Устройство для измерения порового давления в грунтах

Союз СоветскикСоцналистическмкРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11903469(22) Заявлено 060580 (21) 2921756/29-33 311 М. Кп.з с присоединением заявки М Е 02 0 1/026 01 И 33/24 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий-л.иь 1 съи%"ь):.1 н е и ин)нейИрйоевац;-.,ЯЯЬ овский ордена Трудового Красного Зн строительный институт им. В.В.К 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОРОВОГ ДАВЛЕНИЯ В ГРУНТАХоиам для 5 2 Изобретение относится к стр тельству, в частности к прибор определения порового давления в грунтах, и может быть использовано при инженерно-геологических изысканиях.Известен прибор для определения давления воды в порах грунта, основанн 1 й на измерении исследуемого гидравлического давления по величине регулируемого противодавления, содержащий приемник давления, помещаемый в грунт и соединенный в гидрав лическую систему, заполняемую газо- содержащей водой в качестве передающей среды, с нуль-индикатором и устройством для регулирования противо- давления, выполненным в виде камеры, снабженной упругой диафрагмой, перемещаемой винтом-регулятором, вращаемым в крышке камеры 1. Недостатками этого прибора являются невысокая точность, вследствие сжимаемости газосодержащей воды, заполняющей трубки гидравлиЧеской системы, а также использование ртути в нуль-индикаторе, являющейся дефицитным материалом, обладаюцим токсичными испарениями и требующим особых условий хранения и эксплуатации, кроме того, нет воэможности для визуального контроля за отсутствием воздуха в гидравлической системе, мал диапазон измерения из-эа ограниченности деформации диафрагмыНаиболее близким по техническойсуцности и достигаемому результату к изобретению является устройство для определения внутрикапиллярного давления в пористых телах, содержащее приемник давления с капиллярной иглой, соединенный трубками, заполненными в качестве передающей среды воздухом, .с нуль-.индикатором и узлом регулирования противодавления 2.Однако это устройство не обеспечивает достаточно высокой точности измерения порового давления в грунтах, так как не учитывается жесткость мембраны в приемнике давления, возможно засорение капилляра водоприемной иглы частицами грунта, в котором измеряется давление,в качестве передаюцей среды в трубопроводах использован воздух, обладающий большой сжимаемостью, объем которого меняется при колебаниях температуры, окружаюцей среды, кроме того, при повышении давления происходит растворение воздуха в воде, нет четко раблю 903469даемой границы раздела между воздухоми водой в нуль-индикаторе.Цель изобретения в , повышение точности измерения порового давления вгрунтах и расширение диапазона использования устройства.Поставленная цель достигается5тем, что в устройстве для измеренияпорового давленияв грунтах, содержащем приемник давления с капиллярнойиглой, соединенный трубками, заполненными передающей средой, с нульиндикатором и узлом регулированияпротиводавления, капиллярная иглавыполнена в виде перфорированной наконце трубки с глухим торцом и защитной сеткой в зоне перфорации,15корпусы узла регулирования противодавления и нуль-индикатора выполненыв виде сплошного элемента иэ прозрачного материала, причем нуль-индикатор снабжен запорным и впускным кранами и каналами, заполненными жидкостью на основе масел и дисперсногокрасителя, при этом верхние концыканалов соединены с впускным краном,а нижние - с запорным краном. 25На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - то. же, продольныи разрез; на фиг.3капиллярная игла, продольный разрез.Устройство состоит из трубки 1,заполненной несжимаемой, дистиллированной водой и присоединенной к корпусу нуль-индикатора 2, выполненного иэ прозрачного материала, несущейна своем свободном конце приемникдавления 3 с капиллярной иглой 4в виде перфорированной на конце трубки 5 с глухим торцом б и защитнойводопроницаемой, капроновой сеткой7 в зоне перфорации. Приемник давления 3 вводится в грунт 8. Измерение 40порового давления может быть осуществлено в крупнообмоточных, песча. ных и глинистых грунтах. Вертикальные каналы 9 в корпусе нуль-индикатора 2, верхние концы которых соединены с впускным краном 10, а нижние - с запорным краном 11, заполняются жидкостью 12 на основе масели дисперсного красителя, Трубка 13соединяет корпус нуль-индикатора 2с узлом регулирования противодавления 14, выполненным в виде цилиндра15 из прозрачного материала с поршнем 16, передвигаемым вращением маховика 17, снабженный мерной линейкой 18 и манометром 19.Защитная, водопроницаемая сетка 7,например, из капрона, предназначенадля предотвращения засорения капиллярной иглы 4 частицами грунта 8,в котором измеряется поровое давле- бОние.В устройстве в качестве передающей среды использована несжимаемая,дистиллированная вода, получаемаяпри дистилляции с легазированием пу тем вакуумирования, Воздух является сильносжимаемой средой, поэтому сжимаемость воды из-за наличия в ней воздуха может привести к значительным погрешностям при измерениях. Удаление минеральных солей из воды при ее дистилляции также повышает точность измерений, Использование дисперсного красителя позволяет получать яркоокрашенную жидкость для заполнения вертикальных каналов 9 корпуса нуль-индикатора 2, а масло дает четко наблюдаемую границу между передающей средой и жидкостью 12 в вертикальных каналах 9 нуль-индикатора 2. Все это, в совокупности с прозрачностью корпуса нуль-индикатора 2, обеспечивает точный визуальный контроль эа положением жидкости 12 на основе масел и дисперсного красителя в вертикальных каналах 9 корпуса нуль-индикатора 2.Прозрачность корпуса узла регулирования противодавления 14 необходима для визуального контроля за отсутствием воздуха в цилиндре 15 при заполнении его несжимаемой, дистиллированной водой в качестве передающей среды. Наличие сжимаемого воздуха вносит значительные погрешности в результаты измерений.Устройство работает следующим образом.Капиллярная игла 4 приемника давления 3 внедряется в грунт 8. Избыточное давление в поровой воде грунта 8 действует на передающую среду в трубке 1 и вызывает смещение жидкости 12 в каналах 9 корпуса нуль-индикатора 2. Узлом регулирования противодавления 14 создается давление, которое через воду в трубке 13 возвращает жидкость 12 в вертикальных каналах 9 корпуса нуль-индикатора 2 в исходное положение. Величина компенсирующего давления; равная избыточному давлению в исследуемом грунте, фиксируется манометром 19. Предлагаемое устройство повышает точность измерения порового давления в грунтах на 40 за счет того, что капиллярная игла выполнена в виде перфорированной на конце трубки с глухим торцом и защитной сеткой в зоне порфорации; в -качестве передающей среды использована несжимаемая, дистиллированная вода; узлы нуль-индикатора и регулирования противодавления выполнены иэ прозрачного материала, позволяющего контролировать отсутствие воздуха в системе. Устройство позволяет проводить исследования в следующих режимах: измерение порового, давления в грунтах при закрытом запорном кране нуль-индикатора; измерение бокового давлений при испытании грунтов в стабилометрах при закрытом запорном кране нуль-ин 1903469 формула изобретения С .г.ПЛ "Патент",д, ул.Проектная, Фнл г.у г,Г дикатора; измерение объемных деформаций при испытаниях грунтов на трехосное сжатие при открытом запорном кране по величине хода поршня в узле регулирования протнводавления, фиксируемого мерной линейкой.Защитная капроновая сетка в зоне перФораций капиллярной иглы препятствует проникновению частиц грунта в приемник давления, за счет чего повышается надежность устройства при эксплуатации. Устройство.для измерения порового давления в грунтах, содержащее приемник давления с капиллярной иглой, соединенный трубками, заполненными передающей средой, с нуль индикатором и узлом регулирования противо- давления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точностн измерения и расширения диапазонаиспользования устройства, капилляр"ная игла выполнена в виде перфорированной на конце трубки с глухимторцом, защищенной сеткой в зонеперфорации, корпусы узла регулирования противодавления и нуль-индикатора выполнены в виде сплошного элемента из прозрачного материала, причем нуль-индикатор снабжен запорными впускным кранами и каналами, заполненными жидкостью на основе масели дисперсного красителя, при этомверхние концы каналов соединены свпускным краном, а нижние - с запорным краном,15 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 84108, кл. С 01 Ь 7/08, 1949. щ 2. Авторское свидетельство СССР В 516921, нл. С 01 Ь 7/08,1973 (прототип).