Устройство для определения физических характеристик мерзлых пород

 

Изобретение относится к лабораторным определениям физических характеристик мерзлых пород и может быть использовано при проведении инженерно-геологических испытаний под промышленное строительство в области развития мерзлых пород. Целью изобретения является определение газосодержания совместно с другими физическими характеристиками мерзлых пород, такими как суммарная льдистость, объемная масса и скорость теплового разрушения, повышение точности и сокращение времени измерений. Устройство включает сосуд с сеткой для установки образца, сливным краном для регулирования объема теплоносителя в сосуде, юстировочными винтами и уровнем для установки сосуда в вертикальное положение. Сосуд выполнен с выпуклой герметичной крышкой, в верхней части которой расположен мерный цилиндр с краном для его герметизации, а в боковую поверхность сосуда выше сетки вмонтирована коленообразная мерная трубка. Высота мерной трубки не менее высоты сосуда с крышкой и мерным цилиндром. Для измерения температуры теплоносителя в сосуде установлен термометр. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4265875/23-25 (22) 22.06. 87 (46) 23.05.90. Вюл. Р 19 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт использования

rаза в народном хозяйстве, подземного хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов "ВНИИПромгаз" (72) 10.Ô.Ñóäàðèêîâ и П,И,Калашников (53) 624, 131,372 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 373586, кл. G 01 N 5/02, 1973.

Авторское свидетельство СССР

Р 958906, кл. С 01 N 5/02, 1982.

„„SU,» 1566267 A 1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МЕРЗЛЫХ

ПОРОД (57) Изобретение относится к лабораторным определениям физических характеристик мерзлых пород и может быть использовано при проведении инженерно-геологических испытаний под промышленное строительство в области развития мерзлых пород, Целью изобретения является определение газосодержания совместно с другими физическими характеристиками мерзлых!

5об2б7 где

v и пород, -:àêèìè как суммарная льдистость, объемная масса и скорость теп— лового разрушения, повышение точнос— ти и сокращение времени измерений, Устройство включает сосуд с сеткой для установки образца, сливным краном для регулирования объема теплоносителя в сосуде, юстировочными винтами и уровнем дпя установки сосуда в вертикальное положение. Сосуд

Изобретение относится к лабораторHbJM определениям физических характеристик мерзлых пород, теряющих связность при оттаивании, например песков, супесей и может быть использонано при проведении инженерно-геологических изысканий под наземные и подземные сооружения в районах развития вечномерзлых пород.

Цель изобретения — определение 25 газосодержания, повышение точности и сокращение времени измерений за счет одновременного определения газосодержания и других физических характеристик мерзлых пород, таких как суммарная льдистость, объемная масса и скорость теплового разрушения, На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство, Устройство для определения физических характеристик мерзлых пород включает ст>суд 1 с юстировочными винтами 2 и уровнем 3 для установки сосуда в вертикальное положение, коленообразную мерную трубку 4, вмонти- 4п рованную в боковую поверхность сосуда вьппе сливного крана 5,предназначенного для регулирования объема теплоносителя, и сетки 6 для установки образца 7, выпуклую герметичную крышку 8 с винтами 9 дпя ее герметизации и мерным цилиндром 1О в верхней ее части с краном 11 для его герметизации, Внутри сосуда 1 установлен термометр 12 для измерения температуры теплоносителя, Высота мерной трубки не менее высоты сосуда с крьппкой и мерным ципиндром, Устройство работает следующим образом, Сосуд при помощи юстировочных винтов 2 устанавливают по уровню 3 в вертикальное положение, заполняют его теплоноситепем до расчетного уроввыполнен с выпуклой герметичной крылкой, в верхней части которой расположен мерный цилиндр с краном для

em герметизации а в боковую поверхность сосуда вьппе сетки вмонтирована коленообразная мерная трубка. Высота мерной трубки не менее высоты сосуда с крышкой и мерным цилиндром. Дпя измерения температуры теплоносителя в сосуде установлен термометр, ил, ня в мерной трубке 4, Необходимое положение уровня теплоносителя в сосуде регулируют сливным краном 5.

Образец мерзлой породы 7 охлаждают до температуры (-1О) — (-20) С,взвешивают его на весах и измеряют его размеры, Помещают охлажденный образец в сосуд 1, заполненный теплоносителем, на сетку 6 и замеряют изменение положения уровня теплоносителя в мерной трубке 4, Закрывают сосуд крышкой Я, герметизируют ее винтами

9 и доливают теплоноситель через мерный цилиндр 10 до расчетного уровня, регулируя его положение сливным краном 5. В момент начала разрушения образца герметизируют мерный цилиндр

10 поворотом крана 11, фиксируют время начала разрушения образца и температуру теплоносителя по термометру 12 и замеряют положение уровней теплоносителя в мерных ц пиндре и трубке, Фиксируют момент окончания разрушения образца, измеряют температуру теплоносителя в сосуде и положение его уровней в мерных цилиндре и трубке и используют полученные даннгпе для расчета физических характеристик мерзлой породы, Объемную массу образца определяют по формуле

Р т (1)

v — v

n n

3 объемная масса, "/ñì; вес образца, г, Ч вЂ” объем теплоносителя в и приборе соответственно до и после погружения образца, см ° з

Суммарную льдистость образ ца рассчитывают по формуле

12 5(Ч„-т. „+(h -h )F — ( (Д Ь и V2 Ч1 и

1566267 6

t „-t<)V,, Скорость теплового разрушения образца рассчитывают по Аормуле (2) Объем газа в образце определяют по формуле м — Ч Т 1000 т,(1000 — h + 1т,) м ц) где V м т

1000 где W—

V

Ц ф

U

tl

h 3

4

1»

t (t

Ы— объемная льдистость в долях единицы; объем теплоносителя в мерном цилиндре на начало разрушения образца, см

9. объем теплоносителя в мерном цилиндре на конец разрушения образца, см

3. объем теплоносителя в приборе после разрушения образ3, ца, см высота уровня теплоносителя в мерной трубке на начало разрушения образца, см; высота уровня теплоносителя в мерной трубке на конец разрушения образца, см; площадь сечения мерной трубт, ки, см температура теплоносителя в начале разрушения образца, С, температура теплоносителя в конце разрушения образца, С, коэфАициент объемного расширения теплоносителя при изо менении температуры на С, 5 объем газа в образце,см 5 объем мерного цилиндра,см температура теплоносителя в начале разрутпения образ— ца, К; температур а теплоносителя в конце разрушения образца, К; уровень в мерной трубке, соответствующей уровню теплоносителя в мерном

2 цилиндре, см; высота водяного столба, равная 1 ат, см.

cl

2 (4) где — скорость теплового разрушения, мм/ч;

d — минимальный линейный размер

10 о бр азца, мм; л пр о должит ель но с ть р а зрушения образца, ч.

Использование устройства позволяет определить гаэосодержание в образ15 це, а также позволяет с значительно большей точностью определять суммарную льдистость мерзлых пород за счет определения количества газа в образце, а в совокупности с определением суммарной влажности весовым способом позволяет определить количество незамерзшей воды в мерзлых породах и их плотность, Формула изобретения

Устройство для определения Аизических характеристик мерзлых пород, включающее сосуд с сеткой для устаЗ0 новки образца, сливным краном для регулирования объема теплоносителя в сосуде, юстировочными винтами и уровнем для установки сосуда в вертикальное положение, о т л и ч а юm е е с я тем, что, с целью определения газосодержания, повьппения точности и сокращения времени измерений за счет одновременного определения гаэосодержания и других физических

4Q характеристик мерзлых пород, таких как суммарная льдистость, объемная масса и скорость теплового разрушения, сосуд выполнен с выпуклой герметичной крышкой с мерным цилиндром, 45 мерный цилиндр снабжен краном, в бо-, ковой поверхности сосуда вьше сетки размещена коленообразная мерная трубка, высота которой не менее высоты сосуда с крьппкой и мерным ципинд50 ром, а внутри сосуда установлен термометр для измерения температуры теплоносителя °