Установка для исследования суффозионной устойчивости грунтов

(ГОСГ 1 АТЕНТ СССР) ЙЯОВзфф ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕ Н Маханько, Е,И. ИсГ. Рубин(71) Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯСУФФОЗИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИГРУНТОВ(57) Изобретение предназначено для лабораторного физического моделирования суффоэионных процессов, протекающих вразличной природно-технической обстановке, Сначала полностью заполняют водой,нижнюю водоприемную камеру и производят сборку водоупорной системы с учетомсоздания необходимых для данного эксперимента количества и размерое сквозныхнарушений, Затем в промежутках между ними и рядом с теми иэ них, которые занимаюткрайние положения, или по обеим сторонамот единственной такой пластины на выдвикн ых опорных пластинах укладываютвставки необходимой ширины, после чеговыдвижные водоупорные пластины приводя гся в соприкосновение со вставками. Далее производится закладка материаламодели в рабочую камеру, а боковые водоприемные камеры заполняются водой до необходимых уровней, которые в дальнейшемоддерживаются автоматически, так же, каки напор воды в нижней водоприемной каме Ы 2 1823923 АЗ ре. Затем в водоупорнои системе создаются сквозные нарушения сплошности. В случае, когда создается одно нарушение фиксированной ширины, выдвигается одна иэ опорных пластин и вставка падает на основание камеры-грунтоприемника. Если таких нарушений должно быть несколько, выдвигается одна или обе опорные пластины и лежащие на них вставки выпадают одна за другой. Если условия эксперимента требуют постепенного расширения сквозных нарушений в водоупорной системе и она собрана соответствующим образом, то в том случае, когда требуется расширять одно сквозное нарушение в двух направлениях, сначала одна, затем другая опорные пластины выдвигаются из-под вставок, начиная с середины, и они последовательно то справа, то слева падают в камеру-грунтоприемник, В ходе опыта может изменяться объем камеры-грунтоприемника путем вертикального перемещения его основания или путем перемещения выдвижных опорных пластин, вместе с которыми по горизонтали движутся боковые стенки камеры-грунтоприемника. При этом их высота автоматически изменяется в зависимости от движения основания камеры-грунтоприемника, По ходу эксперимента могут также изменяться уровни воды в боковых водоприемных камерах и напор в ниж 11 ей водоприемной камере. Кроме того, с помощью поворотного устройства лоток переводится в наклонное положение с постепенным изменением угла наклона, Результаты эксперимента регистрируются в ходе моделирования через прозрачную переднюю стенку фильтрационного лотка фоторегистратором, свободно перемещающимся в пространстве с помощью г одвижной системы. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.видов строител ьства.Целью изобретения является повышение достоверности исследования путем мо Две выдвижные опорные пластины 18 вместе с расположенными над ними двумя 50 выдвижными водоупорными пластинами 19, неподвижными водоупорными пластинами 20 и вставками 21 составляют. водо- упорную систему, ограничивающую сверху нижнюю водоприемную камеру 13 и отделя ющую ее от рабочей камеры 10, Выдвижныеопорные пластины 18 имеют по всей их длине продольные направляющие выступы, а эодоупорные пластины 19 и 20 и вставка 21 - соответствующие сквозные пазы. Изобретение относится к инженерногеологическим исследованиям для любых делирования различных суффозионныхпроцессов.На фиг.1 изображена предлагаемая установка, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сверху; нэ фиг.З - нижняя водоприемная камера, вид спереди, частичный разрез; на фиг,4 - то же, вид слева; на фиг.5 - схема, иллюстрирующая работу водоупорной системы.Установка (фиг,1,2) имеет жесткую неподвижную раму 1. на которой крепятся с воэможностью их перемещения и поворота вокруг вертикальной оси 2 осветители 3. На раме 1 закреплена также перемещаемая направляющая 4, на которой установлена стойка 5 с фоторегистратором 6, Стойка 5 имеет возможность перемещаться вдоль направляющей 4 и поперек ее по вертикали. Внутри рамы на горизонтальной оси 7 закреплен прямоугольный фильтрационный лЬток 8, причем между рамой 1 и лотком 8 установлено поворотное устройство 9.Прямоугольный фильтрационный лоток 8 включает рабочую камеру 10, две боковые водоприемные камеры 11, отделенные от рабочей перфорированными перегородками 12, и нижнюю водоприемную камеру 13 (фиг.3,4), снабженную очистным устройством в виде закрываемого герметичной крышкой сливного отверстия 14, Внутри нижней водоприемной камеры 13 расположена камера-.грунтоприемник переменного объема с вертикально перемещаемым основанием 15 и двумя боковыми стенками переменной высоты. Каждая боковая стенка камеры-грунтоприемника состоит из трех параллельных пластин: подвижной 16, опирающейся нижним торцом на основание 15 камеры-грунтоприемника, и двух неподвижных 17, жестко закрепленных верхними торцами на соответствующей выдвижной опорной пластине 18. 10 15 20 25 30 35 40 45 Установка работает следующим образом.Вначале полностью заполняется водой или другой рабочей жидкостью нижняя водоприемная камера 13 и производится сборка водоупорной системы с учетом создания необходимых для данного эксперимента количества и размеров сквозных нарушений 22, В случае, когда создается одно такое нарушение и его ширина в дальнейшем не меняется (фиг.5 а), на одной из выдвижных опорных пластин 18 в нужном месте укладывается вставка 21 необходимой ширины, а выдвижные водоупорные пластины 19 приводятся с ней в соприкосновение. Если нарушение 22 должно расширяться в ходе эксперимента в двух направлениях (фиг.5 в), то на сомкнутых в нужном месте выдвижных опорных пластинах 18 укладывается необходимое количество одинаковых вставок 21, а выдвижные водоупорные пластины 19 приводятся в соприкосновение с боковыми поверхностямивставок, занимающих крайние положения. При необходимости создания нескольких сквозных нарушений 22 фиксированной ширины (фиг.5 е) в пазы, служащие для перемещения выдвижных водоупорных пластин 19, вставляются неподвижные водоупорные пластины 20 необходимой ширины и располагаются в нужных местах. Затем в промежутках между ними и рядом с теми из них, которые занимают крайние положения, или же по обеим сторонам от единственной такой пластины на выдвижных опорных пластинах 18 укладываются вставки 21 необходимой ширины, после чего выдвижные водоупорные пластины 19 приводятся в соприкосновение со вставками 21.Если же в ходе эксперимента необходимо расширять сквозные нарушения 22 в одном направлении (фиг.5 э), то в промежутках между неподвижными водоупорными пластинами 20, рядом с крайними пластинами или по обеим сторонам от единственной на выдвижных опорных пластинах 18 укладываются необходимые количества одинаковых вставок 21, Затем выдвижные водоупорные пластины 19 приводятся в соприкосновение с крайними вставками.Далее производится закладка материала модели в рабочую камеру 10, а боковые водоприемные камеры 11 заполняются водой до необходимых уровней, которые в дальнейшем поддерживаются автоматически, так же, как и напор воды в нижней водоприемной камере 13. Затем в водоупорной системе создаются сквозные нарушения сг 1 лошности 22, В случае, когда создается одно нарушение фиксированной5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ширины, выдвигается одна из опорных пластин 18 и вставка 21 падает на основание 15камеры-грунтоприемника (фиг.5 б), Если таких нарушений должно быть несколько, выдвигаются одна или обе (фиг,5 ж) опорныепластины 18 и лежащие на них вставки 21выпадают одна зэ другой.Если условия эксперимента требуют постепенного расширения сквозных нарушений 22 в оодоупорной системе (и онасобранна соответствующим образом), то втом случае, когда требуется расширять односквозное нарушение о двух направлениях,сначала одна (фиг.5 г), затем другая (фиг.5 д)опорные пластины 18 выдвигаются из-подвставок 21, начиная с середины, и они последовательно то справа, то слева падают вкамеру-грунтоприемник,При необходимости расширения нескольких сквозных нарушений в одном направлении выдвигаются одна или обеопорные пластины 18 и уложенные на нихрядами вставки 21 выпадают одна за другойсправа налево или слева направо (фиг.5 и,к).В ходе опыта может изменяться объемкамеры-грунтоприемникл путем вертикального перемещения его с ".ооания 15 илипутем перемещения оыд и:кных эпорныхпластин 18, вместе с которыми;:, ориэонтали движутся боковые степ,и к,:;.;сры-грунтоприемника (фиг.5), При этом их высотаавтоматически изменяется о зависимостиот движения основания 15 камеры-грунтоприемника, По ходу эксперимента логут также изменяться уровни воды о боковыхводоприемных камерах 11(причем о правойи левой самостоятельно) и напор воды онижней водоприемной камере 13, Кроме того, с помощью поворотного устройства 9лоток 8 переоодится о наклонное положение с постепенным изменением угла наклона,Результаты эксперимента регистрируются в ходе моделирования через прозрачную переднюю стенку фильтрационноголотка 8 фоторегистратором б, свободно перемещающимся о пространстве с помощьюподвижной системы, состоящей иэ направляющей 4 и стойки 5, Освещение лотка 8 прифоторегистрации производится свободноперемещаемыми по раме 1 и пооорачивэющимися вокруг осей 2 осветителями 3.По окончании эксперимента рабочая каплера 10 очищается от остатков материаламодели путем их полного обрушения и смыва о нижнюю оодоприсмнуо каплеру 13, длячего необходимо максимально выдвинутьводоупорные 19 и опорные 18 пгастины,Очистка нижнсй оодоприемной камеры 13 производится смывом через открытое сливное отверстие 14 при наклонном положении фильтрациРнного лотка 8.Предлагаемая установка позволяет значительно расширить воэможности лабораторного физического моделирования суффоэии по сравнению с известныли приборами подобного типа, Она дает возможность воспроизводить на моделях суффоэионные процессы, возникающие в результате растворения карстующихся пород, изменения крутизны склонов и откосов, гроходки горных выработок, изменения гидродинаслического режима подземных вод, Это позволяет прогнозировать развитие подобных пооцсссоо е раэличн:.,х природно - техноге 11 ных услоепях и даодть оценку их опасности для и О аых ондог строительства, Испольэооанис сис" смы Чоорегистрэци;1 хода эксперимента значительно повышает его точность, аап 1 ис очистного ус 1 ройства Обеспечивает безопасность работы и увеличивает производительность труда,Формула изобретения 1,У:тановка для исследования суффозионной устойчивости грунтов, выполненная о виде прямоугопьноО фильтрационно о лотка, окпю ающсго раСачую камеру, дес бгкооыс оодоприс,"лньс камеры, отдспснны. ог рабочей перфорированными перегородка ми, и нижнюю оодоприемную каглеру, Отделенную о рабочей камеры еодоупорной сиссмой, содержащей нсподеижные нодо- упорные пластины, дое оыдоижныс водоупорныс пластины, остагки 1 дое еыдеи,кные опорные пластины, О т и и ч а ощ а я с я тем, что, с целью повышения досгэвсрности исследования пугсм моделирования различных суффозионных процессов, устройство снабжс но рамой и камерой-грунтоприемником, оыпслнснной о виде основания, установленоого с возмож остью перемещения о направлении, псрпснднкупярном дну лотка, и двух боковых стенок, каждая иэ которых сдср:,ит три параллельныс пластины, причем крайние пластины своими торцами жестко закреплены на со;твстствующей выдвижной опорной пластине, а среднис пластины установлены с оозможностьло перс ещсния о;носительно крайних пластин и взаимодействуют одним иэ своих торцов с основаниеь;, лоток закреплен нэ раме с воэможностью поворо 1 а его вокруг горизонтальной оси, а в дне лотка выполнено отверстие, снабженное гсрглстпчной крышкой,2,установкапо п.1, о т л и ч э ю щ а яс я тем, что выдвижные опорныс пластиныснабжены продольными направляющими выступами, а в водоупорных пластинах и вставках выполнены соответствующие пазы,З.Установка по пп,1 и 2, о т л и ч а ющ а я с и тем, что рама снабжена двумя осветителями, установленными с воэможностью поворота вокруг вертикальной оси, и направляющей, на которой с воэможностью перемещения в продольном и перпен дикулярных ей направлениях установленастойка, связанная с фоторегистратором.1823923 М 1 б 2 г го Составитель В. Хоменк Техред М. Моргентал рректор Н. МилюкОВ Редактор Г. Бельс каэ 2195 Тираж Подписное ВНИИПИ Государствен.ого комитета по изобретениям и открытиям при 113935, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 СССР тельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина,роизводственн 20 19 гг- О Г Ю 17 б 15