УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УВЛАЖНЕНИЯ ГРУНТА

Полезная модель относится к устройствам для моделирования процессов увлажнения грунта и предназначено для исследования динамики увлажнения грунта по глубине в лабораторных условиях.
Из существующего уровня техники известно УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ДИНАМИКИ ПРОЦЕССА ПРЯМОТОЧНОЙ КАПИЛЛЯРНОЙ ПРОПИТКИ ОБРАЗЦОВ ПОРОД, включающее в себя электронные весы, на которых установлена образцовая камера с исследуемым образцом, буферную емкость с водой и сосуд автоматического долива воды, соединенные патрубками, а так же комплект запорной и регулирующей арматуры (RU 2496981, МПК E21B 49/00, G01N 15/08, C1, опубл. 27.10.2013). Недостатками данного устройства являются: невозможность контроля увлажнения образца породы по объему и влияния состава грунта на неравномерность увлажнения.
Так же известна УСТАНОВКА, предназначенная ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЛЬТРАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ ГРУНТА, включающая в себя секцию трубы с отверстием, в которую помещен образец грунта, отличающаяся тем, что в секции трубы расположена не пропускающая воду эластичная оболочка, которая имеет отверстие, совпадающее с отверстием в секции трубы, к нему подключен водосливной шланг так, что его стык с эластичной оболочкой герметичен, а в эластичной оболочке выше уровня водосливного шланга находится дренирующий материал, укрытый нижним фильтром с нулевым сопротивлением, на который помещен образец грунта, укрытый верхним фильтром с нулевым сопротивлением, к которому подведен водоподающий шланг, причем стык водоподающего шланга с эластичной оболочкой загерметизирован при помощи как минимум одной резиновой манжеты; к водоподающему шлангу подключен расширительный бак, а водосливной шланг находится над сосудом, установленным на электронных весах; для изменения напряженно-деформируемого состояния образца грунта установка имеет поршень и загружающий шток (RU 93151, МПК G01N 15/08, U1, опубл. 20.04.2010). Недостатками данного устройства являются: невозможность контроля увлажнения образца породы по объему и влияния состава грунта на неравномерность увлажнения.
Так же известен ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ, включающий в себя корпус с днищем и поршнем, отличающийся тем, что в днище и в двух противоположных стенках прибора выполнены изолированные и параллельные друг другу каналы для подачи и отвода фильтрующейся через образец грунта воды (RU 97532, МПК G01N 15/08, U1, опубл. 10.09.2010). Недостатками данного устройства являются: невозможность контроля увлажнения образца породы по объему и влияния состава грунта на неравномерность увлажнения.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЛЬТРАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ ГРУНТА, которая является прототипом: [Патент на полезную модель №93151 от 20.04.2010]. Установка содержит секцию трубы с отверстием, в которой расположена не пропускающую воду эластичная оболочка, причем эластичная оболочка имеет отверстие, которое совпадает с отверстием в секции трубы. К этому отверстию подключен водосливной шланг так, что его стык с эластичной оболочкой герметичен. В эластичной оболочке выше уровня водосливного шланга находится дренирующий материал, укрытый нижним фильтром с нулевым сопротивлением. На нижний фильтр с нулевым сопротивлением помещен образец грунта, который укрыт верхним фильтром с нулевым сопротивлением. К верхнему фильтру с нулевым сопротивлением подведен водоподающий шланг, стык которого с эластичной оболочкой загерметизирован при помощи как минимум одной резиновой манжеты. К водоподающему шлангу подключен расширительный бак, а водосливной шланг находится над сосудом, установленным на электронных весах чувствительностью не более 0,01 г. Для изменения напряженно-деформируемого состояния образца грунта установка имеет поршень и загружающий шток. Полезная модель обеспечивает надежность, высокую чувствительность и точностью измерений, возможность работы с малыми градиентами напора, возможность определения фильтрационной способности и порогового градиента напора при различных НДС исследуемого образца грунта.
Однако проведенный анализ известных технических решений показал, что они имеют следующие основные недостатки: невозможность обеспечения контроля увлажнения образца грунта по объему, невозможность контроля влияния состава грунта на неравномерность увлажнения.
Задачами, на решение которых направлено предложенное техническое решение, являются: возможность дозированного увлажнения образцов грунта и последующий одновременный визуальный и инструментальный контроль увлажнения нескольких образцов грунта, как по времени, так и по глубине каждого из образцов в лабораторных условиях.
Данный технический результат достигается тем, что в устройстве для контроля увлажнения грунта состоящем из n-секций, в каждой из которых выполнены отверстия d, n-секции совместно образуют корпус прямоугольной формы, разделенный перегородками на секции, передняя стенка секций корпуса выполнена из прозрачного материала, а отверстия d выполнены на противоположной передней-тыльной стенке каждой секции, в центральной ее части, причем каждое отверстие d заглушено пробками, кроме того, на верхней части корпуса каждой секции расположена крышка.
На фиг. представлено устройство для контроля увлажнения грунта.
Устройство для контроля увлажнения грунта, состоящее из n-секций с отверстиями, в нашем случае 5 (пять), в которых расположен грунт, образуют корпус 1 прямоугольной формы, разделенный перегородками на секции. Передняя стенка секций корпуса выполнена из прозрачного материала, например, поликарбоната или стекла 2, для визуального контроля увлажнения грунта 3, а другие стенки корпуса могут быть выполнены из гидрофобного материала, например, пластика или текстолита. На противоположной передней-тыльной стенке каждой секции, в центральной ее части, выполнены отверстия d 4 для осуществления инструментального контроля увлажнения грунта 3. Каждое отверстие d 4 заглушено пробками 5. На верхней части корпуса каждой из секций расположена крышка 6, выполненная из того же материала, что и сам корпус и предназначенная для предотвращения испарения воды.
Рассмотрим работу стенда.
Образец грунта 3 заданной массы засыпают в любую секцию корпуса 1 устройства для контроля увлажнения грунта. Рассчитанное в зависимости от массы и исходной влажности образца грунта 3 количество воды заливают сверху в секцию и закрывают его крышкой 6 для уменьшения потерь влаги через испарение во время проведения лабораторного исследования. Одновременно фиксируют время начала лабораторных исследований. Через равные промежутки времени через переднюю прозрачную стенку 2 визуально контролируют увлажнение грунта, а через отверстия d 4 на тыльной стенке путем отбора проб грунта контролируют увлажнение образца грунта 3 в соответствии с ГОСТ 5180-84. «Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик».
Предложенное техническое решение позволяет в лабораторных условиях обеспечить возможность контроля во времени и по глубине процесса увлажнения грунта в зависимости от его состава.