Способ определения объемной массы зернистого материала

СОЮЭ СОВЕТСНИХШИЦИКПипРЕСПУБЛИК 09 Ф СИ) зсЮ С 6.1 М 9 02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН пов иск енно жес едуе т ш адью ают пльюсчеловллаисслвводяплотыв Всесоэыскаь скогоЖука в одометтностинаброс 1-50.оительгрунде У Рд Ч ИЯ ОБЬЕМНОЙв одометлючакщий помещен ъема, о тчхо, с ценоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(46) 23.08.83, Бюл, 9 31 (72) И.М.Семин, К.И.Турсунбае Л.С.Рейфман и В.С.Аннин (71) Среднеазиатское отделение юзного ордена Ленина проектнотельского и научно-исследовате института Гидропроект" им.С.Я (53) 539.218(088.8)(56) 1, Лушнов В.Л. Прибор пло крупнообломочного материала н ке. И., Стройиздат, 1975, с.2. Казакбаев К.К. и др,. Стр ные свойства крупнобломочных тов. Изд-во Узбекистан, Ташкен 1978, с. 48-55 (прототип).(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕН МАССЫ ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА ре с жесткими стенками, в измерение веса материала, го в одометр известного о л и ч а ю щ и й с я тем,ышения точности измерений за лючення погрваности, обусй контактированием материаткими стенками одометра, в. мый материал дополнительно аблон с известной контактнойа искомую величину рассчио формуле9-а РФ Р 1 - вес материаларе, - объем одометра, вес материала в одометре после изменения площади контакта, - объем одометра после из-менения площади контактаф -- постоянная, где площадь контакта матерна ла со стенками одометра,Изобретение относится к измерительной технике, в частности к определению объемной массы сыпучего илизернистого материала, в том числе икрупнообломочного грунта, в одометре с жесткими стенками.5Известен способ определения объемной массы крупнообломочного грунтана модельных смесях в лабораторныхусловиях 1 3, где определение объемной массы крупнообломочного матернала, под которой понимается вес единицы объема грунта, производитсяследующим образом: в емкость определенного объема засыпают грунт, измеряют вес Р и высоту засыпки, на 15основании полученных результатовопределяют объемную массу материалапо формулеРТ= - тм, гсмЧ20Однако при определении объемноймассы таким способом значение ) несоответствует действительному значению объемной массы материала, поскольку стенки прибора вносят существенные 25искажения, выражающиеся в так называемом "эффекте стенки" или "масштабном эффекте", физическая сущность которого заключается в том, что в районе соприкосновения с плоскостью материал имеет меньшую объемную массу,поскольку со стороны жесткой стенкиотсутствуют фракции, которые своимвзаимным проникновением увеличиваютобъемную массу.Это объясняется тем, что безграничный объем рассечен мнимой плос- .костью. При этом данная плЬскостьне вносит никаких искажений в объемную массу материала. Рассматриваетсяправая часть материала, при этом 40мнимая плоскость заменяется на жесткую стенку. В этом случае, стенкадолжна представлять собой рельефнуюповерхность. Однако, исходя иэ условия целостности зерен материала, в 45данном случае искусственно образованный пограничный дефицит материаладолжен быть исключен,фЭффект стенки" или фмасштабныйэффект". таким образом обуславливается только площадью контакта материала со стенками прибора бКЕсли учесть, что пограничныйобъем, образованный плоскостью контакта материала со стенками прибораи величиной пограничных искажений Ь,занимает сравнительную большую часть,то ошибка в результатах измеренийдостигает существенной величины, порядка 20-30,Наиболее близким к предлагаемому,является способ определения массызернистого материала в одометре сжесткими стенками, включающий измерение веса материала, помещенного водометр известного объема. 65 Для учета "эффекта стенки" матери-ал в одометр засыпают послойно ссоответствующим измерением высотыкаждого слоя, при этом для наиболееточного определения значения объемной массы необхОдимо производить измерения, как минимум, трех слоев 2,Недостатком данного способа является низкая точность измерения, обусловленная погрешностью, возникакиаейпри контактировании материала с жесткими стенками одометра.Целью изобретения является повышение точности измерений за счет ис;ключения погрешности, обусловленнойпри контактировании материала с жесткими стенками одометра.Эта цель достигается тем, что согласно способу определения объемноймассы зернистого материала в одометре с жесткими стенками, включающемуизмерение веса материала, помещенногов одометр известного объема, в исследуемый материал дополнительно вводят шаблон с известной контактнойплощадью, а расчет искомой величины ;производят по формуле9-Ргде Р - вес материала в одометре;Ч - объем одометра,р - вес материала в одометрепосле изменения пощадиконтакта,д,: -- постоянная, где 5 - площадь контакта материаласо стенками одометра;измененная площадьконтакта со стенками прибора.В качестве шаблона можно использовать, тонкую жесткую пластину, тонкостенный стакан или дополнительноекольцо.На. фиг.1 изображен одометр с ис-следуемым материалом, с введенной внего тонкой пластиной; на фиг.2 - тоже, с исследуемым материалом, иэ которого извлечена пластина, на фиг.Зто же, с исследуемым и добавленнымдо его верхней грани материалом; нафиг.4 - то же, заполненный исследуемым материалом; на фиг.5 - то же, сустановленным на его верхней гранидополнительным кольцом.Способ осуществляется следующимобразом.Исследуемый материал 1 помещаютв одометр 2,. в который предварительно вводят тонкую жесткую пластину 3,после этого поверхность материалавыравнивают и определяют его вес,затем пластину 3 извлекают, а образовавшееся при этом свободное пространство заполняют этим же материалом 1.Поверхность материала вновь выравнивают и определяют вес добавленногоматериала Ро, т.е, не что иное, как9900 9900 7441,55 9900 37207,55 9900 7441,55 7441,55 7441,55 44649,40 52040,90 9900 59532 у 40 82284 9900 гвес, вытесненный контактной поверхностью тонкой пластины.Так как в районе контакта происходит понижение объемной массы, то при извлечении пластины материал в этом районе приобретает истинную объемнурз массу, т.е, уплотняется, и на поверхности образуется свободное пространство.ЗМая контактную площадь пластиными и вес добавленного материала Рд , 10определяют вес материала Р, приходящийся на полную поверхность одометра 5 ол по Формуле ВнеРа= 4. Рдор где " яа .объемную массу материала в одомет ре определяют по формулеууф Р,тСуществуют и другие, более общие, примеры реализации предложенного спо соба, суть которых заключается также в увеличении 1 или уменьшении) площади контакта материала со стенками прибора.В этом случае для реализации способа фиг.4 и 5) в одометр известного объема 1 до верхней грани засыпают известное количество материала 2 и устанавливают на верхней грани одометра 1 дополнительное кольцо 3, затем засыпают.до верхней грани кольца .3 известное количество материала 4, после чего расчет объемной массы производят по установленной математической Формуле35Т=где Р 1 - вес материала в одометре,Ч 4 - объем одометра,Р - вес материала в одометре1 и в дополнительном кольце 3; суммарный объем одометра1 и дополнительного кольца 3,постоянная, где 61 - контактная поверхность материала в одометре 1; 6контактная поверхностьматериала в одометре 1 идополнительном кольце,3,Технико-экономическиепреимущества предложенного способа заключаются в повышении точности полученных ре-, зультатов, снижении трудоемкости определений объемной массы путем замены многократного не менее 3 раз) измерения объема и Веса исследуемого материала оцнократным замером.Повышение точности измерения осуществляется совокупностью и последовательностью операций, учитывающих "масштабный эффект", т.е. влияние жестких стенок, искажающих структуру материала, обеспечиваемой использованием одометра с дополнительными элементами к нему, при этом величина "масштабного эффекта" отражена в математической зависимости определения объемной массы в предлагаемом способе в отличие от экстраполирования и графического построения при определении плотности в базовом способе.Серия испытаний, проведенных по обоим вариантам предлагаемого способа, подтверждает повышение точности определения объемной массы предлагаемым способом в сравнении с базовым.Так, плотность измерения базовым способом имеет пределы 1,28-1,48 кг/м в зависимости от крупности фракций.Значения объемной массы, определя" емой предлагаемым способом, представлены в таблице.1037143 ФиаУ Составитель Е.КармановаРедактор С.Патрушева Техред М.Костик Корректор А. Фер 3 Подписнота СССРтийнаб., д,4/5 О/45 . Тираж 6 ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 113035, Москва, Ж аказ б оми отк ушск ногоний5, Р иал ППП "Патент.ф, г.ужгород, ул.Проектн При проектировании каменно-набросных плотин из-за неточности определе- ния объемной массы грунта базовым способом в проектах предусматривают материал конструкции с качественными и количественными показателяьы, 5 дающими увеличенный запас прочности.Если величина погрешности в базовом способе составляет +6, то в предложенном решении +0,3. Повышение точности измерений объемной мас.сы грунта позволяет при разработкеконструкций грунтовых сооружений