Способ испытания грунтов в скважине и устройство для его осуществления

(19) 51)5 0 01 М 33/2 А 1 ЕНТНО ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Е И ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Уральский электромеханический инсти-. тут инженеров железнодорожного транспорта им. Я. М, Свердлова(56) Авторское свидетельство СССР М 874864, кл. Е 02 О 1/00, 1978.Авторское свидетельство СССР М 1463863, кл. Е 02 Р 1/00, 1986,(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ В СКВАЖИНЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к строительству и может быть использовано при инженерно- геологических 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 явля.ются разные значения длин пути фильтрации воды, неопределенность размеров и объема массива грунта, через который фильтруется вода, а также повышенные знэЧейиянапора воды, что приводит к разрушению текстуры слабых грунтов.Наиболее близким из известных к заявленному устройству является устройство(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 каналамис коническими уширениями. Устройство содержит сосуд для сбора воды, дистанционный уровнемер, Пакер размещен над фланцем-шайбой термопрессиометра, 2 с.п. Ф-лы, 1 ил,для испытания грунтов,содержащеетермопрессиометр 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 такжеповышение точностииспытаний.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 оттаявшегогрунта, 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 формулеКф - .где Лц - объем воды, прошедшей черезоттаявшую зону при установившемся потоке.воды;Ж- продолжительность времени установившегося потока воды,Г - средняя площадь горизонтальногопоперечного сечения эллипсоида оттаявшего грунта,Достигается цель тем, что устройстводля испытания грунтов, содержащее термопрессиометр с фланцем-шайбой, дистанционный уровнемер и измерительныеприспособления снабжено сосудом для сбора воды и пакером с воздуховодом, фланецшайба имеет полость, сообщающуюся посредством водовода с источником воды ивыполнена с радиальными цилиндрическими каналами с коническими уширениями квнешней стороне фланца. суммарная площадь поперечного сечения цилиндрическихканалов на входе равна площади поперечного сечения водовода, а на выходе кониче-.ских отверстий - удвоенной площадипоперечного сечения водовода, сосуд длясбора воды соединен с термопрессиометром и имеет кожух из теплоиэоляционногоматериала, а пакер размещен над флэнцемшайбой термопрессиометра,Нэ чертеже представлен общий вид устройства для испытания грунтов.Устройство содержит термопрессиометр 1 с фланцем-шайбой 2, имеющим полость 3, Полость посредством водовода 4сообщена с источником воды и выполнена срадиальными цилиндрическими каналами 5с коническими уширениями 6, Устройство. содержит сосуд для сбора воды 7, дистанционный уровнемер 8, пакер 9 с воздуховодом10, позицией 11 показана скважина, позицией 12 - эллипсоид талого грунта, позицией13 - 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 над5 образуется эллипсоид 12 талого грунта. Впакер 9 закачивают сжатый воздух по воздуховоду 10 и после перекрытия пакером сква 20 25 40 45 50 55 сосудом на расстоянии, превышающем длину уровнемерэ 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 давлений 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 Ь 1 - объем воды, прошедший через оттаявшую зону при установившемся потоке воды; й - продолжительность времени установившегося потока воды; Г - средняя площадь горизонтального поперечного сечения эллипсоидэ оттаявшего грунта,Ф о р мул а и зо бр ете н и я 1. Способ испытания грунтов в скважине, включающий установку прессиометрэ вскважине, подачу воды в грунт на участке выше размещения прессиометра, о т л и ч аю щ и й с я 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 й установившегося потока воды, а коэффициент фильтрации Кф определяют по формуле1783420 Кф = Составитель С.СлинькоРедактор Т.Шагова . Техред М.Моргентал Корректор Т.Пали Заказ 4511 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 10 где й 1 - обьем воды, прошедшей через оттаявшую зону при установившемся потоке воды;й - продолжительность времени установившегося потока воды;Г - 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 водово да с источником воды, и выполнена срадиальными цилиндрическими каналами с коническими уширениями к внешней стороне фланца, суммарная площадь поперечного сечения цилиндрических каналов на 10 входе равна площади поперечного сеченияводовода, а на выходе конических отверстий - удвоенной площади поперечного се. чения водовода, сосуд для сбора водысоединен с термопрессиометром и имеет 15 кожух из теплоизоляционного материала, апакер размещен над фланцем-шайбой термопрессиометра