SU1158902A1

SU1158902A1 - Filtering characteristic meter

Info

Publication number: SU1158902A1
Application number: SU833682935A
Authority: SU
Inventors: Владимир Михайлович Апраксин
Original assignee: Предприятие П/Я А-3159
Priority date: 1983-12-30
Filing date: 1983-12-30
Publication date: 1985-05-30

Description

Изобретение относитс к исследовани м но гидрогеологии, в частности к приборам дл определени в полевых услови х параметров водопроницаемост почвогрунтов, и может быть испольэовино при исследовани х и изыскани х, где необходимо знать фильтрационные свойства почв и грунтов, например в строительстве, горном деле, гидрологии , гидротехнике, мелиорации, сельском хоз йстве и др.The invention relates to studies of hydrogeology, in particular, instruments for field determination of soil permeability parameters, and can be used in studies and explorations where it is necessary to know the filtration properties of soils and soils, for example in construction, mining, hydrology , hydraulic engineering, land reclamation, agriculture, etc.

Известно устройство дл определени водопроницаемости почв, включающее ограждающие площадь промачивани воды элементы, выполненные в . виде двух разъемных цилиндров, между которыми размещено кольЦо с нат нутой на него диафрагмой из эластичного водонепроницаемого материала. На диафрагму наливают необходимый слой вода, а затем диафрагму прокаливают. Пленка диафрагмы, сворачива сь к стенкам цилиндра, полностью высвобождает площадь впитывани и вс вода одновременно поступает на поверхность почвы. Затем определ ют расход воды на инфильтрацию 40 A device is known for determining the permeability of soil, including enclosing elements of water wetting made in. in the form of two detachable cylinders, between which is placed a ring with a diaphragm drawn on it from elastic waterproof material. On the diaphragm pour the required layer of water, and then the diaphragm is calcined. The diaphragm film, rolling up against the walls of the cylinder, completely releases the absorption area and all the water simultaneously enters the soil surface. The infiltration water consumption is then determined.

Однако вода из ограждакщего цилиндра расходуетс на просачивание, капилл рное всасывание и боковое растекание. Поэтому нельз принимать поперечное сечение цилиндра за поперечное сечение инфильтрационного потока5 так как будет велика погрешность за счет бокового растекани воды за пределами нижней кромки ограждающего цилиндра.However, water from the enclosing cylinder is consumed for percolation, capillary suction and lateral spreading. Therefore, it is not possible to take the cross section of the cylinder for the cross section of the infiltration flow5, since there will be a large error due to lateral water spreading outside the lower edge of the enclosing cylinder.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс фильтромер, включающий два коаксиальных цилиндра, питатель в виде сосуда Мариотта, гидравлически сообщенный с полост ми цилиндра.Closest to the present invention, there is a strain gauge comprising two coaxial cylinders, a Mariotte vessel feeder hydraulically connected to the cylinder cavities.

Гидростатический напор воды в каждом из цилиндров известного фильтромера поддерживаетс посто нным при ПОМОП1И двух сосудов Мариотта С 21,The hydrostatic pressure of water in each of the cylinders of a known filter gauge is kept constant by POMOP1 of two vessels Mariotta C 21,

Недостатком известного устройства вл етс низка точность определени фильтрационных характеристик грунта, поскольку не обеспечивает- с одновременное и одинаковое пони жение гидростатического напора в обоих цилиндрах при неравномерном его падении во внешнем и внутреннем цилиндрах.A disadvantage of the known device is the low accuracy of determining the filtration characteristics of the soil, since it does not provide a simultaneous and equal decrease in the hydrostatic pressure in both cylinders with an uneven fall in the outer and inner cylinders.

Цель изобретени - повьш1ение точ ности определени фильтрационных Характеристик грунта путем выравниьани изменени гидростатического напора жидкости в цилиндрах.The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the filtration characteristics of the soil by leveling the change in the hydrostatic pressure of the liquid in the cylinders.

Поставленна цель достигаетс тем что фильтромер, включающий ограждаю хие коаксиальные цилиндры, питатель в виде сосуда Мариотта, гидравлически сообщенный с полост ми цилиндров, снабжен распределителем жидкости, вьтолненным в виде коромысла с полостью, сообщенной с каждьтм из цилиндров и питаталем, установленного на опоре с возможностью вертикального перемещени , причем плечи коромысла шарнирно укреплены на полых стойках с поплавками, размещенными в цилиндрах.The goal is achieved by the fact that the filter meter, which includes fencing coaxial cylinders, a Mariotta vessel feeder hydraulically connected to the cylinder cavity, is equipped with a liquid distributor, executed in the form of a rocker arm with a cavity communicated with each of the cylinders and the feeder mounted on the support with the possibility vertical movement, with the arms of the yoke articulated on hollow struts with floats located in the cylinders.

На чертеже схематически представлен фильтромер, общий вид.The drawing shows schematically the filter gauge, a general view.

Фильтромер содержит ограждающие площадь впитывани коаксиальные цилиндры - внутренний цилиндр I и внешний цилиндр 2. На стенке внутреннего цилиндра 1 укреплена вертикальна опора 3. На вертикальной опоре 3 устайовлена скольз ща втулка 4, на которой укреплена консольно ось 5. На оси 5 установлено коромысло 6 с полостью 7, заполненной жидкостью дп промачивани , например водой. Полость 7 снабжена патрубками 8 и 9. Коромысло 6 при помощи шарниров 10 св зано с полыми стойками П и J2, снабженными поплавками J3 и 14, которые размещены соответственно во внутреннем 1 и внешнем 2 цилиндрах. Дл устойчивости устройства полые стойки и 12 снабжены направл ющими втулками 15, укрепленными на вертикальной опоре 3. Полые стойки 11 и 12 могут быть вьтолнены в виде трубок с воронками 16 в верхней части. Дп индикации и остановки опыта при падении уровн воды во внутреннем цилиндре 1 в случае неоднородности грунта или наличи TpetiyiHbi т1Я(Н часть трубки 1 может быть снабжена пробкой 17. Питатель 18 в виде сосуда Мариотта установлен на полке 19 и гидравлически св зан гибким щлангом 20 с полостью коромысла 6.The filter gauge contains coaxial cylinders enclosing the absorption area — the inner cylinder I and the outer cylinder 2. A vertical support 3 is fastened on the wall of the inner cylinder 1. A sliding sleeve 4 is mounted on the vertical support 3, on which a cantilever 6 is fixed. a cavity 7 filled with a washing liquid dp, e.g. water. The cavity 7 is equipped with nozzles 8 and 9. The yoke 6 by means of hinges 10 is connected with hollow posts P and J2, equipped with floats J3 and 14, which are located respectively in the inner 1 and outer 2 cylinders. For the stability of the device, the hollow posts and 12 are provided with guide sleeves 15 mounted on a vertical support 3. The hollow stands 11 and 12 can be provided in the form of tubes with funnels 16 in the upper part. The indication and stopping of the test when the water level drops in the inner cylinder 1 in case of soil heterogeneity or the presence of TpetiyiHbi t1Ya (the H part of the tube 1 can be equipped with a stopper 17. The feeder 18 is mounted in the form of a Mariott vessel 19 on the shelf 19 and is hydraulically connected by a flexible hose 20 s Rocker arm cavity 6.

Дл автоматической записи изменени гидростатического напора жидкости во внутреннем цилиндре 1 устанавливают автоматическое регистрирующее устройство |не показано), например поплавок со стрелкой самописца и барабаном. 3 Стенки цилиндров 1 и 2 снабжены вертикальной разметкойделений {не/ показана. При этом разметк.-t шкалы делений на стенках цнпиндрсв I и 2 производитс с точностью до 1 мм в пределах 100 мм короткими насечками через 5 мм и длинными через J О мм. Насечки выполн ютс с таким расчетом чтобы нулевое деление находилось не далее 25 мм от нижних кромок цилиндров .В качестве шкалы делений могут быт использованы и металлические линейки , устанавливаемые вертикально в цилиндрах I и 2 фильтромера. Высота цилиндров I и 2 должна быть не менее 14 см. Измерени с помощью предлагаемого фИльтромера производ т следующим образом. Коаксиально устанавливают цилиндры 1 и 2 на ровной и практически горизонтальной поверхности испытываемого грунта и погружают в грунт с таким расчетом, чтобы нулевое делени шкапы совпало с поверхностью грунта Затем на стенке внутреннего цилиндра 1 устанавливают вертикальную опору 3, на которую одевают скольз всую втулку 4. Затем на консольно закрепленную ось 5 втулки 4 устанавливают коромысло 6 с полостью 7. Далее одно временно зацолн ют водой внутренннио и внешнюго полости ограждак дих цилинд ров 1 и 2 до делени 100 мм, а по лость 7 до нижнего уровн патрубков 8 и 9, устанавливают питатель 18 Мариотта с водой на полку 19 и соеди н ют его с полостью 7 гибким шлангом 20. При этом нижний конец шланга 20 устанавливают ниже нижнего уровн патрубков 8 и 9 полости 7 дл автоматического поддержани посто нным уровн воды в полости 7 при понов{И питател 18 Мариотта. В момент заполнени полостей цилиндров t и 2 до наружной отметки включают самописец, регистрирующий падение гидростатического напора во внутреннем цилиндре 1, или секун домер.. При одновременном падении или повьшении гидростатического уровн в обоих цилиндрах f и 2 сбалансированное водораспредел ющее коромысло 6 с полостью 7 будет вертикально перемещатьс вниз или вверх по вертикальной скольз щей опоре 3. Сниже2 ние уровн воды во внутреннем цилиндре 1 продо/1жают до сло в 5 №. Если уровень во внешнем цилигадре 2 будет падать быстрее, чем во внутреннем 2 (что может быть обусловлено боковым растеканием воды за границей нижней кромки внешнего цилиндра 2),то при опускании поплавка 14 коромысло 6 наклонитс в сторону этого поплавка и водл из полости 7 коромысла 6 через патрубок 9 потечет через воронку б по трубке 12 в полость внеганего цилиндра 2. Поплавок 14 за счет увеличени уровн начнет поднимать и выравнивать коромысло 6 до первоначального сбалансированного положени . Если уровенБ воды во внутреннем цилиндре 1 будет падать быстрее, чем во внешнем (что может быть обус,ловлено неоднородностью испытываемого грунта или наличием трегцины в проса 1иваемом объеме), то поплавок 13 опуститс и наклонит коромысло 6 с полостью 7 в эту сторону. Вода из полости 7 через патрубок 8 и воронку I6 потечет по трубке 1J. Поскольку трубка 1 закрыта пробкой 7 то по мере заполнени водой она наклонит коромысло 6 и разбалансирует его. В этом случае самописец отключаетс или по визуальному наблюдению (наличие воды в трубке 11) опыт останавливают, бракуют и передельфают заново на новом месте. Повышение точности измерений параметров фильтрации грунта путем автоматического выравнивани изменени гидростатического напора жидкости в огразвдающих цилиндрах обосновываетс следующим. В процессе проведени опыта вследствие бокового растекани воды за границами нижней кромки внешнего цилиндра уровень воды во внешнем цилиндре будет падать быстрее, в результате чего гидростатический напор во внутреннем цилиндре станет больше, чем во внешнем, А это,в свою очередьJ привецет в боковому растеканию воды уже из внутреннего цииндра , тем самым поперечное сечение нутреннего кольца не будет полностью соответствовать поперечному сечению инфильтрационного потока. Поэтому поддержание одинакового изменени ровней в обоих цилиндрах имеет большое значение дл получени достоверных результатов набгаодений,To automatically record the change in the hydrostatic pressure of the fluid in the inner cylinder 1, an automatic recording device (not shown) is installed, for example a float with a recorder arrow and a drum. 3 The walls of cylinders 1 and 2 are provided with vertical markings of divisions {not / shown. In this case, the markings -t of the scale of divisions on the walls of the screws I and 2 are made with an accuracy of 1 mm within 100 mm with short notches through 5 mm and long through J O mm. The notches are made in such a way that the zero division is not further than 25 mm from the lower edges of the cylinders. Metal rulers can be used as the scale of divisions, installed vertically in cylinders I and 2 of the filter. The height of cylinders I and 2 must be at least 14 cm. Measurements using the proposed filter gauge are made as follows. Cylinders 1 and 2 are placed coaxially on the flat and almost horizontal surface of the test soil and immersed in the soil so that the zero division of the scale coincides with the surface. Then, a vertical support 3 is installed on the wall of the inner cylinder 1, which is slipped over the sleeve 4. Then On the cantilever axle 5, the sleeves 4 install the rocker 6 with the cavity 7. Then simultaneously fill the inside and the outer cavity with water from the cylinders 1 and 2 until the division is 100 mm, and the cavity 7 to the bottom About the level of nozzles 8 and 9, install a Mariotta feeder 18 with water on the shelf 19 and connect it to the cavity 7 with a flexible hose 20. At the same time, the lower end of the hose 20 is installed below the lower level of the nozzles 8 and 9 of the cavity 7 to automatically maintain a constant level water in the cavity 7 when Ponov {And 18 Mariotta feeder. At the moment of filling the cavities of the cylinders t and 2 to the outer mark, a chart recorder recording the drop in hydrostatic pressure in the inner cylinder 1 or second is included. If the hydrostatic level in both cylinders f and 2 is simultaneously falling or rising, the balanced water distribution rocker 6 with cavity 7 will be vertically move up or down along vertical sliding support 3. Reducing the water level in the inner cylinder 1 is pushed back / up to a layer of 5 nos. If the level in the external cylinder 2 falls faster than in the internal 2 (which may be due to lateral spreading of water beyond the lower edge of the external cylinder 2), when lowering the float 14, the rocker 6 will tilt towards this float and water from the cavity 7 of the rocker arm 6 through pipe 9 will flow through the funnel b through pipe 12 into the cavity of the out-of-cylinder cylinder 2. By increasing the level, the float 14 will begin to raise and align the beam 6 to the original balanced position. If the water level in the inner cylinder 1 falls faster than in the outer cylinder (which can be trapped by the heterogeneity of the test soil or the presence of tragtsina in the millet volume), then the float 13 will lower and tilt the rocker 6 with cavity 7 in this direction. Water from cavity 7 through pipe 8 and funnel I6 will flow through pipe 1J. Since the tube 1 is closed with a stopper 7, as it is filled with water, it will tilt the beam 6 and unbalance it. In this case, the recorder is turned off or by visual observation (the presence of water in the tube 11), the experience is stopped, rejected and redone in a new place. Improving the accuracy of measurements of soil filtration parameters by automatically leveling the change in the hydrostatic pressure of a liquid in retaining cylinders is justified as follows. In the course of the experiment, due to the lateral spreading of water beyond the lower edge of the outer cylinder, the water level in the outer cylinder will fall faster, resulting in a hydrostatic pressure in the inner cylinder becoming greater than in the outer cylinder, from the inner cylinder, thus the cross section of the inner ring will not fully correspond to the cross section of the infiltration flow. Therefore, maintaining the same variation of the levels in both cylinders is of great importance for obtaining reliable results

Автоматическо.е регулирование уровней воды в цилиндрах с помощьюAutomatic. Regulation of water levels in cylinders with

предлагаемого фильтромера полность исключает ручной труд оператора по наблюдению и доливу воды, повьшает точность результатов наблюдений и измерений,the proposed filter gauge completely eliminates the manual labor of the operator in observing and refilling water, increases the accuracy of the results of observations and measurements,

Claims

FILTROMER, including enclosing coaxial cylinders, a Mariotte vessel feeder, hydraulically connected to cylinder cavities connected to a recording device, which is not necessary in order to improve the accuracy of determining the filtration characteristics of the soil by equalizing the change in hydrostatic pressure liquid in the cylinders, the filter is equipped with a liquid distributor made in the rocker arm with a cavity communicated with each of the cylinders and feeders mounted on a support with the possibility of vertically cial movement, the rocker arms pivotally mounted on a hollow rack with floats, placed in the cylinders. ^! “Learn