Прибор для определения коэффициента фильтрации

(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Белорусский дорожный научноисследовательский институт БелдорНИИ(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Белорусский дорожный научноисследовательский институт БелдорНИИ(57) Прибор для определения коэффициента фильтрации, например, геотекстильного полотна, включающий фильтрационную трубку, состоящую из прямого полого цилиндра и перфорированного дна, установленную на подставке, стакан и поддон, отличающийся тем, что прибор снабжен перфорированным штампом с пригрузом, при этом расстояние от штампа до пригруза превышает длину полого цилиндра фильтрационной трубки, причем полый цилиндр фильтрационной трубки состоит из верхней и нижней частей, соединенных между собой кольцом и резьбой, а на внутренней поверхности верхней части цилиндра нанесены поперечные риски.(56) 1. Чаповский Е.Г. Лабораторные работы по грунтоведению и механике грунтов. - М. Недра, 1976. С.118-119. 2. ГОСТ 25584-90. Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации (предложение 5) (прототип). 213 Полезная модель относится к области испытания рулонных геотекстильных материалов на водопроницаемость и может быть использована также для определения коэффициента фильтрации грунтов под заданной нагрузкой. Известен прибор для определения коэффициента фильтрации песка, состоящий из стеклянной фильтрационной трубки, на наружной поверхности которой нанесены деления. На нижнем конце трубки с помощью металлического кольца укреплена сетка. Трубка устанавливается на подставке в банке, которую наполняют водой 1. Недостатком известного прибора является тот факт, что испытуемый материал (в данном случае песок) закладывается в фильтрационную трубку без уплотнения. Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является прибор для определения коэффициента фильтрации песчаных грунтов, включающий фильтрационную трубку с пьезометром, состоящую из прямого полого цилиндра,съемного перфорированного дна, подставки, стакана и поддона 2. Данный прибор предназначен для определения коэффициента фильтрации грунтов на образцах нарушенного сложения при максимальной плотности и оптимальной влажности. Однако данный прибор не позволяет проводить испытания геотекстильных материалов на водопроницаемость под заданной нагрузкой. По действующим нормативным документам образцы геотекстильного полотна должны испытываться под определенной статической нагрузкой. Задачей, решаемой полезной моделью, является повышение точности измерений величины коэффициента фильтрации геотекстильного полотна под действием статической нагрузки и расширение технологических возможностей. Поставленная задача решается таким образом, что прибор для определения коэффициента фильтрации,например геотекстильного полотна, включающий фильтрационную трубку, состоящую из прямого полого цилиндра и съемного перфорированного дна, установленную на подставке, стакан и поддон, снабжен перфорированным штампом с пригрузом, при этом расстояние от штампа до пригруза превышает длину полого цилиндра фильтрационной трубки, причем полый цилиндр фильтрационной трубки состоит из двух частей верхней и нижней, соединенных между собой кольцом с резьбой, а на внутренней поверхности верхней части цилиндра нанесены поперечные риски. На фигуре приведен общий вид прибора для определения коэффициента фильтрации геотекстильного полотна. Прибор включает фильтрационную трубку, состоящую из разборного полого цилиндра, на внутренней поверхности верхней части 1 которого нанесены риски 2. На конце нижней части 3 цилиндра закреплено перфорированное дно 4. На дно 4 может быть уложена металлическая сетка 5. В фильтрационной трубке прибора размещен перфорированный штамп 6 с пригрузом 7, который пригружает пакет образцов 8 полотна геотекстильного. Верхняя 1 и нижняя 3 части полого цилиндра фильтрационной трубки соединены между собой с помощью соединительного кольца 9 с резьбой. Фильтрационная трубка устанавливается на подставке 10, которая размещается на дне стакана 11. Стакан 11 с фильтрационной трубкой устанавливается на поддоне 12. Определение коэффициента фильтрации полотна геотекстильного в поперечном направлении с помощью предложенного прибора производят в следующем порядке. Развинчивают полый цилиндр фильтрационной трубки на две части 1 и 3. Из пробы полотна вырезают образцы круглой формы, диаметр круга которых соответствует внутреннему диаметру полого цилиндра фильтрационной трубки. Образцы полотна насыщают водой и укладывают последовательно в пакет 8, размещенный на перфорированном дне 4 нижней части 3 цилиндра. После достижения требуемой высоты пакета образцов 8 на нижнюю часть 3 цилиндра наворачивают верхнюю часть 1 и обжимают пакет образцов 8 давлением штампа 6 с пригрузом 7. Устанавливают фильтрационную трубку на подставке 10 в стакан 11, который постепенно наполняют водой до верха, после чего стакан 11 с фильтрационной трубкой устанавливают на поддоне 12. Доливают воду в верхнюю часть трубки 1 до верха. При прохождении вода через пакет образцов 8 и вытекании через перфорированное дно 4 включают секундомер в тот момент, когда уровень воды сравняется с первой верхней риской 2. Определяют с помощью секундомера время прохождения уровня воды в трубке через вторую, третью или четвертую риски 2. Указанную операцию повторяют не менее трех раз, каждый раз доливая воду в трубке до ее верха. В расчет принимают среднее значение отсчетов по секундомеру при одной и той же величине падения уровня. Коэффициент фильтрации геотекстильного полотна (К 10), м/сут, приведенный к условиям фильтрации при температуре 10 С, вычисляют по формуле (4), приведенной в 2. Предлагаемый прибор для определения коэффициента фильтрации геотекстильного полотна по сравнению с прототипом обладает следующими преимуществами. Наличие в приборе перфорированного штампа с пригрузом позволяет проводить испытания геотекстильного полотна на водопроницаемость под заданной статической нагрузкой (например, в нашем случае, равной 0,01 МПа). Расположение пригруза за пределами фильтрационной трубки при выполнении штампа специальной формы позволяет обеспечить определенный начальный градиент напора воды (в нашем случае, равный 1) и визуальное наблюдение за падением уровня воды в фильтрационной трубке во время испытаний. Выполне 2 213 ние полого цилиндра фильтрационной трубки в разборном варианте облегчает операцию по укладке образцов полотна в пакет на перфорированное дно. Отказ от наличия пьезометра и нанесение шкалы в виде поперечных рисок на внутреннюю поверхность верхней части цилиндра фильтрационной трубки обусловлено следующим. Падение уровня воды в фильтрационной трубке при испытании полотна геотекстильного происходит намного быстрее, чем при испытании грунта, так как водопроницаемость полотна в 50-100 раз больше водопроницаемости грунта. Поэтому при проведении испытаний в приборе, включающем фильтрационную трубку с пьезометром (прототип), падение уровня воды в фильтрационной трубке не соответствует аналогичному падению уровня воды в пьезометре (падение уровня воды в пьезометре запаздывает), что сказывается на точности измерений. Нанесение шкалы непосредственно на внутреннюю поверхность трубки позволяет более точно фиксировать падение уровня воды при фильтрации ее через пакет образцов и повысить точность определения величины коэффициента фильтрации геотекстильного полотна. Таким образом, полезная модель позволяет, используя прибор несложной конструкции, с высокой точностью производить определение коэффициента фильтрации полотна геотекстильного под определенной статической нагрузкой. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.