Способ определения количества незамерзшей воды и льда в горных породах

/щ 661315 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциал исти цескихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. Кл.О 1 Х 25/6 рисоединением заявк3) Приоритет -сударстеенный каиитет СССР оо делам иэаоретений и открытий. Д. Ершов, Ю. П. Акимов и Э. 3. Кучуков Московский ордена Ленина и ордена ТрудовогоКрасного Знамени государственный университет имени М, В. Ломоносова аявитель(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ЗАМЕРЗШЕЙ ВОДЫ И ЛЬДА В ГОРНЫХ ПОРОДАХИзобретение относится к способам определения количества незамерзшей воды и и льда в мерзлых породах и может быть использовано при проведении мерзлотных съемок, изыскательских и проектных работ в условиях вечной мерзлоты применительно 5 к объектам гражданского и промышленного строительства.Известен способ определения количестванезамерзшей воды в исследуемом материале, основанный на изменении электрическихосвойств материала в зависимости от температуры и влагосодержания и заключающийся в определении этих изменений,и корреляции их с содержанием незамерзшей воды в породе при данной температуре 1,К недостаткам известного способа отногсятся сложность определения фазового состава влаги в дисперсных породах по кало- метрическим и электрическим характеристикам, а также значительные погрешности при определении количества льда калориметрическим способом в области высоких температур за счет резкого возрастания теплоемкос. ти льда, а в области низких температур за счет влияния температуры на теплоту . фазового перехода первого рода и на тепло- емкость компонентов, слагающих грунт.Ближайшим техническим решением к изобретению является способ определения количества незамерзшей воды и льда, заключающийся в измерении суммарного влагосодержания образцов мерзлых пород весовым методом. Применение этого способа ограничивается, например, условием влагонасыщенности породы, Кроме того, при высоких отрицательных температурах и значительных содержаниях незамерзшей воды этот способ становится недостоверным, так как в этих случаях невозможно дифференцированно определить содержание влаги и льда в мерзлых породах 121.Цель изобретения - повышение точности определения в области отрицательных температур.Цель достигается тем, что осуществляют водонасыщение сухого образца при.контакте с двумя облегающими его мерзлыми влагонасыщенными образцами той же породы при поддерживаемой заданной отрицательной температуре и после установления термодинамического равновесия регистрируют его661315 Формула изобретения Составитель А. Платова Редактор Т. Орловская Техред О. Луговая Корректор М, Пожо Заказ 2428/38 Тираж 1080 Подписное ЦН ИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал П П П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4влагосоде ржание, соответствующее количеству незамерзшей воды и льда.Предварительные эксперименты показали, что оптимальные площадь и высота образцов составляют 10 - 15 см и 0,5 см соответственно. Сущность способа заключается в следующем.Приведенные в контакт образцы сухой и влагонасыщенной породы (с трехкратной повторностью для повышения достоверности) влагоизолируют от окружающей среды с помощью прозрачных полиэтиленовых кассет и помещают в холодильный шкаф или термостат, температуру в котором заранее задают равной температуре исследуемых мерзлых образцов и поддерживают постоянной в течение всего эксперимента. При контакте образцов происходит водонасыщение сухой породы за счет разности химических потенциалов влаги в ней и мерзлой породе.Процесс водонасыщения сухого образца продолжается до установления равенства химических потенциалов незамерзшей воды и льда, что соответствует принципу динамического равновесия между льдом, незамерзшей водой и паром. Соответствующее влагосодержание сухого образца при этом равняется количеству незамерзшей воды в мерзлой породе при данной температуре, Водонасыщение определяется стабилизацией веса влагонасыщающегося образца. Продолжительность водонасыщения сухого образца колеблется от нескольких часов до нескольких суток в зависимости от температуры и дисперсности пород. После насыщения сухой породы определяют ее влагосодержание. Содержание льда в породе определяют по разности между установленными до опыта суммарным влагосодержанием и количеством незамерзшей воды исследуемой породы. Суммарную влажность определяют весовым методбм как отношение разности весов образцов до и после высушивания при 105 С (до достижения постоянного веса) к весу сухой породы.5 Данный способ является прямым, чтосущественно упрощает определение количества незамерзшей воды и льда, повышает температурный диапазон и точность определения искомых величин, которая составляет (при взвешивании с точностью 10 г) 0,3%. Способ определения количества незамерзшей воды и льда в горных йородах, заключающийся в измерении суммарного влаго-.содержания образцов мерзлых пород весовым методом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения в об ласти отрицательных температур, осуществляют водонасыщение сухого образца при контакте с двумя облегающими мерзлыми влагонасыщенными образцами той же породы при поддерживаемой заданной отрицательной температуре и после установления термодинамического равновесия регистрируют его влагосодержание, соответствующее количеству незамерзшей воды и льда. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР197233, кл. 6 О 1 М 25/02, 1966. 2. Авторское свидетельство СССР532044, кл. б 01 1 Ч 25/62, 1974,