Способ определения устойчивости контакта двух различных по крупности несвязных грунтов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалкстическккРеспублик р 1909009(23) Приоритет -Опубликовано 280282. Бюллетень Но 8 31 М. Кл. Е 02 О 1/00С 01 Н 15/08 Государственннй комитет СССР по делам изобретений и открнтийДата опубликования описания 280282(72) Авторизобретения Л.Е. Каныгин Научно-исследовательский сектор Всесоюзного ордена Ленинапроектно-изыскательского и научно-исследовательскогоинститута Гидропроект им. С,Я. Жукаи(7) Заявитель 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ КОНТАКТА ДВУХ РАЗЛИЧНЫХ ПО КРУПНОСТИ НЕСВЯЗНЫХ ГРУНТОВ Изобретение относится к строительству, к исследованиям грунтов и может быть использовано при определении зернового состава обратных Фильтров гидросооружений и, в частности,земляных плотин с внутренним дренажом.Известен способ исследования устойчивости контакта двух грунтов различной крупности, один из которых (мелкозернистый) является защищаемым грунтом основания сооружения, а другой крупнозернистый) - Фильтровым материалом. Этот способ реализуется путем укладки в рабочую камеру фильтрового материала на защищаемый грунт и создания в исследуемых грунтах восходящего фильтрационного потока, перпендикулярно их контакту 1.Недостаток этого способа состоит в том, что он позволяет определить проникание мелкозернистого защищаемого грунта в поры крупнозернистого фильтрового материала только для конкретного взаимного положения грунтов в рабочей камере, а именно: фильтр над защищаемым грунтом. В сооружениях же встречаются дренажи с обратным расположением грунтов защищаемый грунт над фильтром, устойчивость контакта которых отличается от таковой при расположениифильтра над защищаемым грунтом.5 Наиболее близок по техническойсущности к предлагаемому способопределения устойчивости контактадвух различных по крупности несвязных грунтов, включающий последова тельную укладку в рабочую камерукрупнозернистого фильтрового и мелкозернистого защищаемого грунтов, приложение нагрузки на поверхностьмелкозернистого грунта, замачиванчегрунтов водой снизу вверх, созданиефильтрации воды сверху вниз, измерение пьезометрического градиентаФильтрационного потока, осадки мелкозернистого грунта и глубины егопроникновения 2.Однако известный способ позволяетопределить все показатели толькодля той части проникания защищаемогогрунта в поры фильтра, которая происходит уже после того, как грунтыуложены в рабочую камеру один надругой и не позволяет проконтролировать все необходимые показателипроникания, происходящего в процессе укладки грунтов в рабочую ка с 909(П 9,; В)С 1 ЖЬ ДОСТт Гсс - .ТСС с;" с" СГ, Е ВтХаИгц 1 сС 1 СГт г Н а т с т Ь Р У КК1 ц К ссс В Р а бК:.:.:Ст.", т,).,1 ЦОЗЕРНСТО) ГО ФИЛЬ тэ;) ВО с; мес-созрнисто о зацищаемс)оГ);сстс г ГРИЛОжЕНИЕ НДГРУЗКИ;а - О ; Рхцссь мс:лкоз ерццтоГс) Г)унт сз, 3 )111.1 с 1 И. ГРУНТОВ, ИЗ) В:) С 1)Х с созд 1 цс. фиьтрацни БОди сверху н:изМе" тЦИЕге ОМЕ гпхсОСс)ГО 1 сНЕНЕ:тф 1 тра 1;О 1 С) ст,С;Гока. ОС аПКИ С)сс)з -";,нистОГО Г 1)унт с) и Глуби нь. е г Г".1 с)и к а н 5 Я нРО Ессс) Укеса тки ГР)ТО МСжЕ,У КРУГ НГЗЕРЦИС:ТИМ фИЛЬт- Г)огвтттМС)ЛХО" ОРИС:ТЬМ З ЦИЦС"тт.1;,), Рт)1 гт,Ц)1)ИМРС Р Щес ЬО гамссгИВангтС) РчТОЙ ОУ 1 ЦЕС В;ЯЮт ДО ГтолОО ЕГО РаТВОРЕНИЯ, а Н г) ГЕГС )сСтЦООЕ)тИ 5 1 т фИЛ 1.ТРа - Ц; О , Ц С ) тт гЕ М СЦ Н О И З М Р ЯЮ Т Г.Гс .г б И Н тт:а:ертеже показана схема установк: для реализации способа.Устаногтка включает камРУ 1 г которой раз мс 11 ени мел коз ерци Г гий 11)унт, :. к)сгццозс рцисттьй 1 рунт 31)ас,г ор 1 ц см Ветеством 4, Снизус эГО ) . Гмон гирс)ва: подео ;иц тпверху ца .с хс)з)цц -.сгСт Н,)г)ЕГц фц;,тт; - ТПГ 1. ,:) цт;)КОс сС . КасСРатОС - . и;кс)с ";:. 8 т ) и пьез Омегрисскими т.У бс аии , Г .с ст)нами, 11 а 11 таипГсщен цз;:еритсеьный прибор 18,1,)соб рсализуется слее, ющим,.) 21 )г.Б рабо У;) (амсз)у 1 с проэрсзными ; . ЗЦКН 1 УК);ДЫВаЮт Сца апа КРУПСЗЕРНИСТ Ый С)51;ЬТРОНЫй Грунт 3, ЗатЕ, Услапывают сдс 1 вг)ДивО Ешсс" тес) - г ц аргмсзр с амецтую соль, .Г с) ким Об;эа зо,:, Иго 3, .О"ы фильтрового Грунта били полнос гью перекрыты и понерх,.",ость этого растворимого нещестна соответствовала средней линии по - Верхности фильтрового грунта, после -;Ого укладызают мелкозе 1 знистый Грунт 2, на поверхность которого устанав)ивают штамп 6 с измерительны 21 прибором, например индикатором 18,Па штамп б прикладынают нагрузку, например 0,2 кг/см-, и фиксируют его перемещения до полной стабилизации осадкси грунтов н камере 1 Затем чеоез дно камеры 1 из бака Б подают воду, замачивают грунты н камере и р;стноряют растворимое нещество 4, ри ЗтОМ В баКЕ 9 ВОдЬ НЕТ. ПОСЛЕ завеошения проникания, прекращения ОСсаДКИ и СтабИЛИЗаЦИИ КОНТсЗКта,1 ВУХ несвязных грунтов 2 и 3 н камеру Подают РОду ИЗ б.тКа 9 И СОЗдаЮт Выхо 1)м фил ьт" гт с 1 ,а к 8, УстойчивН)С; 5 с;С;т., а ДтУХ Г)УИТОН ПУТЕМК,)г 1)Г)ця П):Икания ; )КОЗЕ,")ИСТОГО. Данг С):-.ТИНЕСС;й ПГРУЗКИ Р НаРуцти при их зам: в .тцвации и на нтосте,р 1 из ба:с л 9 с Вся.5 ОДОл фильтраР; , чго обе)печивает н рабосИ 1, 151 ЕРС) 1 ИСХ;)Дящутц СТацИОНарНУЮ;1 Гта:ИЮ, Прц Э -О 1 ПОЛОЖЕНИЕ баКОВ8 и 9;о отцош цию к рабочей камере1 задают в зависимости От требуемойс ли 1 и 11 1 ь ез Оме . 1)ичск)ГО РаДи с.г 1 т стст Р Ьт,1","сц гц в)л иу г.")Г икания ОпрсДеЛЯЮТ Цс, )тВУМ ПОКГЗаТСЛЯМ: О;.ЗМЕряс ой 1)ре зрозрачц 1 стенки рабей,с т сэрс с: .омощью лцейки глу -С)НЕ 1 РЕНИК аИ я ц, ЧаТИц МЕЛКОЗЕРнист Го грунта В поры крупцозерцисТОГО И ПО ВЕЛИЧИНЕ ОСаДКИ ГРУНТОВ О" гкоцтролируемой с помощью индикатора18, Кроме того, на Втором этапе:РВЕДЕНИЯ ЗКСПЕРИМЕНГа УСТОЙЧИВОСТЬконтакта определяется еще по тремпоказателям: зс) - первых, по величинепьсзометричс:.ого ".)алиета фильтра",Ис).С).О ПОГСКа В КОЦтаК: НОй ЗОНЕРЕЧ.лямого по и)казаНям пьезо, к)т;и чсских грубок 12, )с. и 1 31 5дуюЧи" Обт)азОм"1 л - 1 П14гЕЛе -.и 3 .), 5 - расстояние межЕцу;.Ьезометрическ"ми трубками соотРет;.тленно 12, ) 4 и 13, 15; 1 Пт д- показания,ВО-ВтОРЫХ Г;О ВЕЛИЧИНам КОЭффИЦИЕН -тг з фильтра; ии крупнозеритого имых для трех участков Грунтов н РабочеД камере следующим образом:-- где л - расход Фьльтрата,-) - площадь поперечног. сеченияРабочей камерыт - пь зометрический градиент фильтрационцого потока,определяемый для трех участковГрунтон н рабочей камере: для толщимелкозернистого Грунта, крупнозернистого грунта и контактной зоны и,н-третьих по мутности фильтра.а.По результатам определения всехпоказателей н процессе экспериментастроят графики изменения этих показателей но времени, Каждый этапэксперимента и эксперимент в целомсчитаются завершенными при условиистабилизации однонременнс всех пок аз ателей.После завершения экспериментапри ныГрузке грунтов иэ рабочей камеры кьзупн Озер:истый Грунт с 3 апОл -пившим его норы мелкозернистым грунтом рассеивают с помощью комплек та сит и определяют количество и состав мелкозернистого грунта, проникшего в поры крупнозернистого. Сопоставляя полученные величины с допустимыми, которые назначают в зависимости от конкретных условий. (капитальность гидросооружений, его конструкция, условия эксплуатации и т.д.), решают о возможности использования крупнозернистого грунта в качестве Фильтра для защиты мелкозернистого грунта. Так например, для любого гидросооружения одновременно должны выполняться следующие соотношения,Глубина проникания мелкозернистого грунта в поры крупнозернистого фильтра должна быть меньше толщины слоя Фильтра, осадка поверхности мелкозернистого грунта не должна превышать половины толщины слоя этого грунта, пьезометрический градиент в контактной зоне не должен превышать величину среднего пьезометрического градиента на всей толщине слоя мелкозернистого грунта, объем мелкозернистого грунта, проникшего в поры крупнозернистого, не должен превышать половины объема пор крупнозернистого грунта, коэффициент фильтрации крупнозернистого грунта в контактной зоне должен быть ниже коэффициента фильтрации толщи мелкозернистого грунта и, наконец, Фильтрат не должен содержать наиболее крупных частиц защищаемого мелкозернистого грунта.Для какого-либо конкретного гидросооружения могут быть выдвинуТы более жесткие требования.Предлагаемый способ может быть использован при проведении исследований для определения зернового состава обратных Фильтров гидросооружений. Одновременное и более точное определение осадки и суммарной глубины проникания защищаемого грунта в поры фильтрового по сравнению с известными способами позволяет уменьшить трудоемкость и стоимость исследований, сократить сроки их проведения, повысить производительность труда, Более точная оценка устойчивости контакта двух грунтов путем точного определения суммарного проникания частиц, защищаемого грунта в поры фильтра и происходящей при этом осадки позволяет более надежно запроектировать обратные Фильтры и расширить тем самым применение естественных несвязных грунтов для обратных фильтров и, следовательно, снизить стоимость фильтров.Формула изобретенияСпособ определения устойчивостиконтакта двух различных по крупности несвязных грунтов, включающий20 последовательную укладку в рабочуюкамеру крупнозернистого Фильтровогои мелкозернистого защищаемого грунтов, приложение нагрузки на поверхность мелкозернистого грунта, замад чивание грунтов снизу ввеРх, создание Фильтрации воды сверху вниз,измерение пьезометрического градиента Фильтрационного потока осадкимелкозернистого грунта, и глубиныего проникания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьндения точности измерений, в процессе укладкигрунтов между крупнозернистым Фильтровым и мелкозернистым.защищаемтмгрунтами помещают растворимое вещество, замачивание грунтов осуществляютдо полного его растворения, а в процессе растворения и Фильтрации одновременно измеряют глубину и количество проникания мелкозернистого грунта40 в поры крупнозернистого грунта,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Истомина В.С. Фильтрационнаяустойчивость грунтов. М., Стройиздат,45 1957, с. 81.2. Кондратьев В.Н. Фильтрация имеханическая суффозия в несвязныхгрунтах. Симферополь, Крымиздат,1958, с. 52 (прототип).Составитель Р, Погосян Редактор И. Ковальчук Техред Л,Пекамь КорректорВ. Синицкая Заказ 788/38 Тираж 711 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113935, Москва, Ж, Рауюская наб., д, 4/5Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул, Проектная, 4