Спосіб визначення водопроникності глинистих ґрунтів

Спосіб визначення водопроникності глинистих ґрунтів, який складається з розміщення установки на місці випробовувань, занурення в ґрунт, що випробовується, двох концентричних циліндрів, заповнення простору всередині циліндрів над поверхнею ґрунту водою, спостереження за процесом фільтрації води в ґрунт, який відрізняється тим, що верхній отвір зовнішнього циліндра герметично закривають кришкою, створюють і підтри мують до кінця проведення дослідів заданий напір всередині циліндрів, після закінчення спостережень зразок ґрунту витискають з внутрішнього циліндра установки, зразок розрізають навпіл, із стінок зразка відбирають проби, лабораторним способом визначають вологість, будують графік зміни вологості всередині зразка і по ньому визначають фронт насичення зразка водою та розраховують коефіцієнт фільтрації ґрунту за формулою: ql K , L  H Корисна модель призначена для визначення водопроникності глинистих ґрунтів у натурних умовах, максимально наближених до реальних умов. В практиці геотехнічних досліджень для вивчення водопроникності ґрунтів застосовується ряд способів [1], які дають надійні результати при -5 коефіцієнтах фільтрації kf≥1·10 см/с. Аналогами даного способу є способи, розроблені Болдаревим і Нестеровим, які дають надійні -5 результати при коефіцієнтах фільтрації kf≥1·10 см/с. При менших значеннях коефіцієнтів фільтрації надійність результатів, отриманих цими способами, значно зменшується. Принциповою відмінністю даного способу від вищеназваних є те, що він дозволяє визначати коефіцієнти фільтрації в маловодопроникних глинистих ґрунтах, що знаходяться під впливом значних напорів. Такі напори діють на протифільтраційні елементи високонапірних ґрунтових гідротехнічних споруд. Спосіб розроблений для визначення водопроникності глинистих ґрунтів у натурних умовах на установці [2]. Недоліком даного способу є те, що об'єм води, яка профільтрувалась, визначається наближено. Задача способу полягає у суттєвому підвищенні точності визначення об'єму води, яка профільтрувалась. Поставлена задача вирішується тим, що у способі визначення водопроникності глинистих ґрунтів, який складається з розміщення установки на місці випробовувань, занурення в ґрунт, що випробовується, двох концентричних циліндрів, заповнення простору всередині циліндрів над поверхнею ґрунту водою, спостереження за процесом фільтрації води в ґрунт, верхній отвір зовнішнього циліндра герметично закривають кришкою, створюють і підтримують до кінця проведення дослідів заданий напір всередині циліндрів, після закінчення спостережень зразок ґрунту витискають з внутрішнього циліндра установки, зразок розрізають навпіл, із стінок зразка відбирають проби, лабораторним способом визначають вологість, будують графік зміни вологості всередині зразка і по ньому визначають фронт насичення зразка водою та розраховують коефіцієнт фільтрації ґрунту за формулою (5). Спосіб полягає у наступному. Установка розміщується на місці випробовувань, два концентричних циліндри втискаються в ґрунт, внутрішній циліндр занурюється дещо нижче зовнішнього. Простір всередині циліндрів заповнюється водою до рівня верха середнього циліндра. Верхній отвір де L - площа поперечного перерізу внутрішнього (19) UA (11) 64563 (13) U циліндра; H - гідростатичний напір; q - інфільтраційна витрата; l - відстань від верху зразка до нижньої межі фронту насичення. 3 зовнішнього циліндра герметично закривають кришкою, створюють і підтримують до кінця проведення дослідів заданий напір всередині циліндрів і ведуть спостереження за процесом фільтрації води в ґрунт. Після проведення випробувань зразок ґрунту витискається з внутрішнього циліндра установки. Зразок ґрунту розрізається навпіл по висоті. З розрізаних половинок з фіксованими інтервалами не більше 2,0 см відбираються проби для визначення вологості ґрунту (дві проби з кожної висоти). На кресленні представлено графік зміни вологості залежно від відстані від верху зразка W=f(l), яка має дві характерні складові. Перша (верхня) складова характеризує стан фронту насичення зразка на момент закінчення досліду. Друга (нижня) складова характеризує вологість зразка ґрунту в нижній частині зразка, якої не досяг фронт насичення. Точка перетину апроксимуючих ліній двох складових вказує на нижню границю фронту насичення зразка. В межах висоти фронту насичення визначається середнє значення вологості W cep1. Визначається також середня вологість зразка нижче фронту насичення W cep2. Різниця між ними становить: (1) W=W cep1-W cep2. Кількість води, яка профільтрувала: WD2 (2) , 4 де: d - щільність сухого ґрунту; D - діаметр внутрішнього циліндра; l - відстань від верху зразка до нижньої межі фронту насичення (креслення). mw  d  Комп’ютерна верстка Л. Купенко 64563 4 Об'єм профільтрованої в ґрунт води: m Vw  w , w (3) де w - густина води. Інфільтраційна витрата становить: V q w , (4) t де t - час проведення досліду. На основі отриманих даних визначається коефіцієнт фільтрації за виразом: ql K , (5) L  H де L - площа поперечного перерізу внутрішнього циліндра; Н - гідростатичний напір. Впровадження даного способу в практику досліджень дозволить визначати коефіцієнти фільтрації в маловодопроникних глинистих ґрунтах, що знаходяться під впливом значних напорів. Це підвищить достовірність визначення коефіцієнтів фільтрації в протифільтраційних елементах високонапірних ґрунтових гідротехнічних споруд, а, отже, і надійність самих споруд. Література 1. Методическое пособие по инженерногеологическому изучению горных пород / Под ред. Е.М. Сергеева. - М.: Недра, 1984. - Т. 1. - С. 323. 2. Установка для визначення водопроникності глинистих ґрунтів. Патент України на корисну модель № 30804 від 11.03.2008 р. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601