ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ

Полезная модель относится к приборам по испытаниям грунтов, в частности определению их коэффициента фильтрации.
Известен компрессионно-фильтрационный прибор, включающий цилиндрический корпус, перфорированное днище, рабочее кольцо и перфорированный штамп [Чаповский Е.Г. Лабораторные работы по грунтоведению и механике грунтов, «Недра», 1975, с.135].
Недостатком данного прибора является то, что с его помощью можно определять коэффициент фильтрации только в одном (вертикальном) направлении.
Задачей, для решения которой предлагается полезная модель, является определение коэффициента фильтрации в двух взаимно перпендикулярных направлениях, в том числе послойно.
Это достигается тем, что в днище и в двух противоположных стенках прибора выполнены параллельные друг другу каналы для подачи и отвода фильтруемой через образец грунта воды.
На фиг.1 изображен продольный разрез прибора с системой подачи и отвода воды, на фиг.2 - поперечный разрез прибора.
Стенки прибора 1, 2, 3, 4 образуют рабочую камеру 5, в которой размещается образец грунта, имеющий форму куба или призмы. Стенки 1 и 2 выполнены сплошными. В стенках 3, 4 выполнены параллельные друг другу и изолированные друг от друга каналы 6, 7. Каждый канал снабжен штуцером 8 для подачи или выпуска воды. К каждому штуцеру подсоединена трубка с краном 9. Стенки с каналами перекрываются перфорированными пластинами 10 и 11. Отверстия в пластинах, служащие для подачи и отвода воды, расположены рядами, совпадающими с осью каналов. Днище прибора 12, снабженное каналами 13, перекрывается перфорированной пластиной 14, отверстия в которой расположены рядами, совпадающими с осью каналов. Для передачи давления на образец грунта используется квадратный перфорированный поршень 15. Крышка прибора 16 снабжена втулкой 17, необходимой для фиксации штока 18 винтом 19.
Устройство работает следующим образом.
Образец грунта размещают в рабочей камере 5. Сверху на образец устанавливают поршень 15. Прибор закрывают крышкой 16. После водонасыщения грунта ослабляют винт 19 и с помощью загрузочного устройства прикладывают внешнее давление. Вертикальную деформацию грунта определяют по перемещению штока 18. В процессе уплотнения грунта винтом 19 временно фиксируют шток. Закрывают краны для подачи и отвода воды в стенках прибора, кроме верхнего в стенке 4 и открывают краны в днище (как на фиг.1). Вода поступает через каналы днища, проходит через образец и поршень и сливается через верхнее отверстие в стенке 4. Определяя расход профильтровавшейся воды, определяют коэффициент фильтрации в вертикальном направлении.
Для определения коэффициента фильтрации грунта в горизонтальном направлении перекрывают краны подачи воды в каналы днища 13 и открывают краны подачи и отвода воды в каналы стенок корпуса 6, 7. Далее определяют расход воды, профильтровавшейся через образец грунта в горизонтальном направлении за определенное время. Открывая краны на одной высоте от днища прибора, можно проводить измерение коэффициента фильтрации грунта послойно.
Измерения повторяются на новой стадии уплотнения образца при ступенчатом наращивании нагрузки.
По результатам измерений будут получены значения коэффициента фильтрации во взаимно перпендикулярных направлениях.
Кроме того, зная коэффициенты фильтрации в отдельных слоях грунта, можно вычислить коэффициенты пористости для этих слоев, определив неравномерность уплотнения образца грунта по высоте.