Прибор для определения фильтрационных и консолидационных свойств грунтов

 

652266

Союз Советснии

Социалистииеснии

Республик (6l) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 28,02.74 (21) 2389869/29 33 с присоединением заявки № (23) 11рноритет

Опублнковано15.03.79,Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 20,03.79 (51) М. Кл.

Е 02 D 1/00

Сз01 N 15/08

Гвеударатееииый ианитет ссср па делам иеебретеиий и етирытий

{53) УДК 624.131. .433 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. М. Силкин и А. Б. Буринов

Московский гидромелиоративный институт

{71) заявитель (54) ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ

И КОНСОЛИДАПИОННЫХ СВОЙСТВ ГРУНТОВ

Изобретение относится к области инженерно-геологических исследований, и в частности, к устройствам для определения физико-механических свойств грунтов.

Известен прибор для испытания образца на фильтрацию, содержащий корпус с камерой, нагрузочное водоприемное и водосливное приспособления (l).

Наиболее близким к предложенному изобретению является прибор для испытания образца, содержащий корпус с размещенной в нем рабочей камерой, имеющей днище и крышку-штамп, выполненные перфорированными, резьбовой шток, взаимодействующий через опорный подшипник с крышкойштампом, датчики общего и пороиого давлений, источник давлений, соединенный с рабочей камерой (2).

Недостатком устройств является невозможность определения фильтрационных свойств грунта в трех ортогональных направлениях, а также консолидационных свойств при трехмерной фильтрации.

Цель изобретения — обеспечение определения свойств грунтов в трех ортогональных направлениях при различной плотности грунтов.

Достигается это тем, что в приборе для определения фильтрационных и консолидационных свойств грунтов, содержащем-корпус с размещенной в нем рабочей камерой, 5 имеющей днище и крышку-штамп, выполненные перфорированными, резьбовой шток, взаимодействующий через опорный подшипник с крышкой-штампом, датчики общего и парового давлений, источник давлений; соединенный с рабочей камерой, последняя выполнена в виде призмы, боковые стенки которой перфорированы, а на стенках корпуса, по периметру каждой стенки, днища и крышки-штампа рабочей камеры с зазором относительно них монтирована плита с внут1Б ренней эластичной оболочкой, причем каждая плита снабжена краном, соединенным с источником давления.

На фиг. 1 изображен вертикальный разре А — А на фиг. 3; на фиг. 2 — вертикальнь.й разрез Б — Б на фиг. 3; на фиг. 3— горизонтальный разрез  — В на фиг. 2.

Прибор содержит корпус, состоящий из двух корытообразных 1, двух плоских 2 сте652266

35 нок с окнами и днища 3, соединенных между собой жесткими приспособлениями 4; корпус может быть выполнен и монолитным.

В корпусе размещена грунтоотборочная форма 5, являющаяся основной рабочей камерой, в которой размещается испытуемый образец грунта 6; она имеет острые режущие кромки и выполнена в виде правильной полой четырехугольной призмы, стенки которой имеют перфорацию 7. Окна в стенках 1 и 2 корпуса закрыты эластичными оболочками 8 расположенными под плитами 9,укрепленными на стенках корпуса приспособлениями 10. Каждая плита снабжена кранами 11, соединенными с источником пневмо- или гчдродавления. Между эластичными оболочками 8 и стенками рабочей камеры имеются зазоры 12.

Рабочая камера — грунтоотборочная форма 5 прижата к днищу 3 надставкой 13 с помощью приспособлений 14, а на испытуемый образец 6 установлена крышка-штамп

15, на которой в специальных выемках расположена тензометрическая балочка 16 с шариком 17, в который упирается гладкий или резьбовой шток 18, пропущенный в резьбовое отверстие упорной скобы 19, укрепленной на корпусе с помощью приспособлений 20.

В упорной скобе 19 размещены стопорные винты 21, упирающиеся в крышку-штамп 15.

Крышка-штамп 15 и днище 3, также как и стенки рабочей камеры 5, имеют перфора; цию 22 и на них монтлрованы аналогичные эластичные оболочки 8 под плитами 9, укрепленными с помощью приспособлений 10; плиты 9 снабжены кранами 11, соединенными с источником давления. Между эластичными оболочками 8 и днищем 3, и штампом 15, имеются зазоры 23.

В стенках 1 и 2 корпуса, в днище 3 и в штампе 15 имеются краны 24. В днище 3 и штампе 15, а также в стенках рабочей камеры 5 с их внутренних сторон вмонтированы датчики общего 25 и п0рового 26 давлений с выводами для подсоединения к измерительной аппаратуре.

Работа с прибором производится, в зависимости от проводимых исследований в ниt жеследующем порядке. 1. Сборка прибора.

С помощью приспособлений 4 в одно жесткое целое соединяются стенки 1, 2 и днище 3, образующие корпус прибора. При этом все соприкасающиеся друг с другом плоскости должны быть смазаны техническим вазелином. В стенках 1 .и 2, днище 3 и штампе 15 устанавливаются краны 24.

Затем, с помощью приспособлений 10 на стенках 1 и 2, днище 3 и штампе 15 устанавливаются плиты 9, под которыми предвари ельно должны быть размещены эластичные непроницаемые оболочки 8 в плитах 9 устанавливаются краны 11.

Потом в корпус прибора опускается грунтоотборочная форма — рабочая камера 5 с вырезанным испытуемым образцом 6 и на форму 5 устанавливают надставку 13; на корпусе с помощью приспособлений 20 жестко закрепляют упорную скобу 19 и приспособлениями 14 плотно прижимают грунтоотборочную форму — рабочую камеру 5 к днищу 3.

Затем в специально устроенные сверху в стенках крышки-штампа 15 гнезда, устанавливают тензометрическую балочку 16 с шариком 17, а в отверстие сквозь упорную скобу 19 пропускают или гладкий, или резьбовой шток 18, с помощью которого передают давление, регистрируемое тензометрической станцией, к которой подсоединены датчики, расположенные на тензометрической балочке. В скобе 19 устанавливают стопорные винты 21, а к щтампу 15 подсоединяют индикаторы для замера величины деформации испытуемого образца. Индикаторы на чертежах не показаны. Их установка и замер деформации. производится обычным путем.

В зависимости от производимых испытаний датчики общего давления 25 и порового давления 26 подсоединяются к измерительной аппаратуре.

Прибор в собранном виде устанавливается на лабораторный стол.

2.Фильтрационные испытания.

Через краны 11, размещенные в плитах 9, подается воздух или жидкость под давлением (давление должно быть несколько больше фильтрационного), тем самым пленка 8 плотно прижимается к внешним сторонам стенок камеры 5 и герметично закрывает перфорацию 7.

Фильтрационная жидкость подводится к образцу или со стороны штампа 15, или со стороны днища 3. Для этой цели в зазор

23 между оболочкой 8 и днищем 3 или штампов 15 под соответствующим напором подается через кран 24 фильтрацйонная жидкость и пропускается через образец.

Испытания ведутся по известной методике. После исследования фильтрационных свойств (образца естественной структуры) в вертикальном направлении подача фильтрационной жидкости приостанавливается.

Из зазоров 23 жидкость выпускается, а через краны 11, размещенные в плитах 9 штампа 15 и днища 3, подается под давлени-. ем воздух или жидкость; этим давлением эластичная пленка 8 плотно прижимается к штампу и днищу и герметично закрывает перфорацию 22. Затем с двух каких-либо противоположных сторон корпуса через краны 11 давление сбрасывается, эластичная оболочка 8 отходит от стенок формы 5; через краны 24 в одной из стенок подается в зазор 12 фильтрационная жидкость, которая пропускается через образец 6 и от652266 водится из противоположного зазора 12 через кран 24.

После исследования фильтрационных

- свойств грунта в одном из горизонтальных направлений аналогичным путем исследуют- 5 ся фильтрационные свойства в другом, перпендикулярном горизонтальном направлении.

Далее, образец грунта может быть с помощью штока 18 доведен до заданной плотности и фильтрационные свойства иссле (yt0 ются аналогичным образом при этой плотности.

3. Компрессионные, консолидационные, релаксационные и другие исследования ведутся по соответствующим известным методикам закрывая или открывая, в соотвегствии с поставленной задачей, перфорацию 7 в стенках формы 5, перфорацию 22 в днище 3 и штампе 15 с помощью эластичных оболочек 8.

Таким образом, прибор позволяет определить коэффициенты фильтрации в трех взаимноперпендикулярных направлениях, а также консолидационные характеристики как при одномерной, так и при многомерной фильтрации при различных плотностях грунта, что позволяет более точно проектировать, 25 например, различные осушительные системы.

Формула изобретения

Прибор для определения фильтрационных и консолидационных свойств грунтов, содержащий корпус с размещенной в нем рабочей камерой, имеющей днище и крышкуштамп, выполненные перфорированными, резьбовой шток, взаимодействующий через опорный подшипник с крышкой — штампом, датчики общего и порового давлений, источник давлений, соединенный с рабочей камерой, отличающийся тем, что, с целью обеспечения определения свойств грунтов в трех ортогональных направлениях при различной плотности грунтов, рабочая камера выполнена в виде призмьг, боковые стенки которой перфорированы, каждая стенка корпуса, а также днище и крышка-штамп с внешней стороны. снабжены плитой и эластичной оболочкой, закрепленной на плите с зазором, причем каждая плита снабжена краном, соединенным с.источником давления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 209817, кл. Е 02 d 1/00, 1966, 2. Заявка №.2001317/33, кл. Е 02 d 1/00, 1974, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

652266

Рог.3

Составитель В. Латушкин

Редактор В. Трухин Техред О. Луговая Корректор И. Муска

Заказ 1000/30 Тираж 776 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам нзвбретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4