Фильтромер

Изобретение относится к исследованиям по гидрогеологии, в частностик приборам для определения н полевыхусловиях параметров водопроницаемостипочвогрунтов и может быть использовано при исследованиях и изысканиях,где необходимо знать фильтрационныесвойстна почв и грунтов,. например нстроительстве, горном деле, гидрологии, гидротехнике, мелиорации, сель Оском хозяйстве и др.Известно устройство для определения водопроницаемости почв, включающее ограждающие площадь промачинания воды элементы, выполненные ввиде двух разъемных цилиндров, междукоторыми размещено кольцо с натянутой на него диафрагмой иэ эластично-го водонепроницаемого материала, Надиафрагму наливают необходимый слой 20воды, а затем диафрагму прокаливают.Пленка диафрагмы, снорачиваяеь кстенкам цилиндра, полностью высвобождает площадь нпитынаиия и нся водаодновременно поступает на поверхность почвы. Затем определяют расходводы на инфильтрацию,1,Однако вода из ограждающего цилиндра расходуется на просачивание,капиллярное нсасывание и боковое ЗОрастекание, Поэтому нельзя приниматьпоперечное сечение цилиндра за поперечное сечение инфильтрационногопотока, так как будет велика погрешность за счет бокового растекания воды за пределами нижней кромкиограждающего цилиндра.Наиболее близким к предлагаемомуявляется фильтромер, включающййдва коаксиальных цилиндра, питатель 1 О, н ниде сосуда Мариотта, гидравлически сообщенный с полостями цилиндра.Гидростатический напор воды вкаждом из цилиндров известного фильтромера поддерживается постоянным 45при помощи двух сосудов Иариотта Г 23,Недостатком известного устройства является низкая точность опреде" .ления фильтрационных характеристикгрунта, поскольку не обеспечивает Ося одновременное и одинаковое понижение гидростатического напора вобоих цилиндрах при неравномерномего падении во внешнем и внутреннемцилиндрах, 55Цель изобретения - повышение точности определения фильтрационныххарактеристик грунта путем выравниьания изменения гидростатическогонапора жидкости н цилиндрах.. Поставленная цель достигается тем, что фильтромер, включающий ограждающие коаксияльные цилиндры, питательв виде сосуда Мариотта, гидравлически сообщенный с полостями цилиндров,снабжен распрегелителем жидкости, выполненным в виде коромысла с полостью, сообщенной с каждым из цилиндров и питаталем, установленного на опоре с возможностью вертикального перемещения, причем плечи коромысла шарнирно укреплены на полых стойках с поплавками, размещенными в цилиндрахНа чертеже схематически представлен фильтромер, общий .нид.Фильтромер содержит ограждающие площадь впитывания коаксиальные цилиндры - внутренний цилиндривнешний цилиндр 2. На стенке внутреннего цилиндра 1 укреплена вертикальная опора 3. На нертикапьной опоре 3 установлена скользящая втулка 4, на которой укреплена консольно ось 5, На оси 5 установлено коромысло 6 с полостью , заполненнойжидкостью для промачивания, например водой. Полость 7 снабжена патрубками 8 и 9. Коромысло 6 при помощи шарниров 10 связано с полыми стойхами 11 и 12, снабженными поплавками 13 и 14, которые размещены соответственно во внутреннем 1 и внешнем 2 цилиндрах, Для устойчивости устройства полые стойки 11 и 1.2 снабжены направляющими втулками 15,укрепленными на вертикальной опоре3. Полые стойки 1 и 2 могут быть выполнены в ниде трубок с воронками 16 в верхней части. Для индикации и остановки опыта при падении уровня воды во внутреннем цилиндре 1 -в случае неоднородности грунта или наличия трещины нижняя часть трубки 1 может быть снабжена пробкой 1. Пита- тель 8 в виде сосуда Мариотта установлен на полке 9 и гидравлически связан гибким шлангом. 20 с полостью коромысла 6.Для автоматической записи изменения гидростатического напора жидкости во внутреннем цилиндре 1 уста-. навливают автоматическое регистрирующее устройство (не показано), например поплавок со стрелкой самопис.ца и барабаном.ние уровня воды во внутреннем цилиндрепродолжают до слоя в 5 юЕсли уровень во внешнем цилиндре2 будет падать быстрее, чем во внут 15 реннем 2 (что может быть обусловлено боковым растеканием воды эа границей нижней кромки внешнего цилинцра 2,то при опускании поплавка 14коромысло 6 наклонится в сторонуэтого поплавка и вода нз полости 7коромысла 6 через патрубок 9 потечет через воронку 16 по трубке 2 вполость внешнего цилиндра 2. Поплавок 14 за счет увеличения уровняначнет поднимать и выравнивать коромысло 6 до первоначального сбалансированного положения.Если уровень воды во внутреннемцилиндре 1 будет падать быстрее,чем во внешнем ( что может быть обус;ловлено неоднородностью испытываемого грунта или наличием трещиныв просачиваемом объеме), то попла"вок 13 опустится и наклонит коромысло 6 с полостью 7 в эту сторону.Вода нз полости 7 через патрубок 8и воронку 6 потечет по трубке 11.Поскольку трубка 1 закрыта пробкой17, то по мере заполнения водой онанаклонит коромысло 6 и разбалансирует его. В этом случае сайописецотключается или по визуальному наблюдению наличие воды в трубке 17опыт останавливают, "бракуют" .и переделыЬают заново на иовом месте. Стенки цилиндрови 2 снабжены вертикальной разметкой делений (не покаэана 1. При этом разметка шкалы делений на стенках цилиндрови 2 нронзводится с точностью до 1 мм в пределах 100 мм короткими насечкаии через 5 мм и длинными через 1 О мм, Насечки выполняются с таким расчетом, чтобы нулевое деление находилось не далее 25 мм от нижних кромок цилинд О ров. В качестве шкалы делений могут быть использованы и металлические линейки, устанавливаемые вертикально в цилиндрах 1 и 2 фильтромера. Высота цилиндрови 2 должна быть не ме нее 4 см.Измерения с помощью предлагаемого фйльтромера производят следующим образом.Коаксиально устанавливают цилинд ры 1 и 2 на ровной и практически горизонтальной поверхности испытываемого грунта и погружают в грунт с таким расчетом, чтобы нулевое деление шкалы совпало с поверхностью грунта. 25 Затем на стенке внутреннегоцилиндра 1 устанавливают вертикальную опору 3, на которую одевают скользящую втулку 4, Затем на консольно закрепленную ось 5 втулки 4 устанавливают 5 коромысло 6 с полостью 7. Далее одновременно заполняют водой внутреннюю и внешнюю полости ограждающих цилиндров 1 и 2 до деления 100 мм, а по лость 7 до нижнего уровня патрубков 8 и 9, устанавливают питатель 18 Мариотта с водой на полку 19 и соединяют его с полостью 7 гибким шлангом 20.При этом нижний конец шланга 20 устанавливают ниже нижнего уровня патрубков 8 и 9 полости 7 для автоматического поддержания постоянным уровня веды в полости 7 при помощи питателя 18 Мариотта.В момент заполнения полостей цилиндров 1 и 2 до наружной отметки включают самописец, регистрирующий падение гидростатического напора во внутреннем цилиндре 1, илй секун- .5 домер. При одновременном падении или повышении гидростатического уровня в обоих цилиндрахи 2 сбалансированное водораспределяющее коромыс ло 6 с полостьюбудет вертикально перемещаться вниз нли вверх по вертикальной скользящей опоре 3. СнижеПовышение точности измерений параметров фильтрации грунта путем автоматического выравнивания изменения гидростатического напора жидкости в ограждающих цилиндрах обосновывается следующим.В процессе проведения опыта вслед ствне бокового растекания воды за границами нижней кромки внешнего цилиндра уровень воды во внешнем цилиндре будет падать быстрее, в результате чего гидростатический напор во внутреннем цилиндре станет больше, чем во внешнем, А это,в свою очередь, привечает в боковому рас. теканию воды уже иэ внутреннего цилиндра, тем самым поперечное сечение внутреннего кольца не будет полностью соответствовать поперечному сечению инфильтрационного потока, Поэтому поддержание одинакового иэменени уровней в обоих цилиндрах имеет боль158902 Составитель Е.КарТехред Т,Иаточка Редактор ЮКов Тираж 897 ПодлББИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий3035,Иосква,Ж,Рауаская наб.,д.45 аказ 35784 сное атент",Нроектная,4 Ужгор иал 5 1 шое значение для получения достоверных результатов наблюдений. Автоматическое регулирование уровней воды в цилиндрах с помощьюпредлагаемого фильтромера полностью .исключает ручной труд оператора понаблюдению и доливу воды, повышаетточность результатов наблюдений иизмерений. ова Корректор И.Самборска