Способ определения параметра водопроницаемости грунта

союз соВетскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1796741 1)5 ИЕ БРЕТЕНТВ 4 4 ъ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ИСАН ИЗО ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Таджикский политехнический институти Научно-производственный центр "Фэлак"(56) Мустафаев А,А. Основы механики просадочных грунтов, М.; Стройиздат, 1978, с,38, 32,Ведерников В,В, Определение коэффициента фильтрации почвогрунтов при неполном их насыщении,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ ГРУНТА(57) Использование: в области инженерногеологических изысканий, Сущность: способ предусматривает следующие,последовательно выполняемые операции:отрыв шурфа, устройство совмещенной с Изобретение относится к технике инженерно-геологических изысканий, в частности, определению фильтрационных характеристик грунтов в зоне аэрации, и может быть использовано перед проектированием зданий и сооружений, возводимых на глинистых грунтах.Известен способ определения коэффициента влагопроводности лессовых проса- дочных грунтов, согласно которому в грунте вскрывают удлиненный шурф -длинную полосу достаточной ширины в виде канавы, в который наливают воду. Замэчивание грунта происходит, при этом, в условиях одномерной фильтрации, которые Обеспечиваются большими размерами шурфа. Измеряют количество воды, расходуемой на инфильтрацию в различные моменты Р 1/00, О 01 й 15/08 ним измерительной скважины на всю глубину исследуемой толщи грунта, налив воды в шурф, измерение интервалов времени от начала налива до прихода фронта влаги в разные точки глубины грунта, построение графика зависимости интервалов времени от глубины и расчет коэффициента. Измерения интервалов времени ведут в точкак глубины грунта, равноудаленных одна от другой, а для расчета используют формулу зависимости коэффициента влагопроводности от времени прихода фронта влаги на различные отметки глубины, э также от полной влагоемкости и природной влажности грунта, Для упрощения расчетов и замеров времени возможно использование номограммы и графика соответственно, Точность измерений может быть повышена при условии поддержания постоянства уровня воды в шурфе. 1 з.п, ф-лы, 2 ил 1 табл. времени, и расчетным путем определяют коэффициент влэгопроводности. При изменении литологического состава и плотности грунта по глубине необходимо закладывать новые шурфы до каждого слоя.Недостатком этого способа является его трудоемкость, связанная с большим обьемом земляных работ при выполнении шурфов.Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ, включающий отрывку шурфа, устройство совмещенной с ним измерительной скважины, налив в скважину воды, измерение влажности грунта в процессе инфильтрации на различных глубинах во времени и расчет по полученным данным параметра водопроницаемости грунта,Недостатком способа является трудоемкость и длительность определения водопроницаемости, особенно, если появляетсянеобходимость определения искомого параметра в пределах значительной толщи 5слоистых грунтов.Цель изобретения - снижение трудоемкости и сокращение времени определенияпараметра, в частности, коэффициента влагопроводности, а также повышение точно- "0сти определения,Цель достигается тем, что в способе,включающем отрывку шурфа, устройствосовмещенной с ним измерительной скважины, налив в скважину воды, измерение 15влажности грунта в процессе инфильтрациина различных глубинах во времени и расчетпо полученным данным искомого параметра, согласно изобретению, измерение влажности на каждой глубине производят до 20момента ее увеличения, который принимают за момент прихода фронта влаги и замеряют время от начала налива воды до этогомомента, при этом, глубины точек замеравремени прихода фронта влаги равноудалены друг от друга, а коэффициент влагопроводности рассчитывают по формуле:+ 1ЪЕ (1-сочв(1)где Ы - расстояние между точками глубины,м;+1, +г - время переноса фронта влагиот забоя шурфа до соответствующей точки;б - коэффициент, определяемый предварительно по формуле:Л 2)+1Во ( Вlп - Юо ) сов 4028уЧо - (Ол - О/о ) сов22 ггде Юо - полная влагоемкость грунта;Мо - природная (естественная) влажность грунта,Ъ, Ъ+1, 2 нг - глубины замера времениприхода фронта влаги, м,и кроме того, уровень воды в шурфе поддерживают постоянным в течение всего процесса измерений,На фиг. 1 изображена схема осуществления способа; на фиг, 2 - представленаномограмма для расчета коэффициента б поглубине 2. 55Способ осуществляют следующим образом,На исследуемом конкретном участкеЗемли до кровли исследуемого слоя грунтаоткрывают шурф 1 (фиг. 1), с забоя которого на всю глубину исследуемого грунтового массива 2 пробуривают соосную шурфу измерительную скважину 3, В скважину задавливают обсадную трубу 4 с закрытым дном и размещают в ней зонд 5 влагомера 6, При устройстве скважины необходимо исключить образование зазора между поверхностью трубы и стенкой скважины, по которому могла бы стекать вода, искажающая результаты измерения влажности. По этой же причине устье трубы должно возвышаться над устьем шурфа, В процессе бурения скважины отбирают пробы грунта для определения его плотности и природной (естественной) влажности, Стенки скважины не должны быть уплотнены буровым инструментом, чтобы не ухудшилась их поглотительная способность, Для защиты от обрушения шурф заполняют дренажным материалом, например гравием или щебнем с размером частиц не более 20 мм; дренажный материал засыпают после обустройства измерительной скважины, Затем в шурф заливают воду, время начала налива фиксируют, поддерживают уровень воды постоянным и близким поверхности Земли, При этом, в грунтовом массиве ниже забоя шурфа происходит движение свободной влаги вниз вдоль оси скважины. За движением влаги ведут наблюдение с помощью, например, нейтронного измерителя влажности НИВ, зонд 5 которого опускают на глубину 2, Скачкообразное увеличение влажности считают моментом прихода фронта влаги на глубину 21 и фиксируют его т 1. Затем зонд 5 опускают на следующую отметку - в точку 2 г и вновь, спустя какое-то время, фиксируют скачок влажности - приход фронта влаги уже на глубину 2 г и время тг, Вновь опускают зонд на глубину 2 з и фиксируют тз и т,д. по всей глубине грунтового массива через равные отрезки И, Число точек измерения не должно быть меньше трех.После завершения измерений определяют сначала коэффициент б по формуле(2), Значение б подставляют в формулу (1) для расчета Оо. При этом, определяют по справочникам Яп, а Юо измеряют в процессе бурения измерительной скважины, Причем, Ъ+2 нг определяют как разность между моментом скачкообразного увеличения влажности и моментом начала налива воды,Расчет коэффициента влагопроводности может быть значительно упрощен, если величину б определять по предварительно выполненной номограмме (фиг, 2), графически интерпретирующей зависимость между полной влагоемкостью, природной влажноталлической трубой диаметром 57 м. Верхтрубы выступал над оголовком шурфа на 0,5м, оголовок имел высоту 0,4 м, Глубина скважины 20 м, измерения проводили до глубины 15 м.Воду в шурф подавали непрерывно втечение 13 суток, поддерживая постояннымуровень воды в шурфе. Приход фронта влагив точки, грунтового массива фиксировалинейтронным измерителем влажности НИВ 2, Было выполнено шесть измерений, результаты определения приведены втаблице,Эффективность предложенного способа по сравнению с прототипом заключаетсяв повышении точности определения коэффициента влагопроводности, обусловленной более полным учетом условийпродвижения влаги в грунте, в частности,действия капиллярных сил,Кроме того, за один процесс измерений с помощью известных зависимостей могут быть определены, наряду с коэффициентом влагопроводности, и остальные три параметра водопроницаемости грунта - коэффициент фильтрации, водопроницаемости и капиллярности,стью и глубиной, т,е. расчетную формулу длякоэффициента б,В процессе измерения времени прихода влаги какой-либо из замеров может попадать на ночное время, что неудобно. Чтобы 5этого избежать, мокно изменить процесс, аименно: сначала произвольно выбирая точки 2. и, соответственно, ЬЕ, произвести измерения времени, построить график т = 1(Е)затем, выбрать такие значения Ы, равные 10друг другу, которые бы соответствовали моментам времени, удобным для измерителя.После этой предварительной операции рабочие измерения производить уже через отрезки глубины ЛЕ. 15П р и м е р, Определение коэффициентавлагопроводности осуществляли в грунтовых условиях Таджикистана, Основаниемплощадки для определения являлись породы с плотностью в сухом состоянии 1,37 - 201,50 т/м в пределах 15-метровой толщи призприродной весовой влажности Ио = 0,07,.пористостью 0,44-0,49, На площадке с помощью шнека отрыли шурф диаметром 0,6м и глубиной 2 м, с забоя которого затем 25прорубили соосную измерительную скважину диаметром 50 м, Скважину обсадили меЬ30Ф о р м у л а и 3 о б р.,рт е н,и я1 рД.1, Способ определения параметра водо- проницаемости грунта, включающий отрывку шурфа, устройство совмещенной с ним измерительной скважины, налив в скважину воды, измерение влажности грунта в процессе инфильтрации на различных глубинах во времени и расчет по полученным данным искомого параметра, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, сцелью снижения трудоемкости и сокращения времени определения параметра,в частности коэффициента влВопроводности, измерение влажности йа: каждой глубине производят до момейта ее увеличения, который принимают за момент прихода фронта- влаги, и измеряют время от начала налива воды до этого момента, при этом глубины точек замера времени прихода фронта влаги равноудалены одна от другой, а коэффициент Оо влагопроводности рассчитывают по Формуле:.: 001 +2гл;+11 + 2 (2 + - зп, с 1 ) - 2 С+ 17 г 11+ 2где Ы - расстояние между точками глубины,м,тн 1, т+2 - время от начала налива водыдо прихода фронта влаги в соответствующую точку 1+1, 1+2, мин;б - коэффициент, определяемый поформулеИ/о - (Вlп - Юо ) созЛ 71+12 ЕЮо - ( йп - И/о ) созД 21+22 22где Юп - полная влагоемкость грунта, %;ЯО - природная влажность грунта, оь;Ъ, 3+1, 21+2 - глубины. замера времениприхода фронта влаги, м.2, Способ по п,1,отл ича ющийся тем,что, с целью повышения точности определения,уровень воды в шурфе поддерживают постоянным а течение всего процесса измерений,1796741 2 Составитель И.ТахировТехред М,Моргентал Кор Редакта С.Пекарь роизводственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул,Гагарина Заказ 635 ВНИИПИ Госу Тираженного комит13035, Москв Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКН