Способ определения коэффициента фильтрации грунта

Авторы патента:

G01N33/24 - грунтов (G01N 33/42 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2540458:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет природообустройства" (RU)

Способ относится к области исследований параметров грунтов, а конкретней к способам определения коэффициента фильтрации плывунного грунта в зоне распространения черноземных почв. Способ определения коэффициента фильтрации грунта, по которому через образец грунта пропускают поток воды. На поверхности образца грунта размещают грузик, фиксируют начало погружения грузика. Затем измеряют параметры образца и потока воды. Далее рассчитывают по измеренным показателям коэффициент фильтрации грунта. При этом дополнительно фиксируют величину концентрации гуминовой кислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, и при снижении величины концентрации больше 10% от начального значения вводят в поток воды, направляемый в образец грунта, раствор гуминовой кислоты, восстанавливая величину концентрации гуминовой кислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей определения коэффициента фильтрации грунта, подверженного воздействию гуминовой кислоты, в зоне распространения черноземных почв.

Предлагаемое изобретение относится к области исследований параметров грунтов, а конкретней к способам определения коэффициента фильтрации плывунного грунта, в зоне распространения подзолистых почв.

Известен способ определения коэффициента фильтрации грунта, по которому пропускают через образец грунта поток воды, измеряют площадь поперечного сечения, длину образца и объем потока воды за определенный интервал времени, рассчитывают по измеренным показателям коэффициент фильтрации грунта, описанный в книге: Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. - 3-е изд. - М.: Агропромиздат, 1986. - С.243-236.

Известный способ не обеспечивает возможность определения коэффициента фильтрации плывунного фунта в псевдожидком состоянии, т.к. не позволяет зафиксировать момент потери несущей способности.

Наиболее близким по технической сущности и цели предлагаемого технического решения является способ определения коэффициента фильтрации грунта, по которому через образец грунта пропускают поток воды, на поверхности образца грунта размещают грузик, фиксируют начало погружения грузика, измеряют параметры образца и потока воды, рассчитывают по измеренным показателям коэффициент фильтрации грунта (патент RU №2462709, опубл. 27.09.2012. Бюл. №27).

Недостаток способа - невозможность определения коэффициента фильтрации плывунного грунта, подверженного воздействию раствора гуминовой кислоты на территориях с черноземными почвами.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что способ определения коэффициента фильтрации грунта, по которому через образец грунта пропускают поток воды, на поверхности образца грунта размещают грузик, фиксируют начало погружения грузика, измеряют параметры образца и потока воды, рассчитывают по измеренным показателям коэффициент фильтрации грунта, при этом фиксируют величину концентрации гуминовой кислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, и при снижении величины концентрации больше 10% от начального значения вводят в поток воды, направляемый в образец грунта, раствор гуминовой кислоты, восстанавливая величину концентрации гуминовой кислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения.

Способ реализуют следующим образом. На верхней поверхности образца размещают грузик. Через образец грунта пропускают поток воды. Фиксируют концентрацию гуминовой кислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта. При снижении величины концентрации более 10% от начального значения, вводят в поток воды, направляемый в образец грунта раствор гуминовой кислоты, восстанавливая величину концентрации гуминовой кислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения. Изменение величины концентрации гуминовой кислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, менее 10% от начальной не оказывает существенного влияния на параметры процесса фильтрации. Раствор гуминовой кислоты вводят отдельными порциями. Переводят образец грунта в псевдожидкое состояние, фиксируют начало погружения грузика, который показывает резкое падение несущей способности и переход грунта в псевдожидкое состояние. Вес грузика принимают более 5 г. При весе грузика менее 5 г силы поверхностного натяжения препятствуют его погружению. Далее измеряют площадь поперечного сечения, длину образца, объем воды за интервал времени, напор и рассчитывают по известной формуле коэффициент фильтрации плывунного грунта

k=W·l/(F·T·h),

где W - объем воды, F - площадь поперечного сечения образца, Т - интервал времени, h - напор, l - длина образца грунта.

Пример реализации способа. Образец грунта представлен мелкозернистым глинизированным песком. На верхней поверхности образца размещают грузик весом 6 г. Создают поток воды. Фиксируют величину концентрации гуминовой кислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта - 2.5%. Отмечают снижение величины концентрации до 2.2%. Снижение величины концентрации составляет 12% от начальной величины. Снижение величины концентрации обусловлено обменными процессами в системе грунт - поток воды. Отдельными порциями вводят в поток воды, направляемый в образец грунта, 10% раствор гуминовой кислоты, восстанавливая величину концентрации гуминовой кислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта до начального значения 2.5%. Переводят образец грунта в псевдожидкое состояние. Фиксируют начало погружения грузика. Переход образца грунта в псевдожидкое состояние и потерю несущей способности фиксируют по началу погружения грузика весом 6 г. Измеряют площадь поперечного сечения F=14 см². За интервал времени Т=10 мин измеряют длину образца грунта l=16 см, напор h=34 см, объем воды W=116 см³. Рассчитывают коэффициент фильтрации по известной формуле k=W·l/(F·T·h)=116·16/(14·10·34)=0.39 см/мин = 5.61 м/сут. В таблице представлены данные отклонений величин коэффициентов фильтрации грунта при разных величинах изменения концентрации гуминовой кислоты в потоке воды, выходящей из образца грунта.

Отклонение величины концентрации гуминовой кислоты от начальной, %	5	7	10	12	16	19
Отклонение величины коэффициента фильтрации от начальной, %	2	3	4	7	9	9

Данные таблицы показывают, что отклонение величины концентрации гуминовой кислоты от начальной более 10% вызывают резкое увеличение отклонения величины коэффициента фильтрации от 4 до 7%.

Предложенный способ измерения коэффициента фильтрации расширяет функциональные возможности аналога за счет введения в поток воды, пропускаемый через образец грунта, раствора гуминовой кислоты.

Способ определения коэффициента фильтрации грунта, по которому через образец грунта пропускают поток воды, на поверхности образца грунта размещают грузик, фиксируют начало погружения грузика, измеряют параметры образца и потока воды, рассчитывают по измеренным показателям коэффициент фильтрации грунта, отличающийся тем, что фиксируют величину концентрации гуминовой кислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, и при снижении величины концентрации больше 10% от начального значения вводят в поток воды, направляемый в образец грунта, раствор гуминовой кислоты, восстанавливая величину концентрации гуминовой кислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, строительства и машиностроения, а именно - к устройствам для исследования физико-механических характеристик слоя почвогрунта небольшой толщины, преимущественно средней и низкой плотности.

Устройство для контроля грунта // 2540252

Изобретение относится к устройствам контроля грунта, использующим для оценки состояния грунта измерения распределения деформации волоконно-оптического чувствительного элемента, связанного с грунтом.

Способ и устройство автоматического управления процессами возделывания сельскохозяйственных культур // 2538997

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства, в частности к полевому растениеводству. Способ предусматривает оценку состава почвы возделываемого угодья и ее продукционного потенциала по пробам почвы, контроль состояния развития сельскохозяйственных культур по видеоизображениям сельскохозяйственных культур, полученным с помощью модуля визуального контроля, и техногенные воздействия на технологические процессы.

Устройство для внутрипочвенного измерения агротехнологических характеристик пахотного слоя почвы в движении // 2537908

Устройство относится к области сельского хозяйства, в частности к технологиям точного земледелия. Устройство содержит несущую раму, соединенную со средством передвижения по полю, опорный элемент, установленный на раме и определяющий ее положение над почвой, размещенный на раме нож-щелерез, создающий при движении продольный щелевой канал в почве, измерительный блок с измерительными датчиками, выполненный вытянутым вдоль направления движения, одинаковой толщины с ножом-щелерезом и установленный за ним в направлении движения, узел ступенчатой регулировки глубины положения измерительного блока в продольном щелевом канале при движении по полю, узел защиты измерительного блока от повреждения при наезде ножа-щелереза на препятствия, блок управления измерениями, сбора и преобразования измерительной информации, бортовой компьютер и приемник системы геопозиционирования для регистрации измерительной информации и картирования.

Лабораторный способ определения нитрификационной способности почвы // 2537240

Изобретение относится к области сельского хозяйства: агрохимии, почвоведению, агроэкологии. Лабораторный способ определения нитрификационной способности почв включает компостирование почвы и определение количества нитратов, накопившихся в почве в результате нитрификационных процессов, причем компостирование образцов почвы проводят в условиях активной аэрации внутреннего объема закрытого сосуда с образцом почвы нагнетанием воздуха.

Способ определения количественного состава многокомпонентной среды (варианты) // 2535527

Изобретение относится к области исследования свойств многокомпонентных сред и может найти применение в различных отраслях промышленности, например как нефтегазовая и химическая промышленности.

Устройство для непрерывного определения твердости почвы // 2535102

Изобретение относится к техническим средствам измерений физико-механических свойств почвы. Устройство содержит тензозвено, последовательно соединенные датчики давления и функциональные преобразователи наддува, на входе турбокомпрессора и разрежения турбокомпрессора, аналого-цифровой преобразователь, определитель твердости почвы, задатчик коэффициента связи, индикатор, датчик частоты вращения коленчатого вала и тахометр, формирователь угловых меток, функциональный преобразователь угловой скорости, дифференциатор, датчик верхней мертвой точки, формирователь импульсов ВМТ, счетчик угловых меток, аналоговый ключ ВМТ, задатчик угловых меток цикла, нуль-орган, функциональный преобразователь числа импульсов в напряжение, формирователь угловых меток цилиндра, перестраиваемый резонансный фильтр, формирователь строба, аналоговый ключ цилиндров, задатчик номеров угловых меток цилиндров, первые и вторые измерители средневыпрямленного, максимального и среднеквадратического значений, с первого по третий переключатели, последовательно соединенные датчик угловой скорости ротора турбокомпрессора, функциональный преобразователь угловой скорости ротора и двойной дифференциатор, измеритель тока и напряжения генератора.

Обнаружение минерала в материале // 2533774

Предложенное изобретение относится к способу обнаружения минерала в целевом материале, способу сортировки сырьевого потока материла и устройству для определения присутствия целевого минерала в материале.

Способ определения палеотемператур катагенеза безвитринитовых отложений по оптическим характеристикам микрофитофоссилий // 2529650

Изобретение относится к геологии и может быть использовано для определения палеотемператур катагенеза, что характеризует степень катагенетической зрелости органического вещества (OВ) пород.

Способ оценки удельной активности цезия-137 в растительных ресурсах леса // 2528910

(57) Изобретение относится к области экологии и предназначено для проведения радиоэкологического мониторинга лесных территорий и радиационного контроля растительных ресурсов в условиях техногенного радиоактивного загрязнения.

Способ определения фитотоксичности почв с использованием биоиндикатора // 2540580

Изобретение относится к области сельского хозяйства, лесоводству и экологии. Способ включает определение индекса ветвления как отношения числа особей с отклонениями к числу всех особей в выборке мха. При этом в качестве биоиндикатора используют гилокомиум блестящий, индекс ветвления гилокомиума блестящего определяют по формуле: B = B n B N 100 % , где В - индекс ветвления гилокомиума блестящего (в %), Bn - число особей в выборке, имеющих отклонения от нормального ветвления у гилокомиума блестящего, BN - число обследованных особей в выборке, при В от 0 до 10% состояние почвы нормальное, не фитотоксичное, при В более 10% состояние почв нарушенное - почвы фитотоксичны. Способ позволяет устанавливать степень отклонения почвы от нормы при наличии стрессовых воздействий. 1 табл., 1 пр.

Способ определения сроков проведения очередных вегетационных поливов // 2543266

Изобретение относится к области мелиорации, в частности к орошаемому земледелию. В способе сроки проведения очередных вегетационных поливов в условиях Северного Кавказа определяют с использованием датчика. На орошаемом поле в почву, на половину глубины активного слоя почвы, вводят щуп-датчик, выполненный в виде штыка с поперечными бороздками на его конце и шкалой глубины погружения с делениями по 5 см от 0 до 50 см. При достижении середины активного слоя почвы для каждого в отдельности вида растений щуп-датчик извлекают из почвы и на его конце с бороздками визуально определяют степень влажности почвы и срок проведения очередного вегетационного полива, который назначают, если на кончике с бороздками щупа-датчика нет следов влаги и комочков влажной почвы, что соответствует средней влажности активного слоя почвы 75-85% наименьшей влагоемкости (НВ). При этом место для введения щупа-датчика должно находиться в середине ряда растений, в зоне контура увлажнения, расположенного в середине участка, оно не должно быть уплотнено с поверхности сельскохозяйственными машинами, агрегатами и человеком. Способ позволяет упростить определение сроков проведения очередных вегетационных поливов и обеспеченность растений почвенной влагой.

Устройство для профилирования поверхности почвы и определения направления стока атмосферных осадков в полевых условиях // 2543813

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к устройствам для изучения водной эрозии, и может быть использовано в почвоведении, мелиорации и гидрологии. Устройство для измерения профиля поверхности почвы и определения направления стока атмосферных осадков в полевых условиях содержит раму (1) с регулируемыми по высоте опорами (3) и установленным на ней уровнем (12), подвижную в вертикальной плоскости платформу (10). Платформа (10) установлена на опорах (3) рамы (1) при помощи втулок (2) и соединенного с рамой (1) винтового механизма. Винтовой механизм состоит из винта (5) с рукояткой (6) со счетчиком (7) оборотов и угла поворота рукоятки (6), центральной гайки-упора (8), установленной на раме (1), нижней гайки (9), установленной жестко на подвижной платформе (10). В отверстиях платформы (10) на одинаковых расстояниях друг от друга в узлах двухмерной сетки размещены подвижные щупы-стержни (11). Щупы-стержни (11) выполнены из диэлектрического материала и своими верхними концами закреплены на выполненных из электропроводящего материала упорах-кольцах (17). Такое конструктивное решение обеспечивает повышение точности измерения профиля поверхности почвы и определения направления стока атмосферных осадков в полевых условиях. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ ускоренного определения наименьшей влагоемкости почвы в полевых условиях // 2546167

Изобретение относится к области сельского хозяйства и почвоведения. Способ включает нарезку канавки вдоль площадки для определения влагоемкости почвы длиной 0,5-0,7 м, шириной 0,25-0,30 м на глубину расчетного слоя почвы. Затем канавку заливают водой, подают воду на площадку из канавки инфильтрацией на 7-14 см, освобождают канавку от воды через 30 минут после заливки водой. Закрывают канавку досками или металлическим листом, а прилегающую площадку в радиусе 1,0 м от середины канавки - полиэтиленовой пленкой, 20-сантиметровым слоем соломы и 20-сантиметровым слоем земли. Определяют влажность почвы в стенках канавки по слоям на исследуемую глубину через три, пять, семь суток в четырехкратной повторности до установления постоянной влажности, которая будет считаться ее наименьшей влагоемкостью (НВ). Воду для увлажнения почвы подают из канавки, нарезаемой сбоку от экспериментальной площадки, инфильтрацией одновременно по всем слоям. Способ позволяет сократить срок определения НВ на 16-18 дней, затраты воды для ее определения в 2,4 раза, потребность в электронных водомерах в 6-11 раз. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Способ оценки антропогенного и орнитогенного загрязнения окружающей среды антарктиды по состоянию цианобактериальных матов (варианты) // 2546287

Группа изобретений относится к экологии и санитарии. Способ оценки антропогенного и орнитогенного загрязнения окружающей среды Антарктиды с использованием биологических индикаторов, по состоянию изменений в которых делают вывод о загрязнении окружающей среды, характеризуется тем, что в качестве биологических индикаторов применяют цианобактериальные маты. Способ осуществляется в трех вариантах: 1) по физико-химическим показателям цианобактериальных матов; 2) по микробиологическим показателям цианобактериальных матов; 3) по содержанию в цианобактериальных матах тяжелых металлов. Выбраны и обоснованы значения параметров, по величине которых делается вывод о степени загрязнения окружающей среды. Группа изобретений обеспечивает точность и безопасность осуществления мониторинга за антропогенным и орнитогенным загрязнением. 3 н.п. ф-лы, 2 табл.

Способ определения физико-механических характеристик слоя почвогрунта // 2548725

Изобретение относится к области испытаний при инженерных расчетах в сельском хозяйстве, строительстве и машиностроении, в частности к способам определения физико-механических характеристик слоя почвогрунта при воздействии на него вибрационной нагрузкой. Для этого слой почвогрунта нагружают в цилиндрических координатах через круглый штамп одновременно в вертикальном и сдвиговом направлениях согласно закону Хевисайда. Сдвиговую нагрузку прикладывают к круглому штампу с размещенными под ним равномерно по окружности в радиальном направлении ближе к краю штампа грунтозацепами длиной не более половины его радиуса. При этом измеряют вертикальную и сдвиговую деформации слоя почвогрунта, определяют мгновенные модули линейной и сдвиговой деформации слоя и параметры опытных кривых ползучести как минимум при любых трех значениях времени деформации t1, t2 и t3, ограниченных временем проведения измерений. При этом вертикальная нагрузка является вибрационной и включает статическое и динамическое нагружение. Определение мгновенных линейного и сдвигового модулей деформации слоя и параметров опытных кривых ползучести производится из математических выражений с учетом функции подобия между базовой и любой другой из кривых ползучести, полученной экспериментальным путем. Изобретение позволяет повысить точность воспроизведения процесса нагружения, точность измерения деформаций и точность определения физико-механических характеристик слоя почвогрунта. 4 ил., 1 табл.

Устройство для измерения деформаций грунта при сезонном промерзании-оттаивании // 2548749

Изобретение относится к области строительства и предназначено для измерения деформаций грунта при сезонном промерзании-оттаивании. Устройство представляет собой гофрированную обсадную трубу, внутри которой установлен шток, соединенный с вертикальным анкерным стержнем при помощи упругой связи, например пружины, на штоке размещены датчики перемещения, а на стенках обсадной трубы размещены магнитные марки. Устройство позволяет измерять как вертикальные, так и горизонтальные деформации грунта при сезонном промерзании-оттаивании, а также повышает достоверность и надежность получаемых данных, 2 ил.

Способ измерения коэффициента фильтрации плывунного грунта // 2550207

Изобретение относится к области исследований параметров грунтов. Представлен способ определения коэффициента фильтрации плывунного грунта, по которому через образец грунта пропускают поток воды, на поверхности образца грунта размещают грузик, фиксируют начало погружения грузика, измеряют параметры образца и потока воды, рассчитывают по измеренным показателям коэффициент фильтрации грунта. Новым является то, что фиксируют величину концентрации полиакриламида в потоке воды, прошедшем через образец грунта, и при снижении величины концентрации больше 8% от начального значения вводят в поток воды, направляемый в образец грунта, раствор полиакриламида, восстанавливая величину концентрации полиакриламида в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения. Достигается расширение функциональных возможностей. 1 пр., 1 табл.

Способ оценки загрязненных земель // 2552057

Изобретение относится к области экологии и сельского хозяйства, в частности к рекультивации земель. Способ включает использование фитоиндикаторов, их морфологические и физиологические признаки в начальные периоды роста. При этом в качестве индикатора используют зерновые культуры, у которых в раннем онтогенезе определяют загрязненность почв по величине корней и надземных побегов у проростков. По изменению соотношения 1:1 их морфометрических параметров делают вывод о токсичности почв. Способ позволяет упростить техническое решение без дополнительных затрат на химические анализы и повысить эффективность. 1 табл., 3 пр.

Способ определения коэффициента фильтрации почвогрунтов, сформировавшихся на покровных отложениях // 2552327

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно может быть использовано в комплексной мелиорации агроландшафтов при осушении почвогрунтов, строительстве дренажных систем и использовании осушаемых земель. Для этого проводят описание генетических горизонтов почвенного профиля с установлением степени их оглеения, отбор образцов почвогрунта естественного сложения по генетическим горизонтам почвенного профиля режущим цилиндром малого объема. Способ отличается тем, что на образцах проводят определение плотности сложения сухой массы почвогрунтов, а после завершения этой работы и разрушения образцов - отбор смешанной пробы почвогрунта и определение его гранулометрического состава, по соотношению содержания в мелкоземе частиц крупнее пыли - размером больше 0,05 мм к плотности сложения почвогрунта на предварительно построенном калибровочном графике судят о величине среднегеометрического значения коэффициента фильтрации р%-ной вероятности занижения по генетическим горизонтам почвенного профиля с учетом степени их оглеения. Изобретение обеспечивает снижение затрат на проектно-изыскательские работы, более рациональное использование средств на мелиорацию земель, эксплуатацию мелиоративных систем и использование мелиорируемых земель. 1 табл., 1 ил.