Способ определения коэффициента фильтраци 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 2564910:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный аграрный университет-МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВПО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева) (RU)

Изобретение относится к области исследований параметров грунтов мелиорируемых земель. На верхней поверхности образца грунта размещают грузик. Через образец пропускают поток воды. Фиксируют концентрацию алкилдиметилбензиламмония хлорида в потоке воды, прошедшем через образец грунта. Фиксируют начало погружения грузика, измеряют параметры образца и потока воды, рассчитывают по измеренным показателям коэффициент фильтрации грунта. В потоке воды, пропускаемой через образец грунта, фиксируют величину концентрации алкилдиметилбензиламмония хлорида и при снижении величины концентрации больше 6% от начального значения в поток воды, направляемый в образец грунта, вводят раствор алкилдиметилбензиламмония хлорида, восстанавливая величину концентрации алкилдиметилбензиламмония хлорида в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения. Достигается повышение надежности определения. 1 пр., 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к области исследований параметров грунтов мелиорируемых земель, а конкретней к способам определения коэффициента фильтрации плывунного грунта.

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 (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 алкилдиметилбензиламмония хлорида.

Цель изобретения - расширение определениея коэффициента фильтрации плывунного грунта.

Цель изобретения реализуется за счет введения в поток воды, пропускаемый через образец грунта, раствора алкилдиметилбензиламмония хлорида.

Сущность способа определения коэффициента фильтрации плывунного грунта, подверженного воздействию раствора алкилдиметилбензиламмония хлорида, включающий размещение на верхней поверхности образца грунта грузика, пропускание через образец грунта потока воды до перевода образца в псевдожидкое состояние, фиксирование начала погружения грузика, замер параметров образца и потока воды и определение по ним коэффициента фильтрации грунта, в том, что в потоке воды, пропускаемой через образец грунта, фиксируют величину концентрации алкилдиметилбензиламмония хлорида, и при снижении величины концентрации больше 6% от начального значения в поток воды, направляемый в образец грунта, вводят раствор алкилдиметилбензиламмония хлорида, восстанавливая величину концентрации алкилдиметилбензиламмония хлорида 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 алкилдиметилбензиламмония хлорида в потоке воды, прошедшем через образец грунта. При снижении величины концентрации более 6% от начального значения вводят в поток воды, направляемый в образец грунта, раствор алкилдиметилбензиламмония хлорида, восстанавливая величину концентрации алкилдиметилбензиламмония хлорида в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения. Изменение величины концентрации алкилдиметилбензиламмония хлорида в потоке воды, прошедшем через образец грунта, менее 6% от начальной не оказывает существенного влияния на параметры процесса фильтрации. Раствор алкилдиметилбензиламмония хлорида 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 алкилдиметилбензиламмония хлорида в потоке воды, прошедшем через образец грунта, - 2.9%. Отмечают снижение величины концентрации до 2.6%. Снижение величины концентрации составляет 10% от начальной величины. Снижение величины концентрации обусловлены обменными процессами в системе грунт - поток воды. Отдельными порциями вводят в поток воды, направляемый в образец грунта, 8% раствор алкилдиметилбензиламмония хлорида, восстанавливая величину концентрации алкилдиметилбензиламмония хлорида в потоке воды, прошедшем через образец грунта до начального значения 2.9%. 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=11 мин измеряют длину образца грунта l=16.8 см, напор h=34 см, объем воды W=122 см³. Рассчитывают коэффициент фильтрации по известной формуле k=W·l/(F·T·h)=122·16.8/(14·11·34)=0.39 см/мин. В таблице представлены данные отклонений величин коэффициентов фильтрации грунта при разных величинах изменения концентрации алкилдиметилбензиламмония хлорида в потоке воды, выходящей из образца грунта.

Отклонение величины концентрации алкилдиметилбензиламмония хлорида от начальной, %	4	6	8	10	16
Отклонение величины коэффициента фильтрации от начальной, %	2	3	7	8	9

Данные таблицы показывают, что отклонение величины концентрации полиакриламида от начальной более 6% вызывают резкое увеличение отклонения величины коэффициента фильтрации от 3 до 7%.

Способ определения коэффициента фильтрации плывунного грунта, подверженного воздействию раствора алкилдиметилбензиламмония хлорида, включающий размещение на верхней поверхности образца грунта грузика, пропускание через образец грунта потока воды до перевода образца в псевдожидкое состояние, фиксирование начала погружения грузика, замер параметров образца и потока воды и определение по ним коэффициента фильтрации грунта, отличающийся тем, что в потоке воды, пропускаемой через образец грунта, фиксируют величину концентрации алкилдиметилбензиламмония хлорида, и при снижении величины концентрации больше 6% от начального значения в поток воды, направляемый в образец грунта, вводят раствор алкилдиметилбензиламмония хлорида, восстанавливая величину концентрации алкилдиметилбензиламмония хлорида в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения.

Изобретение относится к области сельского хозяйства Нечерноземной зоны для реализации точного земледелия, а также к технологиям комплексной мелиорации агроландшафтов и использования минеральных почв, осушаемых как закрытыми дренами, так и закрытыми собирателями.

Сдвиговое устройство для испытания на срез образцов мелкозернистых связных и несвязных грунтов и снега // 2564012

Изобретение относится к определению механических характеристик грунтов в лабораторных и полевых условиях. Для этого используют сдвиговое устройство для испытания на срез образцов мелкозернистых связных и несвязных грунтов и снега.

Способ хрусталёва е.н. определения среднего начального (первого) критического давления для сжимаемой плоским жестким штампом материальной среды. // 2563547

Изобретение относится к области «Физики контактного взаимодействия материальной среды», конкретно к способу определения несущей способности и устойчивости дисперсной среды под нагрузкой от плоского жесткого штампа.

Конструкция наблюдательной геоэкологической скважины для отбора проб воздуха // 2561398

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для отбора проб воздуха из грунта в местах подземных переходов магистральных газопроводов под водными и иными преградами, в местах расположения подземных газовых хранилищ, емкостей и т.д.

Способ хрусталёва е.н. определения предельно критического по прочности и устойчивости давления материального полупространства // 2561239

Изобретение относится к «Физике материального взаимодействия» при контакте твердого жесткого плоского тела штампа с полупространством деформируемой материальной среды в начале фазы ее предельно критического (провального разрушающего) по прочности и устойчивости состояния.

Способ оценки пригодности почвы для возделывания культур // 2560515

Изобретение относится к области сельского хозяйства и предназначено для оценки пригодности почвы для возделывания культур. Способ включает отбор испытуемых образцов почвы, проращивание семян в испытуемой почве, помещенной в вегетационные сосуды или кювет.

Прибор для определения деформационных и прочностных свойств грунта // 2558819

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для определения деформационно-прочностных свойств органических и органо-минеральных грунтов. Прибор содержит гильзу для образца грунта, перфорированное днище, поршень, механизм нагружения поршня, штамп и механизм нагружения штампа.

Прибор для определения деформаций морозного пучения грунта // 2556681

Изобретение относится к приборам для измерения деформаций морозного пучения грунта в лабораторных условиях. Прибор содержит гильзы для образцов исследуемого грунта, которые составлены из колец, поддон с водой, штампы, теплоизоляцию и датчики температуры.

Способ анализа образцов горных пород // 2554654

Изобретение относится к спектрохимическим способам анализа образцов горных пород, а именно к способам определения нефтепродуктов при геологоразведке углеводородного сырья, основанным на молекулярной люминесценции пород.

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.

Способы инспекции сосудов по выделению газов // 2561759

Настоящее изобретение относится к области техники производства сосудов с покрытием для хранения биологически активных соединений или крови. Способ инспектирования продукта процесса покрытия, где покрытие было нанесено на поверхность подожки с образованием поверхности с покрытием.

Устройство измерения параметров пористости материалов // 2560751

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при оценке качества пористых материалов, например керамики, металлокерамики. Задачей, решаемой изобретением, является повышение точности измерения.

Способ моделирования и оценки активного объема подземного хранилища газа в водоносных трещиновато-поровых структурах // 2558838

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для моделирования, проектирования подземных хранилищ газа (ПХГ) в водоносных структурах пласта коллектора и оценки активного объема ПХГ.

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.

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.

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 измерения удельной поверхности материалов // 2569347

Изобретение относится к области физико-химического анализа, а именно к измерению удельной поверхности (УП) дисперсных, пористых и компактных материалов. Предварительно перед сорбцией камеру с источником, соединенную с камерой с исследуемым материалом, продувают инертным газом и вакуумируют. Далее для обеспечения сорбции температуру камеры с источником поддерживают на уровне 500÷550°C, температуру камеры с исследуемым материалом поддерживают на 20÷30°C выше температуры камеры с источником. Затем обе камеры повторно продувают инертным газом и вакуумируют. А далее проводят десорбцию серебра селективным растворителем при комнатной температуре с дальнейшим анализом количества серебра в растворе спектральным методом. При этом, например, в качестве селективного растворителя можно использовать одномолярную азотную кислоту. А в качестве спектрального метода используют метод индуктивно-связанной плазмы. Процесс сорбции проводят в течение 15-30 минут. Задача и достигаемый при использовании изобретения технический результат - повышение точности измерения УП дисперсных, пористых и компактных материалов с одновременным расширением диапазона измерения УП от 10-3 м2/г до 103 м2/г. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.