Установка для исследования суффозионной устойчивости грунтов

 

Изобретение предназначено для лабораторного физического моделирования суффозионных процессов, протекающих в различной природно-технической обстановке . Сначала полностью заполняют водой, нижнюю водоприемную камеру и производят сборку водоупорной системы с учетом создания необходимых для данного эксперимента количества и размеров сквозных нарушений. Затем в промежутках между ними и рядом с теми из них, которые занимают крайние положения, или го обеим сторонам от единственной такой пластины на выдвижных опорных пластинах укладывают вставки необходимой ширины, после чего выдвижные водоупорные пластины приводятся в соприкосновение со вставками. Далее производится закладка материала модели в рабочую камеру, а боковые водоприемные камеры заполняются водой до необходимых уровней, которые в дальнейшем поддерживаются автоматически, так же, как и напор воды в нижней водоприемной камере . Затем в водоупорной системе создаются сквозные нарушения сплошности. В случае, когда создается одно нарушение фиксированной ширины, выдвигается одна из опорных пластин и вставка падает на основание камеры-грунтоприемника. Если таких нарушений должно быть несколько, выдвигается одна или обе опорные пластины и лежащие на них вставки выпадают одна за другой. Если условия эксперимента требуют постепенного расширения сквозных нарушений в водоупорной системе и она собрана соответствующим образом, то в том случае, когда требуется расширять одно сквозное нарушение в двух направлениях, сначала одна, затем другая опорные пластины выдвигаются из-под вставок, начиная с середины , и они последовательно то справа, то слева падают в камеру-грунтоприемник. В ходе опыта может изменяться объем камеры-грунтоприемника путем вертикального перемещения его основания или путем перемещения выдвижных опорных пластин, вместе с которыми по горизонтали движутся боковые стенки камеры-грунтоприемника. При этом их высота автоматически изменяется в зависимости от движения основания камеры-грунтоприемника. По ходу эксперимента могут также изменяться уровни воды в боковых водоприемных камерах и напор в нижней водоприемной камере. Кроме того, с помощью поворотного устройства лоток переводится в наклонное положение с постепенным изменением угла наклона. Результаты эксперимента регистрируются в ходе моделирования через прозрачную переднюю стенку фильтрационного лотка фоторегистратором ,свободно перемещающимся в пространстве с помощью подвижной системы. 2 з.п.ф-лы, 5 ил. Ё b

СОЮЗ СОВЕТСКИХ с01)иАлиГтичеГких

РЕСГ1УВЛИК. Ы2, „1823923 АЗ

1ч). 1 G 01 N 15/08 (ОСУДАРСТВЕ HHOF 11ATF;1ТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОсг1Атент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ: ..: . ",,",.„,„

К ПАТЕНТУ (21) 4949350/25 (22) 26.06.91 (46) 23,06.93, Бюл. М 23 (71) Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве (72) В.П. Хоменко, Е.П. Маханько, Е.И. Исаев, Б.М. Фаминцын и В.Г. Рубин (73) В.П. Хоменко (56) Жернова И.Е. и др. Моделирование фильтрационных процессов. Киев: Наукова думка, 1976, с.48-49.

Авторское свидетельство СССР

N . 851201, кл. G,01 N 15/08, 1981. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

СУФФОЗИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ

ГРУНТОВ (57) Изобретение предназначено для лабораторного физического моделирования суффоэионных процессов, протекающих в различной природно-технической обстановке, Сначала полностью заполняют водой. нижнюю водоприемную камеру и производят сборку водоупорной системы с учетом создания необходимых для данного эксперимента количества и размеров сквозных нарушений. Затем в промежутках между ними и рядом с теми иэ них, которые занимают крайние положения, или по обеим сторонам от единственной такой пластины на выдви>кн ых опорных пластинах укладывают вставки необходимой ширины, после чего выдвижные водоупорные пластины приводя гся в соприкосновение со вставками. Далее производится закладка материала модели в рабочую камеру, а боковые водоприемные камеры заполняются водой до необходимых уровней, которые в дальнейшем поддерживаются автоматически, так же, как и напор воды в нижней водоприемной камере. Затем в водоупорной системе создаются сквозные нарушения сплошности. В случае, когда создается одно нарушение фиксированной ширины, выдвигается одна иэ опорных пластин и вставка падает на основание камеры-грунтоприемника. Если таких нарушений должно быть несколько, выдвигается одна или обе опорные пластины и лежащие на них вставки выпадают одна за другой.

Если условия эксперимента требуют постепенного расширения сквозных нарушений в водоупорной системе и она собрана соответствующим образом, то в том случае, когда требуется расширять одно сквозное нарушение в двух направлениях, сначала одна, затем другая опорные пластины выдвигаются из-под вставок, начиная с середины, и они последовательно то справа, то слева падают в камеру-грунтоприемник. В ходе опыта может изменяться объем камеры-грунтоприемника путем вертикального перемещения его основания или утем перемещения выдвижных опорных пластин, вместе с которыми по горизонтали движутся боковые стенки камеры-грунтоприемника.

При этом их высота автоматически изменяется в зависимости от движения основания камеры-грунтоприемника. По ходу эксперимента могут также изменяться уровни воды в боковых водоприемных камерах и напор в ниж11ей водоприемной камере. Кроме того, с помощью поворотного устройства лоток переводится в наклонное положение с постепенным изменением угла наклона. Результаты эксперимента регистрируются в ходе моделирования через прозрачную переднюю стенку фильтрационного лотка фоторегистрато ром, свободно перемещающимся в пространстве с помощью г одвижной системы. 2 э.п.ф-лы, 5 ил.

1823923

Две выдвижные опорные пластины 18 вместе с расположенными над ними двумя 50 выдвижными водоупорными пластинами

19, неподвижными водоупорными пластинами 20 и вставками 21 составляют. водоупорную систему, ограничивающую сверху нижнюю водоприемную камеру 13 и отделя- 55 ющую ее от рабочей камеры 10. Выдвижные опорные пластины 18 имеют по всей их длине продольные направляющие выступы, а эодоупорные пластины 19 и 20 и вставка 21 — соответствующие сквозные пазы.

Изобретение относится к инженерногеологическим исследованиям для любых видов строительства.

Целью изобретения является повышение достоверности исследования путем моделирования различных суффозионных процессов.

На фиг.1 изображена предлагаемая установка, вид спереди; на фиг.2 — то же, вид сверху; нэ фиг.З вЂ” нижняя водоприемная камера, вид спереди, частичный разрез; на фиг,4 — то же, вид слева: на фиг.5 — схема. иллюстрирующая работу водоупорной системы.

Установка (фиг,1,2) имеет жесткую неподвижную раму 1. на которой крепятся с воэможностью их перемещения и поворота вокруг вертикальной оси 2 осветители 3. На раме 1 закреплена также перемещаемая направляющая 4, на которой установлена стойка 5 с фоторегистратором 6. Стойка 5 имеет возможность перемещаться вдоль направляющей 4 и поперек ее по вертикали.

Внутри рамы на горизонтальной оси 7 закреплен прямоугольный фильтрационный лЬток 8, причем между рамой 1 и лотком 8 установлено поворотное устройство 9.

Прямоугольный фильтрационный лоток

8 включает рабочую камеру 10, две боковые водоприемные камеры 11, отделенные от рабочей перфорированными перегородками 12, и нижнюю водоприемную камеру 13 (фиг.3,4), снабженную очистным устройством в виде закрываемого герметичной крышкой сливного отверстия 14, Внутри нижней водоприемной камеры 13 расположена камера-.грунтоприемник переменного объема с вертикально перемещаемым основанием 15 и двумя боковыми стенками переменной высоты. Каждая боковая стенка камеры-грунтоприемника состоит из трех параллельных пластин: подвижной 16, опирающейся нижним торцом на основание 15 камеры-грунтоприемника, и двух неподвижных 17, жестко закрепленных верхними торцами на соответствующей выдвижной опорной пластине 18.

Установка работает следующим образом.

Вначале полностью заполняется водой или другой рабочей жидкостью нижняя водоприемная камера 13 и производится сборка водоупорной системы с учетом создания необходимых для данного эксперимента количества и размеров сквозных нарушений 22. В случае. когда создается одно такое нарушение и его ширина в дальнейшем не меняется (фиг.5 а), на одной из выдвижных опорных пластин 18 в нужном месте укладывается вставка 21 необходимой ширины, а выдвижные водоупорные пластины 19 приводятся с ней в соприкосновение. Если нарушение 22 должно расширяться в ходе эксперимента в двух направлениях (фиг.5 a), то на сомкнутых в нужном месте выдвижных опорных пластинах 18 укладывается необходимое количество одинаковых вставок 21, а выдвижные водоупорные пластины 19 приводятся в соприкосновение с боковыми поверхностями вставок, занимающих крайние положения.

При необходимости создания нескольких сквозных нарушений 22 фиксированной ширины (фиг.5 е) в пазы, служащие для перемещения выдвижных водоупорных пластин 19, вставляются неподвижные водоупорные пластины 20 необходимой ширины и располагаются в нужных местах. Затем в промежутках между ними и рядом с теми из них, которые занимают крайние положения, или же по обеим сторонам от единственной такой пластины на выдвижных опорных пластинах 18 укладываются вставки 21 необходимой ширины, после чего выдвижные водоупорные пластины 19 приводятся в соприкосновение со вставками 21.

Если же в ходе эксперимента необходимо расширять сквозные нарушения 22 в одном направлении (фиг.5 э), то в промежутках между неподвижными водоупорными пластинами 20, рядом с крайними пластинами или по обеим сторонам от единственной на выдвижных опорных пластинах 18 укладываются необходимые количества одинаковых вставок 21. Затем выдвижные водоупорные пластины 19 приводятся в соприкосновение с крайними вставками.

Далее производится закладка материала модели в рабочую камеру 10, а боковые вороприемные камеры 11 заполняются водой до необходимых уровней, которые в дальнейшем поддерживаются автоматически, так же, как и напор воды в нижней водоприемной камере 13. Затем в водоупорной системе создаются сквозные нарушения сг1лошности 22. В случае, когда создается одно нарушение фиксированной

1823923

55 ширины, выдвигается одна из опорных пластин 18 и вставка 21 падает на основание 15 камеры-грунтоприемника (фиг.5 б). Если таких нарушений должно быть несколько, выдвигаютсл одна или обе (фиг,5 ж) опорные пластины 18 и лежащие на них вставки 21 выпадают одна за другой.

Если условия эксперимента требуют постепенного расширения сквозных нарушений 22 в оодоупорной системе (и она собраг1а соответствующим образом), то в том случае, когда требуется расширять одно сквозное нарушение в двух направлениях, сначала одна (фиг.5 r), затем другал (фиг.5 д) опорные пластины 18 выдвигаются из-под вставок 21, начинал с середины,.и они последовательно то справа, то слева падают в камеру-грунтоприемник, При необходимости расширения нескольких сквозных нарушений в одном направлении оыдоигаютсл одна или обе опорные пластины 10 и yflo3Keiiiil,ie на них рядами вставки 21 выпадают одна за другой справа налево или слева направо (фиг.5 и, к).

В ходе опыта может изменяться объем камеры-грунтоприемник; путем вертикального перемещения его с ".ооания 15 или путем перемещения оыд .1 (I û ; опорных пластин 18, вместе с которыми;:. ориэонтали движутся боковые стс.i.,11 ((.:;.:ерь(-груптоприемника (фиг.5), При этом их высота автоматически изменяется о зависимости от движения основания 15 камеры-грунтоприемника. По ходу эксперимента логут также иэменятьсл уровни воды о боковых водоприемных камерах 11 ((ipLI«e(n о правой и левой самостоятельно) и напор 13оды IL нижней водоприемной камера 13, Кроме того, с помощью поворотного устройства 9 лоток 8 переводится о наклонное положение с постепенным изменением угла наклона.

Результаты эксперимента регистрируются в ходе моделирования через прозрачную переднюю стенку фильтрационного лотка 8 фоторегистратором 6, свободно перемещающимся о пространстве с помощь(о подвижной системы, состоящей иэ направляющей 4 и стойки 5, Освещение лотка 8 при фоторегистрации проиэвод(;тел свободно перемещаемыми по раме 1 и поворачивающимися вокруг осей 2 осветителями 3.

По окончании эксперимента рабочая камера 10 очищается от остатков материала модели путем их полного обрушения и смыва в нижнюю оодоприамну(о камеру t3, длл чего необходимо максимально выдвинуть водоупорные 19 и опорныв 18 пгастины, Очистке нижней водоприемной камеры 13 производится смывом через открытое сливное отверстие 14 при наклонном положении фильтрационного лотка 8.

Предлагаемая установка позволяет значительно расширить воэможности лабораторного физического модег(11рования суффоэии flo сравнению с известными приборами подобного типа. Она дает возможность воспроизводить на моделях суффоэионные процессы, возникающие в результате растворения карсту(ощихся пород, изменения крутизны склонов и откосов, гроходки горных выработок, изменения гидродиномического режима подземных вод, Это позволяет прогнозировать развитие подобных пооцассоо 1 рээлич((:., х природно-техногенны.< условиях 11 даоать

oLjeIIKQ их oflBc((oci. n для л o:.>I.-õ в«дог строительство, Использование системы фоГорегистраци;1 хода эксперим IITB значительно повышает аго то IIIocTI, B I Bfll1(L(e oчистного устройства сбеспе-(LnIIBeT bezof(Bc((ocTL, pBботы и увеличивает производительность труда.

Формула изобретения

1.У тановка для lice(lepo(3BIILI(I суффозионно,(устойчивости груHTo(3, I3(,lfloëi(å (ная в виде прлмоугоГ(Ilofo ф((ль рацио((но(о лотка, Г(кл ю (а loLLje (0 j)аС 3 (jlo кB("аj>ó, две (3Г ко

I3blа оодоприам(iûe KB(nеры, отдала(IIIL(. oг рабочей перфорированным(1 (ерегоро ками, и ((&1>KIIIolo водоприемную камеру, отделенную ol рабочей камеры водоупорной сис(омой, содержащей неподоижныа нодоупорные пластины, дое выдвижные водоупорl«.lа пласти((ы, оста гки ll дое выдеи.кные опорныа пластины, o i л 11 ч à loщ а л с я тем, что, с целью повышения дос Гэварности L1ccfle+oeBI III(I ну Гам моделиро((анил различных суффo3иоll((I:(K (1рецессов, устройство снабжено рамой и камерой-грунтоприемникам, выпелнанной о виде основания, уста((оола((((ого с возмож(остью перемещения о IIB(ljiliilгlei(L1!1, перпендикулярном дну лотка, и двух боко((ых стенок, каждэя иэ которых с((дар:,llT три параллельныа пластины, причем край((ие пластины своими торцами жес(ко закреплены на созтветствующей выдвижной опорной пластине, à сред((иа пластинь( установлены с возможность(о пара(ещания о;носительно крайних пластин и взаимодействуют одним иэ своих TopLjo(3 с основаf«IeI;, лоток закреплен на раме с ооэмож((остью пс воро1а его вокруг горизонтальной ос,(, а в дна лотка оыполнаiio отверстие, снабженное гар((ат(1(на(1 крышкой, 2.установка по п.1, о т л и ч а ю щ а яс я Tcì, что выдвижные опорныа ((лэстины

1823923 осветителями, установленными с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, и направляющей, на которой с возможностью перемещения в продольном и перпен5 дикулярных ей направлениях установлена стойка, связанная с фоторегистратором. и ю снабжены продольными направляющими выступами, а в водоупорных пластинах и вставках выполнены соответствующие пазы.

3.Установка по пп.1 и 2, о т л и ч а ющ а я с и тем, что рама снабжена двумя

5

18

lб

1823923

М

1б

1 2 1

21

79

22

17 1d 75

Составитель В. Хоменко

Редактор Г. Бельская Техред M. Моргентал Корректор

Заказ 2195 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москв", Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

27

20 l3

27 22

1g Г

18

О

З

17

-7б

Л /