Устройство для определения коэффи-циента фильтрации дисперсныхматериалов

0 и к "=йчГ ИЗОБРЕТЕпИ Сеез Советских Сецнапистнческих Республикщ 796741 К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬС 1) Дополнительное авт. сеид-ву 51)Д, Кл, 6 01 й 15/ 22) Заявлен 21) 2685554/1 с присоединением заявки йф(23) Приоритет Фсударстаекяый квинтет СССР вв делам изобретекяВ я открытяйОпубликовано 15.0181. Бюллетень Дата опубликования описания 15.0 УДК 624 .374 (08(71) Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ ЛЬТРАЦИИ ос тикаль друг в ми, пр в замк верхни ковский. ордена Ленин рдена Трудового Красуниверситет им. М Изобретение относится к исследованию физико-химических свойств материалов, к способам определения коэф.Фициента Фильтрации дисперсных систем,преимущественно глинистых грунтов и сюжет .быть применено при подсчете запасов подземных вод, проектировании мелиоративных сооружений, пргноэировании потерь воды из водохранилищ, притока ее в строительныекотлованы, горно-разведочных выработках и т.д.Известно устройство для определениякоэффициента фильтрации, содержащеевкладыш, корпус и крышку. Во вкладышвходит регулирующее кольцо, обоймадно вкладыша и поршень с шарикомЯ ,ФНедостатком этого устройства является большая длительность определения коэффициента фильтрации,Известно также устройство для определения коэффициента фильтрации несвязных грунтов, содержащее цилиндр,в который помещена сетка и имеетсятри боковые трубки и две трубки, раположенные выше и ниже трех первых 2.Недостатком такого устройства является невозможность определения коэффициента Фильтрации тонкодисперсных ордена Октябрьской Революцииго Знамени государственныйВ. Ломоносова материалов, в ых грунтов.Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее загрузочную емкость, расположенную в полом основании и установленную на дренирующем диске, штамп со штоком и чажное приспособление 3.Определение напорного градиента по способу регистрации остаточного напора после. фильтрации требует значительных затрат времени. Конструкция устройства не позволяет определять напорный градиент по адгезнонному способу, требующему значительно меньших затрат времени.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения воэможности измерения напорного градиента по ацгезионному способу.Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено двумя пружинами, а шток штампа введен в замкнутую полость, образованную двумя верно расположенными, входящимидруга коаксиальными стаканаи этом одна из пружин помещенанутую полость и соединена см стаканом и штоком, а втораяприкреплена к штампу и поджата нижним стаканом, причем верхний. стакансвязан механически с рычажным приспособлением.На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство.Устройство состоит из загрузочнойемкости (грунтовой стакан) 1, установленной в полом основании 2 на дренирующем диске 3, штампа 4 со штоком,соединенным с рычажным приспособлением, состоящим из опоры 5, укрепленной на основании 6, коромысла 7, накотором нанесена шкала 8 и укрепленподвижный груз 9 через систему нажимной 10 и отрывающей 11 пружин, и двухнаправляющих стаканов, верхнего 12и нижнего 13, размещенных в верхнейчасти крышки 14, штампового кольца 15и штатива с воронкой 16,НеобхоДимость использования в конструкции прибора нажимающей и отрывакщей пружин определяется следующим.Нажимающая пружина служит амортизационным приспособлением, котороевоспринимает на себя прижимающую нагрузку и плавно передает ее на штамп.Отсутствие нажимающей пружины приводит к возникновению в образце водонасыщенного грунта гидродинамического удара в момент передачи прижимающей нагрузки, что приводит к наруше нию естественной структуры грунта и. ЗОискажает величину коэффициента фильтрации.Отрывающая пружина необходима дляобеспечения отрыва штампа одновременно по всей площади его контакта сгрунтом. Использование для передачиотрывающего усилия жестко или шар- нирно закрепленного штока или другого приспособления не обеспечиваетпередачу отрывающего усилия без пере Окоса штампа. Наличие даже незначительного перекоса приводит к тому, чтомениск смачивакщей жидкости (порового раствора), возникающий в моментконтакта штампа с водонасыщенным 45грунтом, проскальзывает по смоченнои поверхности штампа в сторону перекоса, значительно снижает интенсивность адгезионного взаимодействияштампа с грунтом, в результате чего снижается отрывающее усилие, аследовательно, уменьшается градиент. напора и в конечном итоге завышаетсяискомое значение коэффициента фильтрации грунтов.Прибор работает следующим образом.Через воронку 16 в основание пол ксти 2 заливают воду до дренирующегодиска 3. Используемый грунт ненарушенного сложения помещается в загру" . 60эоную емкость (грунтовой стакан) 1и устанавливается на дренирующийдиск. На поверхность грунта помещает,ся штамповое кольцо 15 и штамп 4, накоторые передается предварительная 65Чкф Р 131 3 3 - напорный градиент, найденный как отношение отрывающего усилия (А), приведенного к единице площади (Г) штампа идлине пути фильтрации, равной толщине образца (1 см) где 2 где Г - площадь штампа, см,п - пористость грунта,В;с - время отрыва, с;У - объем жидкости, необходимый для равновесного отрыва штампа, величина строгопостоянная для данного материала штампа, находитсяэкспериментально и длястального полированногоштампа площадью 10 см сос 2тавляет 0,006 см 3.Преимущество данного устройства заключается в высокой скорости определения коэффициента фильтрации при сохранении необходимой точности. Формула изобретения Устройство для определения коэффициента Фильтрации дисперсных материалов, преимущественно глинистых грунтов, содержащее загрузочную емкость, расположенную в полом основании и установленную на дренирующем диске, штамп со штоком и рычажное приспособление, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, устройство снабжено двумя пружинами, а шток штампа введен в замкнутую полость, образованную двумя вертикально расположенными, входящими друг в друга коаксиальными стаканами, при этом одна прижимающая нагрузка, не превышающая по величине структурную прочность грунта. Нагрузка создается с помощью рычажного приспособления при передвижении подвижного груза 9 иэ положения равновесия влево и передается непосредственно на штамп через пружину 10 и направляющие стаканы 12 и 13. Затем на штамп передается отрывакщее усилие путем перемещения груза по коромыслу вправо через отрывающую пружину 11, величина которого устанавливается по шкале 8, равной половине величины липкости (адгезии) исследуемого грунта. В момент установки заданного отрывающего усилия включается электрическая сигнальная система, которая фиксирует время от начала передачи отрывающей нагрузки до момента отрыва штампа.Коэффициент Фильтрации (К 41) рассчитывают по формуле,М в Тираж 916 ударственного коми изобретений и отк осква, 3-35, Рачшс П "Патент", г. Ужгое Зака Гос лам д, ул. Проектная,илиал из пружиН помещена в замкнутую полость.и соединена с верхним стаканом и што- .ком, а вторая прикреплена к штампуи поджата нижним стаканом, причемверхний стакан связан механическис рычажным приспособлением.3Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Чаповский Е. Г. Лабораторныеработы по грунтоведению и механикегрунтов, М., "Недра", 1966, с. 100,136. 2. Калачев В. Я. и др. Способ определения водопроницаемости связанных грунтов. Известия высших учебных заведений. "Геология и разведка". Геолого-разведочный институт им. Серго Орджоникидзе, 1977, Р 4, с. 123. 3. Ломтадзе В. Д. Методы лабораторных исследований физико-механических свойств горных пород. Л., "Недра", 1972, с. 171 (прототип).