close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY13819

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.12.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
G 01N 33/24
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСИМАЛЬНО ВОЗМОЖНОЙ
ВЫСОТЫ КАПИЛЛЯРНОГО ПОДНЯТИЯ ВОДЫ В ГРУНТЕ
(21) Номер заявки: a 20080897
(22) 2008.07.09
(43) 2010.02.28
(71) Заявитель: Республиканское дочернее унитарное предприятие "Белорусский дорожный научно-исследовательский институт "БелдорНИИ"
(BY)
(72) Автор: Яромко Вячеслав Николаевич (BY)
BY 13819 C1 2010.12.30
BY (11) 13819
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Республиканское
дочернее унитарное предприятие "Белорусский дорожный научно-исследовательский институт "БелдорНИИ"
(BY)
(56) ЧАПОВСКИЙ Е. Г. Инженерная геология. - Москва: Высшая школа, 1975. С. 100.
BY 8807 C1, 2006.
SU 1379730 A1, 1988.
SU 1755190 A1, 1992.
GB 1454674 A, 1976.
(57)
Способ определения максимально возможной высоты капиллярного поднятия воды в
грунте, в котором измеряют высоту поднятия воды в заполненной грунтом прозрачной,
например стеклянной, трубке через заданные промежутки времени, строят после каждого
очередного измерения с учетом предыдущих измерений графическую зависимость величины t/h, соответствующей обратной величине скорости поднятия воды на высоту h, от
времени поднятия t, аппроксимируют построенную зависимость прямой линией, рассчитывают тангенс угла наклона этой линии к оси t и производят указанные выше операции
до тех пор, пока величина приращения тангенса угла наклона после каждого измерения не
станет равной нулю, после чего в качестве искомой высоты капиллярного поднятия принимают величину, обратную расчетному неизменному значению тангенса угла наклона.
Изобретение относится к испытаниям грунтов, а именно к определению высоты капиллярного поднятия воды в грунтах.
Вода, содержащаяся в капиллярных порах грунта, передвигается под влиянием подъемной силы, которая является следствием поверхностного натяжения, развивающегося в
вогнутом мениске воды на границе раздела вода-воздух.
При строительстве дорог капиллярная вода увлажняет полотно дороги и нередко вызывает при замерзании образование пучин, разрушающих дорожное полотно.
Для проектирования мероприятий по защите полотна дороги надо знать максимальную (конечную) высоту капиллярного поднятия воды.
Высота капиллярного поднятия воды может быть определена в лабораторных условиях путем непосредственного измерения высоты поднятия капиллярной воды в стеклянных
трубках, заполненных изучаемым грунтом, либо в специальных приборах - капилляримет-
BY 13819 C1 2010.12.30
рах [1]. Высота капиллярного поднятия может быть определена также путем непосредственных наблюдений за увлажнением породы выше уровня грунтовых вод в шурфах, канавах, расчистках и других выработках.
Наиболее близким к заявляемому является способ определения высоты капиллярного
поднятия воды в лабораторных условиях путем непосредственного измерения высоты
поднятия капиллярной воды в стеклянных трубках, заполненных изучаемым грунтом [1].
Недостатками этого способа являются громоздкость оборудования и длительная продолжительность опыта (1 месяц и более) при исследовании мелкозернистых грунтов (для
таких грунтов требуются очень длинные трубки и большое количество грунта).
Задача изобретения - снижение трудоемкости и сокращение сроков проведения испытаний.
Решаемая задача достигается тем, что в способе определения высоты капиллярного
поднятия воды в грунтах, включающем измерения высоты поднятия воды в заполненной
грунтом прозрачной, например стеклянной, трубке через заданные промежутки времени,
строят после каждого очередного измерения с учетом предыдущих измерений графическую зависимость величины t/h, соответствующей обратной величине скорости поднятия
воды на высоту h, от времени поднятия t, аппроксимируют построенную зависимость
прямой линией, рассчитывают тангенс угла наклона этой линии к оси t и производят указанные действия до тех пор, пока величина приращения тангенса угла наклона не станет
равной нулю, после чего в качестве искомой высоты капиллярного поднятия принимают
величину, обратную расчетному неизменному значению тангенса угла наклона.
Способ определения высоты капиллярного поднятия воды в грунтах осуществляют
следующим образом. Стеклянную трубку диаметром 2-3 см и высотой 0,5-1,0 м, с одного
конца обвязанную марлей, наполняют через воронку грунтом, слегка утрамбовывая последний легким постукиванием по трубке резиновым пестиком и концом трубки об упругую подушку.
Наполненную грунтом трубку укрепляют на штативе, опустив нижний конец ее в воду
на 0,5-1,0 см. Указанный уровень воды поддерживают в течение всего опыта.
Начальный (нулевой) отсчет времени и уровня воды в трубке берут с момента погружения нижнего конца трубки в воду. Отсчет высоты поднятия воды в трубке ведут от поверхности воды.
Положение уровня воды в грунте отмечают по окраске грунта (грунт, смоченный водой имеет более темный цвет) через 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80, 160, 320 мин, а затем через часовые и суточные промежутки.
После проведения не менее 7-10 измерений высоты подъема воды в грунте строят
график в координатах "t/h-t", через полученные точки проводят прямую (по методу
наименьших квадратов) и определяют из графика тангенс угла наклона прямой к оси t (см.
график). После каждого последующего измерения (с учетом этого и предыдущих измерений) строят новые графики в координатах "t/h-t", определяют из графиков тангенс угла
наклона прямой к оси t.
Измерения выполняют до тех пор, пока приращение тангенса угла наклона прямой к
оси t не станет равно нулю.
Для полученного расчетного значения тангенса угла наклона прямой к оси t вычисляют конечную высоту поднятия воды в грунте, которая равна обратной величине тангенса
угла наклона.
Пример конкретного выполнения
Экспериментальная проверка предлагаемого способа проведена в лабораторных условиях с песком пылеватым. Грунт уложен в стеклянную трубку диаметром 3 см, высотой
50 см. Трубка закреплена на штативе, нижний конец трубки обвязан марлей и погружен в
воду. Измерения высоты поднятия воды производили через 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60,
90, 120, 150, 180, 240, 300, 360, 1440…18720 минут (табл. 1), т.е. в течение 14 сут.
2
BY 13819 C1 2010.12.30
Таблица 1
T, мин
T/h, мин/мм
h, мм
10
0,4251
23,5
15
0,4386
34,2
20
0,4521
44,2
25
0,4656
53,7
30
0,4791
62,6
40
0,5061
79,0
50
0,5331
93,8
60
0,5601
107,1
90
0,6411
140,4
120
0,7221
166,2
150
0,8031
186,8
180
0,8841
203,6
240
1,0461
229,4
300
1,2081
248,3
360
1,3701
262,8
1440
4,2861
336,0
2880
8,1741
352,3
4320
12,0621
358,1
7200
19,8381
362,9
11520
31,5021
365,7
18720
50,9421
367,5
По данным измерений строили графики в координатах "t/h-t" (см. график) и методом
наименьших квадратов определяли тангенс угла наклона прямой к оси t.
Результаты вычислений приведены в табл. 2.
Таблица 2
Тангенс угла
Величина приращения тангенса угла наклона
наклона К
T, мин
прямой к
∆К, %
оси t, 1/мм
60
0,0022
90
0,0027
0,0027-0,0022 = 0,0005
120
0,0027
0,0027-0,0027 = 0
150
0,0027
0,0027-0,0027 = 0
Из таблицы видно, что стабилизация скорости поднятия воды в трубке (∆К = 0) наступила через 120 мин после начала опыта при значении тангенса угла наклона прямой к оси
t К = 0,0027. Следовательно, Красч. = 0,0027. Графическая зависимость "t/h-t" описывается
уравнением y = 0,0027x + 0,3981, где x соответствует t, y соответствует t/h (см. график).
Следовательно, максимально возможная (конечная) высота капиллярного поднятия
воды в песке пылеватом будет равна: H = 1/Красч. = 1/0,0027 = 370 мм. Продолжительность
испытаний по предлагаемому способу в сравнении с известным способом сократилась с
18720 мин до 150 мин, т.е. в 125 раз.
Таким образом, предлагаемый способ определения высоты капиллярного поднятия
воды в грунтах позволяет ускорить сроки проведения испытаний, снизить их трудоемкость и стоимость.
Источники информации:
1. Чаповский Е.Г. Инженерная геология. - М.: Высшая школа, 1975. - С. 100.
3
BY 13819 C1 2010.12.30
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
140 Кб
Теги
by13819, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа