Установка для исследования суффозионнойустойчивости грунтов

(61) Дополнительное (22) Заявлено 03.10.7 вт. свид- (21) 2825 13/18-2 1 Х 15/О присоединением заявкиРееударстееннмй кемнте СССР по делам изобретений и еткрмтийБюллетень28 ата опубликования описани 05.081. П. Хомен зоб етеиия роизводственныи и научно-исследовательскии инсти по инженерным изысканиям в строительстве1) Заявите 4) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СУФФОЗИОННО УСТОЙЧИВОСТИ ГРУНТОВаких для Изобретение отнологическим исследовстроительства.Известны приборы для испытания образцов грунта на фильтрацию и суффозию, оценивающие суффозионную устойчивость грунтов по отдельно взятым образцам 1.Однако известные приборы не предназначены для моделирования протекания суффозионного процесса в грунтовом массиве определенного строения.Известны также прямоугольные лотки, предназначенные для широкого круга фильтрационных исследований, в том числе пригодные и для изучения суффозии на модулях 2.Однако в ряде случаев конструкция т установок не позволяет использовать их моделирования развития процесса в конкретных геологвческих условиях.Наиболее близкой к предлагаемой является установка для исследования суффозионной устойчивости грунтов, представляющая собой прямоугольный фильтрационный лоток, состоящий из рабочей камеры и двух боковых водоприемных камер, отделенных от рабочей двумя перфорированными перегородками и снабженных устройствами для поддержания в них определенных уровней воды 3.Установка, помимо решения чисто гид- З рогеологических задач, позволяет изучатьна моделях суффозионную устойчивость оснований гидротехнических сооружений, тела земляных плотин и дамб, обводненных склонов и откосов, но лишь при наличии одного водоносного горизонта, Кроме того, она в конструктивно не приспособлена к моделированю карстово-суффозионных процессов.Цель изобретения - приближение условий работы модели к реальной природной обстановке.Поставленная цель достигается тем, чтоустановка для исследования суффозионной устойчивости грунтов, представляющая собой прямоугольный лоток, состоящий из рабочей камеры и двух боковых водоприемных камер, отделенных от рабочей двумя перфоур рированными перегородками и снабженныхустройствами для поддержания в них опреде ленных уровней воды, выполнена с дополнительной нижней водоприемной камерой, име120 51 О15 20 а после этого с двух сторон вставляются выдвижные водоупорные пластины 12, причем между их торцами и торцами неподвижной водоупорной пластины 9 останавливаются зазоры необходимой ширины, в которые вкладываются утяжеленные вставки3, и 14. В случае же, когда необходимо создавать всего одно сквозное нарушение (фиг, Зб), зодоупорные и опорные пластины закладыва ются таким образом, чтобы с одной стороныторцы выдвижных пластин 10 и 12 находились в одной плоскости, а с противоположной стороны выдвижная опорная пластина 10 выступала из-под выдвижной водоупорной пластины 12 на ширину утяже. енной вставки, после чего пластины сдвигаются к центру до упора торцов выдвижных опорных пластин 10 друг в друга, а в зазор между торцами выдвижных водоупорных пластин 12 вкладывается утяжеленная всгав ка 13, занимающая центральное положение.Затем производится закладка грунта врабочую камеру 15 в виде сплошного массива или откоса или в каком-либо ином виде, что определяется условиями эксперимента, причем при необходимости может быть 45 убрана правая перфорированная перегородка 8. После этого (фиг, 4) установка с грунтом заполняется водой через левую боковую водоприемную камеру 16 до необходимого уровня, который в дальнейшем поддерживается в этой камере автоматически с помощью герметичного сосуда. Если необходимо создать разницу уровней в боковых водоприемных камерах 16 и 17, шланг 19 перекрывается, а выпускной штуцер 20 устанавливается на более низком уровне, чем 55 уровень воды в камере 16. Аналогично снижается напор воды в нижней водоприемной камере 22, для чего необходимо перекрыть шланг 21 и установить выпускной штуцер 24 .на более низкой отметке. 3 85юшей устройство для поддержания в нейопределенного напора воды, причем междунижней водоприемной и рабочей камерамиразмещена водоупорная система.Водоупорная система может быть выполнена из неподвижной водоупорной пластиныи выдвижных опорных пластин, причем напоследних дополнительно установлены выдвижные водоупорные пластины и вставки,Такое решение позволяет моделироватьразвитие суффозии при наличии не одного,а двух водоносных горизонтов, отделенныхдруг от друга слабопроницаемым слоем,при различных сочетаниях напора и химического состава присутствующих в них водв случае возникновения сквозных нарушенийв этом слое. Устройство, создающее такиенарушения, позволяет избежать разгерметизацию установки и нежелательные механические воздействия на частицы грунта отдвижущихся деталей,На фиг, 1 изображена предлагаемая установка, вид спереди, частичный разрез; нафиг, 2 - то же, вид сверху, метный разрез; на фигЗ - схема, иллюстрирующаяработу устройства, создающего сквозныенарушения в водоупорной системе; нафиг. 4 - общая схема работы установки.Установка имеет изготовленную из прозрачного материала переднюю 1, заднюю 2,боковые 3 и 4 стенки, дно 5, две водоупорные 6 и две опорные 7 перемычки, вставныеперфорированные перегородки 8, закрепленные в вертикальных пазах передней 1 и задней 2 стенок, и водоупорную систему, состоящую из находящейся в центре неподвижной водоупорной пластины 9 и двух выдвижных опорных пластин 10 с рукоятками 11,на которые опираются две выдвижные водоупорные пластины 12, также снабженныерукоятками, и утяжеленные вставки 3 и 14.Водоупорная система в целом закрепленав горизонтальных пазах передней 1 и задней 2 стенок, а выдвижные опорные 10 иводоупорные 12 пластины имеют свободныйвыход через сквозные окна в боковых стенкахЗи 4,Средние части передней 1 и задней 2стенок, водоупорная система и перфорированные перегородки 8 образуют рабочуюкамеру 15, заполняемую грунтом. Крайниелевые и правые части передней 1 и задней 2стенок, верхние части боковых стенок 3 и 4,водоупорные перемычки 6 и перфорированные перегородки 8 образуют две боковые.водоприемные камеры 16 и 17, заполняемыеводой до необходимой отметки и связанныемежду собой посредством шланга 18, Правая боковая водоприемная камера 17 черезшланг 19 соединяется с выпускным штуцером 20, а с помощью шланга 21 имеетсвязь с нижней водоприемной камерой 22,образованной нижними частями передней 1,задней 2 и боковых 3 и 4 стенок, водоупорными перемычками 7, водоупорной системойи дном 5. Эта камера заполняется водой под определенным напором и связана шлангом 23 с выпускным штуцером 24, который так же как и выпускной штуцер 20, свободно перемещается и фиксируется на вертикальных направляющих 25, что позволяет устанавливать необходимые напоры воды в правой боковой водоприемной камере 17 и в нижней водоприемной камере 22,Установка работает следующим образом.Вначале полностью заполняется водой нижняя водоприемная камера 22 и производится сборка водоупорной системы с учетом создания необходимых для данного эксперимента количества и размеров сквозных нарушений. В случае, когда создаются два таких нарушения (фиг. За), вначале в горизонтальные пазы передней 1 и задней 2 стенок через сквозное окно в одной из боковых стенок 3 или 4 закладывается неподвижная водоупорная пластина 9, которая должна занять центральное положение, затем с двух сторон в пазы вставляются выдвижные опорные пластины 1 О до упора в торцы неподвижной водоупорной пластины 9,Вслед за этим в водоупорной системе создается одно или два сквозных нарушения, что приводит с одной стороны к изменению напряженного состояния грунта в рабочей камере, а с другой - к возникновению гидравлической связи между рабочей и ниж ней водоприемными камерами. В случае, когда создаются два таких нарушения (фиг. Зв), необходимо с двух сторон выдернуть обе выдвижные опорные пластины 10 за рукоятки 11 так, чтобы потерявшие опору утяжеленные вставки 13 и 14 упали на дно нижней водоприемной камеры 22. Если же создается всего одно сквозное нарушение (фиг. Зг), достаточно выдернуть одну выдвижную опорную пластину 1 О, после чего утяжеленная вставка 13 упадет на дно. Предлагаемая установка в силу своего более полного соответствия природным условиям позволяет давать более точную и объективную оценку суффозионной устойчивости грунтов по сравнению с известными 20 приборами подобного типа. Наибольший эффект достигается при моделировании карстово-суффозионных процессов, что дает возможность в ходе инженерно-геологических исследований для любых видов строительства на закарстованных территориях прогнозировать развитие возможных неблагоприятных и опасных процессов и явлениЙ в пределах конкретных строительных площадок. Формула изобретения1. Установка для исследования суффозионной устойчивости грунтов, представляющая собой прямоугольный фильтрационный лоток, состоящий из рабочей камеры и двух боковых водоприемных камер, отделенных от рабочей двумя перфорированными перегородками и снабженных устройствами для поддержания в них определенных уровней воды, отличающаяся тем, что, с целью приближения условий исследования к природным, она выполнена с дополнительной нижней водоприемной камерой, имеющей устройство для поддержания в ней определенного напора воды, причем между нижней водо- приемной и рабочей камерами размещена водоупорная система.2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что водоупорная система состоит из неподвижной водоупорной пластины и выдвижных опорных пластин, причем на последних дополнительно установлены выдвижные водоупорные пластины и вставки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР209817, кл. б О 1 М 15/08, 1966.2. Авторское свидетельство СССР304483, кл. б 01 Я 15/00, 1968.3. Жернова И. Е. и др. Моделирование фильтрационных процессов. Киев, Наукова думка, 976, с. 48 - 49 (прототип).851201 Риг. Я Риг. д Редактор И.МихеЗаказ 6340/59 ВНИИПИ Гопо делам113035, Москва илиал ППП Па аг. ЧСоставитель О. АТехред А. БойкасТираж 907дарственного коизобретений иЖ - 35, Раушскнт, г. Ужгород,лексееваКорректор Г, РешетниПодписноемитета СССРоткрытийя наб., д. 4/5ул. Проектная, 4