Способ определения влажности почвы и грунтов

СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТОРСИОМУ СОИ ЬСТВУ(71) Саратовский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(56) 1. Перков Ю.Р, и др. Каким прибором контролировать качество земляного полотна. - Автомобильные дорогиф, 1971, 9 7, с. 12-14,2. Авторское свидетельство СССР 9 209832, кл. 6 01 В 25/00, 1968 (прототий). 3(59 6 01 В 25/56; С 01 н 21/4(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ПОЧВЫ И ГРУНТОВ, включающийизмерение косвенного параметра, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюувеличения производительности трудапри определении влажности протяженных участков, в качестве косвенногопараметра измеряют атмосферную реф-,ракцию на двух произвольных высотахот поверхности земли, по резулЬтатамизмерений вычисляют параметры градиента температуры и по их значениямопределяют среднюю влажность, используя тарировочные таблицы.Изобретение относится к определению характеристик почвы и грунтов иможет быть использовано в сельскомхозяйстве, строительстве автомобильных и железных дорог, плотин,Известен способ определения влажности почвы и грунтов, включакщийизмерения косвенного параметра (плот-Ности грунта), основанный на зависимости косвенного параметра от влажности почвы или грунта и тарируется 10по термостатно-весовому методу Г 13.Недостатком способа является возможность определения влажности только в точке и, следовательно, низкаяпроизводительность труда. 15Известен способ измерения влажности почвы и грунтов, включающийизмерение косвенного параметра, Вэтом способе процесс измерения влажности состоит из четырех последова" 20тельных операций: нагрев, остывание,замер и продолжение остывания дотемпературы окружакщей среды, Способоснован на зависимости скоростиостывания (косвенный пара 1 четр) отвлажности почвы С 2 3.Недостатком данного способа является то, что для определения влажности поля протяженного участказемляного полотна замеры нужно выполнить во многих точках на. разныхГлубинах, что требует больших затратвремени и средствЦелью, изобретения является повышение производительности труда приопределении влажности протяженных ,35учас тк ов . Указанная цель достигается тем,что согласно известному способу определения влажности почвы и грунтов, 40включающему измерение косвенного па"раметра, в качестве косвенного параметра измеряют атмосферную рефракциюна двух произвольных высотах от поверхности земли, по результатам изме рений вычисляют параметры градиентатемпературы и по их значениям определяют среднюю влажность, используятарировочные таблицы.Известно, что величину рефракции,ее знак, скорость изменения во времени определяет величина, знак и ходградиентов температуры, давления,влажности воздуха,Формула атмосферной рефракции55)х Д.дтхЫ ьхУх . )1)где рф, - число секунд в радиане;Ъ - длина измеряемой линии;и - градиент показателя преломления света в воздухе, равныйогай и ч -10 огай Т + 0,4 х 10 огай-6 -4Р - 0,06 10огай е (2) Здесь Т, Р и 6 - температура, давление и влажнос)ь воздухаСредний градиент показателя преломления вычисляют по усредненным градиентам температуры, давления и влажности. Влияние градиентов влажности и давления по сравнению с влиянием гради" ента температуры мало. Градиент температуры вблизи поверхности почвы может достигать больших величин и формируется только локальным ходом воднотеплового режима. Таким образом, рефракция определяется иэ простой зависимостиъф =-;.-Ь 40 (рас 17 (3)Величина, знак и скорость изменения градиента температуры в,приземном слое воздуха формируется теплоФизическими свойствами почвы, характером теплообмена, влиянием испарения.Теплофизические свойства сухой и влажной почвы (теплоемкость и теплопроводность) значительно. отличаются. Вследствие этого влажная почвамедленнее и меньше нагревается,меньше и медленнее отдает теплоРазность в понижении температуры поверхностей сухой и влажной почв при потере тепла (излучении) за 1 ч может доходить до 5 С.ЭфФект испарения сводится также к понижению амплитуды суточных колебаний температури эквивалентен уве" личению теплоемкости почвы. Увеличение может достигать трех раз и более.Таким образом, все результативные признаки наличия влажности поч)вы (ее увеличЕния) уменьшают амплитуды суточных колебаний температуры и замедляют их ход. Вследствие этого величины градиентов температуры и скорость их изменения над влажной почвой меньше. Для определения степени влажности активного слоя почвы в разных условйях достаточно знать ход рефракции над определенными почвами при определенном характере теплообмена или судить о влажности по результатам измерений рефракции над поверхностями различной увлажненности.Предлагаемый способ осуществляют следующим,образом.Выполняют тарировочные работы. Тарировка включает измерение рефракции в фиксированные моменты времени на двух разных высотах от поверхности земли, измерения влажности за период наблюдений и вычисление тарировочных параметров. Тарировочные параметры вычисляют по следукщим соображениям, Известна формула для градиента температурыуа 8Ю1068790 20 ФДата Рефракция Участок Времяизмере" ния, чЭаказ 11452/37 Тираж 827 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и.открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб , д. 4/5Филиал-ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 где И - высота луча визирования отповерхности земли; б и а - параметры функции теплообмена, времени суток (года).Существенную роль в теплообменеиграет влажность почвы. 5С другой стороны средний градиент температуры может быть вычислен по формуле (3)фТаким образом, цо результатам измерений и формулам (3) и (4) вычис ляют параметры 6 и а, используемые для получения тарировочных таблиц.На определяемом участке выполняют измерения рефракции. Рефракцию измеряют дважды на разной высоте от поверхности земли. Высота измерений может быть произвольной по отношению к тарировочным высотам. Вычисляют параметры Ь и а. Влажность определяют методом линейной интерполяции по фактически полученным значениям параметров градиента температуры б и авП р н м е р, Выполняют тарирбвочные работы. Для этого рефракцию из" меряют над двумя участками на разных высотах по линиям одинаково. ориентированных на местности и одинаковой длины (800 м). Почвы на участках имеют одинаковый химический состав. Влажность измеряют термостатно"весовым методом в семи точках на каждой линии. Данные приведены в таблице. По данным измерений может быть. составлена тарировочнаятаблица для большого диапазона влажностей (О) через интервал 1-3.Применение предлагаемого способа позволяет быстро и эффективно определить среднюю влажность обширных массивов почвы и грунтов протяжен" ных участков. Предлагаемый способ может найти широкое применение в на-. родном хозяйстве, например в орошаемом земледелии. Средняя влажность, а Ь по весу