Способ определения количества незамерзшей воды и льда в горных породах

О П И С А Й И Е И 1 532044 Союз Советских Социалистических Республик(23) Г 1 риорцтст Государственный комитет Совета Министров СССР(088,8) Бюллстень Лээ 38цсанця 14. О. э убликовано 15.10.7а опубликования делам изобретений и открытий 2) Авторы изобретени Ку вцев, В. В.И. А. Комна Ленинатвенный уни Чосковский ор госуда(71) Заявител 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ИЕЗАМЕРЗШЕЙ ВОДЫ И ЛЬДА В ГОРИЫХ ПОРОДАХтносится к области опред тава воды в дисперсных рицательНых темпер атур к области определения к ей воды и льда в мер и может быть использо нии, строительстве и эксп х сооружений в области оголетнемерзлых пород. Изобретение о ния фазового со териалах при от более конкретпо чества незамерзш горных породах при проектирова тации инженернь пространения мн еле- мах) а ОЛИвано луаасИзвестен калориметрическии способ определения количества льда и незамерзшей воды в мерзлой породе, основанный 1 на измерении количества тепла, поглощаемого или выделяемого образцом исследуемой породы в результате его оттаивания или дальнейшего промерзаНия. Калориметрический способ определения количества незамерзшей воды в мерзлой породе заключается в измерении содержания льда в этой породе, а жидкая фаза воды находится,по раз 5 Ости между су 1 арны Влагосодержанием и установленным количеством льда 1. Г 1 ри расчете содержания льда и незамерзшей воды в мерзлой породе по обще- иринятому в настоящее время калориметрическому способу необходимо знать количество тепла, поглощаемое или выделяемое всеми частями калориметра при изменении тсмпературы калориметрической жидкости ца 1 "С, ц строго поддерживать тепловыс условия, что Гуров, 3, Д. Ершов, 1 О, П. Акимов,аров и Э. 3. Кучукови ордена Трудового Красного Знамеверситет им. М. В. Ломоносова Эуслоэкцяет спосОО определения незамерзнеи воды ц его аппаратурную реализацию. Следует отметить, чго в ооласти низких темпера-э Возника 0 Г зпачцтег 1 ьные п 01 эрсшностц В Оп 1 эсделснии фазОВОГО сОст 2 Ва Воды калоримстрцческпз сГосооом за счет ВыделяемоЙ сплоты сзачиванпя. Дополнительная поп 1 эеш.Ос:ь Возникает из-за допущения, чтосъ 1 кость св 532 ннОЙ (11 сзаз 101 эзшеЙ) ВОды п 1 эицпмается равнойккал/(кт град), хотя в деЙствительносэч 1 Опа неско;1 ъко меньше. Все э 10 Отэажаетс 51 на точности Опредсления колцества незамерзшей воды. Кроме того, содс 1 эжание неза.1 еэзшей Воды В тонкодиспсэс ных ПОэодах (Г.1 цны, суГлцнкц) ОказыВае сязависящим от направленпя хода изменения тсхПературы В ка,с;эцзст 1 эе, т. е. Имеет место гистерезпс, привод 5 щит к неоднозначности ОН 1 эсдслсния количества 1 нсзаъерзшеи ВОды В исследуемом образце. Следует также подчерк;5 ть, что П 1 эц кало;эпэс Г 1 эическом спосоое количество цезамсрзшс Воды ОП 1 эеделяется лкшь в одном одр зце исследуемой породы, ГО знаНте;ы 0 услозкняет прпмененпе этОГО ;по .Ода при массовом опр:делении количества незамерзшей золы в Образцах разлцчных порол,.1 звестс. т 1 жс . пс 00 ОпреДеления кОличс "тва везатсрзп;с. Воды В исследуемом ма те;эиале цо о элслричсскцм свойствам 2.дакт 343 Изд.1665 ЦНИИПИ Государственного комите по делам изобретени И 3035, Москва, Ж, Ра(ЛЙ, в которой У= Во, а льдистость - по разности Фо - ФнвГ 1 о сравнению с известными, данный способ является, прямым, что существенно упрощает определение количества незамерзшеи воды и льда и повышает точность определения искомых величин, которая составляет 2%. Надежность способа подтверждена данными параллельного определения количества незамерзшей воды в четырех типах горных пород калориметрическим и сублимационным методом. Кроме того, способ сублимации, льда в,породах позволяет определять фазовый состав воды одновременно в нескольких десятках и даже сотнях образцов пород, что существенно повышает экономичеекую эффективность способа.Экономический эффект использования данного метода Госстроем РСФСР при инженерно-геологических изысканиях и проектировании инженерных сооружений в районах распространения многолетнемерзлых пород, в том числе в условиях БАМ, по предварительным расчетам составит 180000 руб. в год. Формул а из о орет енияСпособ определения, количества незамерзшей воды и льда в горных породах по суммарному влагосодержанию образцов исследуемых мерзлых пород, определяемому весовым методом, от л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью дифференцированного определения содержания жидкой и твердой фаз воды в мерзлых образцах пород, повышения экономической эффективности и точности определенияфазового состава воды в образцах пород приразличных отрицательных температурах, осуществляют сублимацию льда в каждом образ 5 це с одной из его поверхностей, влагоизолируя остальные поверхности, причем в процес:е сублимации льда образцы обдувают вдольоткрытой поверхности потоком воздуха заданной отрицательной температуры, и после до 10 стижения преимущественно 10-ти миллиметровой толщины иссушенной зоны породы, наблюдаемой визуально по осветлению породыв этой зоне, на основе послойного определения влажности преимущественно слоями 1 -15 2 мм, находят профиль влагосодержания, покоторому определяют количество незамерзшейводы в образце породы при заданной отрицательной температуре и суммарное влагосодержание, а по разности установленного суммарного влагосодержания и содержания незамерзшей воды определяют содержание льда впороде.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:25 1. Нер е ова 3 А Инструктивные указанияпо определению количества незамерзшей водыи льда в мерзлых грунтах. Материалы полабораторному исследованию мерзлых грунтов,2, Изд-во АН СССР, М., 1954.2. Авт. свид, СССР197233, М. Кл.6 01 и 25/02 0902663. ГОСТ 5179-64. Грунты. Метод лабораторного определения влажности. Стройиздат, М1964,