Устройство для определения степени водопроницаемости грунта под основаниями гидротехнических сооружений

 

Класс 84 а, Ъ, „;."Х 4195

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИ

ОПИСАНИЕ устройства для определения степени водопроницаемости грунта под основаниями гидротехнических сооружений.

К патенту Ю. В. Ланге и Н. П. Чеботарева, заявленному

27 апреля 1925 r. (заяв. свид. № 2637).

0 выдаче патента опубликовано 31 декабря 1927 г. Действие патента распространяется на 15 лет от 31 декабря 1927 г.

На фиг. 1 — 4 изображено распре- деление давления под гидротехническими сооружениями и на фиг. 5 изображено предлагаемое устройство.

В виду того, что под каждым гидро- техническим сооружением происходит фильтрация воды (за исключением, когда основание и берега представляют собой монолит без; трещин, т.-е. сплошной камень или глину, когда фильтрация может быть ничтожной), необходимо, в целях предупреждения опасности повреждения сооружений, производить постоянно наблюдения над состоянием этих вод и грунта под гидротехническими сооружениями.

Эта цель может быть достигнута, при помощи специально устроенной, системы пьезометров. Последние должны быть расположены в одном или нескольких сечениях гидротехнического сооружения, при этом в каждом сечении не менее двух.

Пользуясь только пьезометриче-, скими высотами, созданными существующим напором данного сооружения, не всегда можно было бы судить о состоянии грунтовых вод и грунта основания, ибо грунт очень часто представляет собой не однородную массу с различной плотностью.

Кроме того, состояние грунта под сооружением с течением времени, под влиянием непрерывной фильтрации, меняется, а эти изменения будут трудно уловимы при такого рода наблюдениях над пьезометрами. Если, примерно, имеется сечение плотины, в котором расположены пьезометры (фиг. 1), то, наблюдая за показаниями этих пьезометров, замечают, что давление под плотиной распределяется по некоторой линии АВ независимо от плотности грунта. Только в случае наличия в грунте „пустоты", последняя помощью пьезометрических наблюдений, может быть определена, да и то если она занимает „удачное" положение 1 в отношении пьезометров. Такой случай изображен на фиг. 2, где давление распределится не по прямой, а по ломаной линии АСДВ. Оба пьезо-, метра в местах 1 и э покажут одинаковые высоты (Н,=Н), ибо скорость течения будет наибольшей и давление в обоих пунктах будет одно и то же. Но если „пустота", будет расположена в положении П,, как показано на фиг. 2, то пьезо-, метры не могут выявить эту „пу-, стоту",и линия давлений будет такой, как изображено пунктиром АВ. То же самое может произойти, если

„пустота" окажется между местом 2 и точкой В. Таким образом, если давление под плотиной почему-либо изменилось, то линия АВ (фиг. 3), вращаясь около точки В, будет менять величину угла с горизонтом, оставаясь прямой (напр., А|В или

А„В), или, делаясь ломаной (напр., АСВ или АДВ) на некоторый промежуток времени, по истечении которого движение фильтрационных вод станет установившимся.

При постоянных наолюдениях над показаниями пьезометров (напр,, 3 раза в сутки) всякое такое изменение может быть (не всегда точно) зафиксировано, но наличие только изменения показаний не охарактеризует еще полной картины фильтрации и состояния грунта под флюдбетом, так как времена, в течение которых будут меняться показания, хотя бы двух соседних пьезометров, неодинаковы (в зависимости от плотности грунта). Кроме того, фиксирование начального и конечного момента времени изменения пьезометрических высот за- труднительно, даже при наблюде- ниях три раза в сутки, что не всегда, может быть возможным по эконо- мическим соображениям.

Чтобы помощью наблюдения над показаниями пьезометров можно было бы судить о состоянии основания сооружения, а следовательно, и знать наиболее слабые места его, необходимо, чтобы по длине плотины хотя бы в одном пункте (или по одной линии) можно было бы, по желанию технического надзора, изменять показание пьезометра (или ряда пьезометров). Тогда по скорости изменения показаний соседних пьезометров, можно будет судить о состоянии основания сооружения и о характере фильтрации под ними. Предлагаемое устройство и даст возможность определять степень водопроницаемости грунта под основаниями гидротехнических сооружений путем нагнетания или откачки воды из скважины, с целью такого изменения показаний пьезометра. На фиг. 4 показано давление по прямой АВ с ординатами

Н,, П> и Н, когда в каком либо сечении плотины установлены три пьезометра. В предлагаемом устройстве согласно фиг. 5 применяется трубка К,которая соединена посредством клапана М с верхним бьефом, а отводная труба l сообщается посредством клапана N с нижним бьефом. Изменение напора в трубопроводе KL определяется при помощи соединенного с ним пьезометра.

Соединяя, следовательно, один из необходимых для наблюдения пьезометров через клапан М с верхним бьефом, наблюдающий получает возможность при перекрытии вентилями остальных пьезометров, наблюдать изменения показания данного пьезометра. Закрывая же клапан Л, соединяющий систему с верхним бьефом и, огкрывая клапан lV отводной трубы L, соединяют систему с нижним бьефом, куда и изливается вода из наблюдаемого пьезометра. Наблюдения над скоростью изменения показаний соседних пьезометров по сравнению с временем, в течение которого напор доходит до нормальных теоретических размеров, дают возможность судить о состоянии основания сооружения и о характере фильтрации грунтовых вод под ним.

Предмет патента.

Устр oй ство для on редел ен ия степени водопроницаемости грунта!

А ! !

7 с

Типо-иитографин «Красный Печатании», .реипнсрад, Международный, 75. под основаниями гидротехнических сооружений путем нагнетания или откачки воды из скважины, харак-, теризующееся применением трубы К (фиг. 5), клапаном М соединяемой с верхним бьефом, и отводной, 1

4---г

Д трубы L, посредством клапана Л сообщающейся с нижним бьефом, при чем изменение напора в трубопроводе К вЂ” L определяется при помощи соединенного с ним пьезометра.