Способ испытания грунтов в скважине и устройство для его осуществления

 

Использование: область строительства, инженерно-геологические исследования. Сущность изобретения: перед подачей воды в грунт осуществляют его оттаивание, замеряют объем оттаявшей воды переднюю площадь горизонтального с еч ёния э Ллйпсоида оттаявшего грунта. Подают воду в объеме, равном объему оттаявшей воды. Фиксируют продолжительность времени установившегося потока воды. Коэффициент фильтрации определяют по формуле. Устройство содержит термопрессиометр с фланцем-шайбой, имеющим полость с радиальными цилиндрическими каналами с коническими уширениями. Устройство содержит сосуд для сбора воды, дистанционный уровнемер, Пакер размещен над фланцем-шайбой термопрессиометра. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з 6 01 N 33/24

ГОсудАРстВеннОе пАтентнОе ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4844657/33 (22) 29.06.90 (46) 23,12.92, Бюл. N 47 (71) Уральский электромеханический инсти-. тут инженеров железнодорожного транспорта им. Я. M. Свердлова (72) И. А. Маренинов, О, К. Вострецов и М. В. Леонов (56) Авторское свидетельство СССР

М 874864, кл. Е 02 D 1/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N 1463863, кл. Е 02 D 1/00, 1986, (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ В

СКВАЖИНЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при инженерногеологических исследованиях оттаивающих грунтов, расположенных в зоне распространения многолетне-мерзлых грунтов.

Наиболее близким из известных к заявленному способу является способ испытания грунтов в скважине, включающий установку прессиометра в скважине, подачу воды в грунт на.участке выше размещения прессиометра. Недостатком способа являются разные значения длин пути фильтрации воды, неопределенность размеров и объема массива грунта, через который фильтруется вода, а также повышенные значения напора воды, что приводит к разрушению" текстуры слабых грунтов.

Наиболее близким из известных к заявленному устройству является устройство.. Ж 178342О Al (57) Использование: область строительства, инженерно-геологические исследования.

Сущность изобретения: перед подачей воды в грунт осуществляют его оттаивание, замеряют объем оттаявшей воды и среднюю площадь горизонтального сечения зллйпсоида оттаявшего грунта Подают воду в объеме, равном объему оттаявшей воды. Фиксируют продолжительность времени установившегося потока воды. Коэффициент фильтрации определяют по формуле, Устройство содержит термопрессиометр с фланцем-шайбой, имеющим полость с радиальными цилиндрическими каналами с коническими уширениями. Устройство содержит сосуд для сбора воды, дистанционный уровнемер, Па-: кер размещен над фланцем-шайбой термопрессиометра, 2 с.п. ф-лы, 1 ил, для испытания грунтов, содержащее термопрессиометр с фланцем-шайбой, дистанционный уровнемер и измерительные приспособления, Недостаток устройства— . низкая точность испытаний.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет определения коэффициента фильтрации в оттаявшем грунте, а такуке повышение точности испытаний.

Достигается цель тем, что в способе испытания грунтов в скважине, включающем установку прессиометра в скважйнЕ, подачу воды в грунт на участке выше размещения прессиометра, перед йбдачей воды в грунт осуществляют его оттайвание с последующим замером объема оттаявшей воды и средней площади горизонтального поперечного сечения эллипсоида оттаявшего

1783420 грунта, а подачу воды осуществляют в объеме, равном объему оттаявшей воды при постоянном давлении и температуре, равной температуре оттаявшей воды в процессе фильтрации воды, фиксируют продолжительность времени установившегося потока воды, а коэффициент фильтрации определяют по формуле где hq — объем воды, прошедшей через оттаявшую зону при установившемся потоке воды;

At - продолжительность времени установившегося потока воды, F — средняя площадь горизонтального поперечного сечения эллипсоида оттаявшего грунта, Достигается цель тем, что устройство для испытания грунтов, содержащее термопрессиометр с фланцем-шайбой, дистанционный уровнемер и измерительные приспособления снабжено сосудом для сбора воды и пакером с воздуховодом, фланецшайба имеет полость, сообщающуюся посредством водовода с источником воды и выполнена с радиальными цилиндрическими каналами с коническими уширениями к внешней стороне фланца. суммарная площадь поперечного сечения цилиндрических каналов на входе равна площади поперечного сечения водовода, а на выходе кониче-. ских отверстий — удвоенной площади поперечного сечения водовода, сосуд для сбора воды соединен с термопрессиометром и имеет кожух из теплоиэоляционного материала, а пакер размещен над фланцемшайбой термопрессиометра, На чертеже представлен общий вид устройства для испытания грунтов.

Устройство содержит термопрессиометр 1 с фланцем-шайбой 2, имеющим полость 3, Полость посредством водовода 4 сообщена с источником воды и выполнена с радиальными цилиндрическими каналами 5 с коническими уширениями 6. Устройство . содержит сосуд для сбора воды 7, дистанционный уровнемер 8, пакер 9 с воздуховодом

10, позицией 11 показана скважина, позицией 12 — эллипсоид талого грунта, позицией

13 — клапан, воздухоотводящая труба показана позицией 14.

С помощью устройства способ реализуют следующим образом.

8 скважину опускают сосуд 7 с теплоизоляционным кожухом и термопрессиометр 1, Термопрессиометр располагают над

5 образуется эллипсоид 12 талого грунта. В пакер 9 закачивают сжатый воздух по воздуховоду 10 и после перекрытия пакером сква20

55 сосудом на расстоянии, превышающем длину уровнемера 8, После поджатия термопрессиометра к боковой поверхности скважины 11 и прогрева мерзлого грунта, жины подают воду по водоводу 4 во внутреннюю полость верхнего фланца-шайбы под давлением, равным сумме величины бытового давления грунта на глубине установки термопрессиометра и атмосферного давления. Оттаявшая вода отжимается в сосуд 7, где уровень воды через определенные сроки измеряют уровнемером 8. Клапан 13 настроен на суммарное давление, равное

0,9 величины бытового давления и атмосферного давления, и при большем давлении клапан 13 сбрасывает воздух по воздухоотводящей трубке 14. В ходе измерения уровня воды уровнемером 8 отмечают начало срока появления установившегося постоянного потока воды и его окончание, когда величина потока снижается, находят коэф-. фициент фильтрации по формуле где 6q — объем воды, прошедший через оттаявшую зону при установившемся потоке воды;

At — продолжительность времени установившегося потока воды;

F — средняя площадь горизонтального поперечного сечения эллипсоида оттаявшего грунта, Формула изобретения

1. Способ испытания грунтов в скважине, включающий установку прессиометра в скважине, подачу воды в грунт на участке выше размещения прессиометра, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения коэффициента фильтрации в оттаявшем грунте, перед подачей воды в грунт осуществляют его оттаивание с последующим замером объема оттаявшей в эллипсоидной зоне грунта воды и средней площади ".горизонтального поперечного сечения эллипсоида оттаявшего грунта, а подачу воды осуществляют в объеме, равном объему оттаявшей воды при постоянных давлении и температуре, равной температуре оттаявшей воды в процессе фильтрации воды, фиксируют продолжительность времени At установившегося потока воды, а коэффициент фильтрации Кф определяют по формуле

1783420

Кф=

Составитель С.Слинько

Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор Т.Шагова

Заказ 4511 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 где hq — обьем воды, прошедшей через оттаявшую зону при установившемся потоке воды;

ht — продолжительность времени установившегося потока воды;

F — средняя площадь горизонтального . поперечного сечения эллипсоида оттаявшего грунта.

2. Устройство для испытания грунтов в скважине, содержащее термопрессиометр с фланцем-шайбой, дистанционный уровнемер и измерительные приспособления, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности испытания, устройство снабжено сосудом для сбора воды и накером с воздуховодом, фланец-шайба имеет полость, сообщающуюся посредством водово5 да с источником воды, и выполнена с радиальными цилиндрическими каналами с коническими уширениями к внешней стороне фланца, суммарная площадь поперечного сечения цилиндрических каналов на

10 входе равна площади поперечного сечения водовода, а на выходе конических отверстий — удвоенной площади поперечного се. чения водовода, сосуд для сбора воды соединен с термопрессиометром и имеет

15 кожух из теплоизоляционного материала, а пакер размещен над фланцем-шайбой термопрессиометр..