Способ измерения коэффициента фильтрации плывунного грунта

Авторы патента:

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

G01N15/08 - определение проницаемости, пористости или поверхностной площади пористых материалов

Владельцы патента RU 2550207:

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

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.

Изобретение относится к области исследований параметров грунтов, а конкретней к способам измерения коэффициента фильтрации плывунного грунта.

Известен способ измерения 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 (Вадюнин А.Ф., Корчагин 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 грунта 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 полиакриламида.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что способ определения коэффициента фильтрации плывунного грунта, подверженного воздействию раствора полиакриламида, 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 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.

Способ реализуют следующим образом. На верхней поверхности образца размещают грузик. Через образец грунта пропускают поток воды. Фиксируют концентрацию полиакриламида в потоке воды, прошедшем через образец грунта. При снижении величины концентрации более 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. Изменение величины концентрации полиакриламида в потоке воды, прошедшем через образец грунта, менее 8% от начальной не оказывает существенного влияния на параметры процесса фильтрации. Раствор полиакриламида 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, T - 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 полиакриламида в потоке воды, прошедшем через образец грунта, - 2.7%. Отмечают снижение величины концентрации до 2.4%. Снижение величины концентрации составляет 11% от начальной величины. Снижение величины концентрации обусловлено обменными процессами в системе грунт-поток воды. Отдельными порциями вводят в поток воды, направляемый в образец грунта, 12% раствор полиакриламида, восстанавливая величину концентрации полиакриламида в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения 2.7%. 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 T=12 мин измеряют длину образца грунта l=16.5 см, напор h=34 см, объем воды W=121 см³. Рассчитывают коэффициент фильтрации по известной формуле k=W·l/(F·T·h)=121·16.5/(14·12·34)=0.35 см/мин. В таблице представлены данные отклонений величин коэффициентов фильтрации грунта при разных величинах изменения концентрации полиакриламида в потоке воды, выходящей из образца грунта.

Отклонение величины концентрации полиакриламида от начальной, %	5	7	8	10	16	19
Отклонение величины коэффициента фильтрации от начальной, %	2	3	4	7	9	9

Данные таблицы показывают, что отклонение величины концентрации полиакриламида от начальной более 8% 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 полиакриламида.

Способ определения коэффициента фильтрации плывунного грунта, подверженного воздействию раствора полиакриламида, 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 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.

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.

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.

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 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.

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.

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.

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.

Способ определения коэффициента фильтрации грунта // 2540458

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

Устройство для исследования физико-механических характеристик слоя почвогрунта // 2540432

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.

Измерение параметров, связанных с прохождением текучих сред в пористом материале // 2549216

Изобретение относится к измерению физических свойств, связанных с прохождением текучей фазы в пористом материале. Способ оценки физических параметров пористого материала, находящегося в потоке текучих сред, содержит этапы, на которых образец (2) материала помещают в герметичную камеру (1) таким образом, чтобы входная сторона (3) образца сообщалась с первым объемом (V0) и чтобы его выходная сторона (4) сообщалась со вторым объемом.

Способ определения капиллярного давления методом центрифугирования и устройство для его реализации // 2546701

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения достоверности оценки запасов углеводородов и математического моделирования пластовых процессов в низкопроницаемых коллекторах нефти и газа.

Анализ петрографических изображений для определения капиллярного давления в пористых средах // 2543698

Изобретение относится к способам описания характеристик двухмерных и трехмерных образцов для определения распределений размеров тела пор и каналов пор, а также кривых зависимости капиллярного давления в пористой среде.

Аэродинамический способ определения удельной поверхности конденсированной фазы, удельной поверхности твердой фазы и потенциала влаги пористых материалов // 2537750

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение в почвоведении, мелиорации, гидрологии, грунтоведении, строительном деле и других областях науки и производства, связанных с исследованием свойств пористых материалов.

Способ определения сплошности полимерного покрытия и устройство для его осуществления // 2532592

Изобретение относится к области физико-химического анализа и может быть использовано для определения наличия трещин на поверхности образцов стального проката с полимерным покрытием, преимущественно при испытании полимерного покрытия на прочность при изгибе по ГОСТ Р 52146-2003.

Способ энергетической оценки воздействия на почву рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий // 2528551

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам и орудиям для обработки почвы и может найти применение научно-исследовательскими и производственными организациями при проектировании, исследованиях и эксплуатации рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий.

Способ измерения пористости частиц сыпучих материалов // 2527656

Изобретение относится к области испытания и определения свойств материалов. Способ измерения пористости частиц сыпучих материалов целесообразно применять при производстве гранулированных катализаторов, сорбентов, а также для определения свойств пористых материалов различного назначения.

Способ прогнозирования изменения свойств призабойной зоны пласта под воздействием бурового раствора // 2525093

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для прогнозирования изменения характеристик призабойной зоны нефтегазосодержащих пластов.

Способ определения зависимости коэффициента проницаемости пластически деформируемого пористого материала как функции от массового содержания и давления жидкости // 2524046

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при измерении проницаемости пористых пластически деформируемых материалов для жидкости. Способ заключается в том, что образец помещают в замкнутую цилиндрическую полость между поршнем, создающим давление, и проницаемым для жидкости дном.

Способ контроля ресурса фильтроэлемента // 2520488

Изобретение относится к способу испытания бумажных фильтрующих элементов для очистки жидкостей, нефтепродуктов. Способ контроля ресурса фильтроэлемента включает прокачку жидкости, смешанной с искусственным загрязнителем, и фиксацию перепада давления на фильтроэлементе через равные величины его прироста.

Способ определения максимального размера пор мембраны // 2558378

Изобретение относится к контрольно-измерительной и экспериментальной технике и может быть использовано для контроля качества фильтрующих материалов. Способ определения максимального размера пор мембраны включает установку мембраны в ячейку и заполнение ячейки жидкостью, создание условий для проникновения льда сквозь мембрану и расчет значения максимального размера пор мембраны. Способы измерения максимального размера сквозных каналов пористого материала и повышения надежности испытаний установкой мембраны делят ячейку на две полости. Заполняют ячейку с мембраной дегазированной дистиллированной водой и охлаждают ее до температуры ниже 0°C при атмосферном давлении. В одну из полостей ячейки вносят затравку льда и по истечении времени полного замерзания воды начинают понижать температуру ячейки до тех пор, когда начнется кристаллизация воды во второй полости ячейки. По температуре начала кристаллизации и зависимости понижения температуры фазового равновесия воды и льда от радиуса пор находят максимальный размер пор мембраны. Техническим результатом является разработка простого неразрушающего способа измерения максимального размера сквозных каналов пористого материала, повышение надежности испытаний и расширение области измеряемого диапазона сквозных каналов в область более мелких пор. 1 ил.