин преимущественно в скальных поро .дах и в бетонных сооружениях, и можеТ найти применение при лолевых инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях скальных пород и при строительстве сооружений, при натурныхисследованиях бетонных плотин и отделок подземных сооружений. С целью повьщгения точности определения коэффициента.проницаемости трещины путем исключения погрешности, вносимой проницаемостью соседних трещин, по способу определения коэффициента проницаемости трещины, включающему герметическое закрепление над трещиной напорной камеры, нагнетание в камеру воздуха при постоянном избыточном давлении, измерение избыточного давления и расхода воздуха и вычисление коэффициента проницаемости трещины, напорную камеру закрепляют над трещиной, которую перекрывают по обе стороны от камеры на расстоянии F, 2 Fj , а коэффициент проницаемости трещины определяют по формуле Стр agQ/P 0,952Q/P при Ei/f2 2, P IO дин/см 0,10 ат, где Е, - ширина уплотнительного элемента; f - диаметр полости камеры; а - безразмерный коэффициент , зависящий от отношения H, /Ej: при г, ,06; , 2,5 ,01; IJ ,78; I - динамическая вязкость воздуха, Q - объемный расход воздуха, нагнетаемого в напорную камеру; - избыточное давление. 3 ил. & (Л I ю :л9 35 00 4ik СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G Ol N 15/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3746365/24-25 (22) 30.03.84 (46) 07.06.86. Бюл. В 21 (71) Среднеазиатское отделение Всесоюзного ордена Ленина проектноконструкторского и научно-исследовательского института "Гидропроект" им. С.Я. Жука (72) В.Ф. Илюшин,,В.M. Насберг и P.Х. Бухаиров (53) 625.85:620.1(088.8) (56) Фридлянд А.М. и др. Определение фильтрационных свойств горных пород в шахтных условиях.-Шахтное строительство, 1974, Ф 3, с. 14.

Руководство по методике определения фильтрационно-суффезионных свойств скальных оснований гидротехнических сооружений, П-28-74 ВНИИГ.

Л.: Энергия, отд. 1975, с. 49-50. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ПРОНИЦАЕМОСТИ ТРЕ1ЦИНН (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к определению коэффициента проницаемости трещин преимущественно в скальных поро. дах и в бетонных сооружениях, и может найти применение при полевых инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях скальных пород и при строительстве сооружений, при натурных- исследованиях бетонных плотин и отделок подземных сооружений.

С целью повышения точности определения коэффициента, проницаемости трещины путем исключения погрешности, вносимой проницаемостью соседних трещин, по способу определения коэффициента проницаемости трещины, включающему герметическое закрепление над трещиной напорной камеры, нагнетание в камеру воздуха при постоянном избыточном давлении, измерение избыточного давления и расхода воздуха и вычисление коэффициента проницаемости трещины, напорную камеру закрепляют над трещиной, которую перекрывают по обе стороны от камеры на расстоянии 8, =2 Гг, а коэффициент проницаемости трещины определяют по формуле С, =а Я/Р= г

=0,95)Q/Р при 1, /fz =2, Р 10 дин/см

=О, 10 ат, где И, — ширина уплотнительного элемента; 1г — диаметр полости камеры; а — безразмерный коэффициент, зависящий от отношения /4 BpH,/fg 3, a=1 06; 8 / г=

=2,5 а=1,01; F, / г=l а=0,78; — динамическая вязкость воздуха, Q — объемный расход воздуха, нагнетаемого в напорную камеру; P — избыточное давление. 3 ил.

1236349

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к опрецелению коэффициента проницаемости трещин, преимущественно в скальных породах и в бетонных сооружениях и 5 может найти применение при полевых инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях скальных пород и при строительстве сооружений, при натурных исследованиях бетонных плотин и обделок подземных сооружений.

Цель изобретения — повышение точности определения коэффициента проницаемости трещины путем исключения по- 15 грешности, вносимой проницаемостью соседних трещин.

На фиг. 1 изображено устройство, диаметральный разрез по нему и вдоль испытуемой трещины; на фиг. 2

20 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2 (вариант выполнения устройства прямоугольным) .

Испытуемая трещина 1 (полая) имеет постоянную величину раскрытия 5, находится в скальной породе (или бетоне) 2 и выходит на ее поверхность 3, доступную для прижатия устройства. Устройство состоит из пластины 4 (из металла, пластмассы, орга- 30 нического стекла), к которой клеем

5 прикреплена эластичная прокладка

g (например, из мягкой резины с замкнутыми порами) с окном, которое образует камеру 7, против центра

35 окна в пластине 4 имеется отверстие с патрубком 8, глухо соединенным с пластинкой 4.

На фиг. 1 обозначено: диаметр D отверстия в камере, выполненного 40 в направлении трещины, длина уплотнительного элемента б, перекрывающего трещину по обе стороны от камеры 7, расход Q воздуха, нагнетаемого в камеру 7 под небольшим 45 избыточным постоянным давлением Р, линии 9 и 10 тока и линии перепада давления нагнетаемого воздуха внутри трещины, свободные (т ° е. не перекрытые прижимным устройством) участки трещины, находящиеся по обе стороны от устройства, имеют длину, не меньшую 3 Г,.

Определение величины коэффициента проницаемости трещины С,о выполняют следующим образом.

Прижимают, например, рукой нагнетательное устройство к трещине 1, располагая его так „ чтобы трещина

1 находилась внутри камеры 7. Подают через патрубок 8 в камеру 7 воздух с расходом Я, поддерживая в камере

7 постоянным .избыточное давление P (P не должно превосходить 10 дин/см

20,1 ат) . Определяют величины P u Q.

Повторяют эту операцию при значении избыточного давления Р, отличающемся от P в 1,5-2 раза, определяя соответствующую величину расхода воздуха Q, Если выполняется условие (приблизительно с точностью до

5%)

Р Q ((1)

Q то измерение заканчивают и определяют величину С, по формуле Crp =

=0,95 ) — (2) при Р, =2 0 и Р < (1О дин/см =.0,1 ат. Fсли условие

5 2 (1) не выполняется, повторяют операции с нагнетанием воздуха при уменьшенных величинах P и Р, до тех пор, пока не выполнится условие (1) и тогда определяют величину С, по формуле (2) .

Соблюдение условия (1) позволяет убедиться в том, что при движении воздуха в трещине его режим был ламинарным и, следовательно, можно пользоваться формулой (2), действительной при ламинарном режиме.

В формуле (2) > — динамическая вязкость воздуха, нагнетаемого в (масса) трещину, r, величина (праксм с тически не зависит от давления воздуха и слабо зависит от его температуры t С: о где и — динамическая вязкость о воздуха при температурах соответственно t и 0 С, g, =О,!70"10 г(масса)

/см с, при t=l0 С 4 =О 175

" l0 г(масса) см с, при t=20 С =0,179 "10 г (масса) /см ° с.

При определении Crp желательно измерить величину t, чтобы подста0 вить правильное значение в формулу (2) .

В формуле (2) Q — обьемный расход воздуха, см /с, P — избыточное давление воздуха, дин/см, С, выража2 ется в см .

Формула изобретения

Способ определения коэффициента проницаемости трещины, заключающийся в креплении напорной камеры с уплотнительным элементом над трещиной, нагнетании в камеру воздуха при постоянном избыточном давлении, измерении избыточного давления и расхода воздуха и определении коэф.фициента проницаемости, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения путем исключения погрешности, вносимой проницаемостью соседних трещин, для нагнетания воздуха используют напорную камеру, параметры которой — ширину прокладки Е< и диаметр полости камеры 1 выбирают из условия

-0

3. — >1, 2

5 а коэффициент проницаемости трещины вычисляют по формуле

С а

С, а д р где Я вЂ” объемный расход воздуха, на1О гнетаемого в камеру;

Р— избыточное давление; — динамическая вязкость воэдухаю а - безразмерный коэффициент, 5 зависящий от отношения

Fi — причем 0,78 а 1,6.

1236349

Г

/ — 4=

Составитель Е. Карманова

Редактор Н. Данкулич Техред Л.Сердюкова Корректор M. Иаксимишинец

Заказ 3082/45 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4