RU2319145C2

RU2319145C2 - Autonomous device for testing freeze-thaw resistance of soil

Info

Publication number: RU2319145C2
Application number: RU2006111331/28A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Шорин; Георгий Лазаревич Каган; Анатолий Юрьевич Вельсовский
Original assignee: ГОУ ВПО Вологодский государственный технический университет (ВоГТУ)
Priority date: 2006-04-06
Filing date: 2006-04-06
Publication date: 2008-03-10
Also published as: RU2006111331A

Abstract

FIELD: testing of materials.

SUBSTANCE: in accordance to the invention, inside the device, in its lid, a hollow is made which has a plug with heat isolation, posts, which hold the lid in position, and a grate which is attached to the lid.

EFFECT: improved manufacturability during testing when using small autonomous cooling equipment, positioned in room type premises.

2 dwg

Description

Изобретение относится к испытанию материалов, а именно к испытанию грунтов на морозное пучение.The invention relates to the testing of materials, namely to testing soils for frost heaving.

Известно устройство для испытания материалов на морозоустойчивость [1], содержащее корпус с внутренней изоляцией, установленной в ней емкостью (баком), заполняемой водой, крышки с теплоизоляционным покрытием и отверстиями для размещения стаканов (форм) с испытываемыми образцами, причем крышка с закрепленными на ней образцами обладает плавучестью, стакан с образцом для визуального определения глубины промораживания испытуемого материала, индикаторы для измерения деформации морозного пучения.A device is known for testing materials for frost resistance [1], comprising a housing with internal insulation, a container (tank) installed in it, filled with water, lids with a heat-insulating coating and holes for accommodating glasses (forms) with test specimens, the lid mounted on it it has buoyancy, a glass with a sample for visually determining the depth of freezing of the test material, indicators for measuring the deformation of frost heaving.

Недостатком известной конструкции являются превышение предельных значений габаритных размеров и веса, которые не позволяют разместить ее в рабочих камерах современных типовых шкафов, где охлаждение рабочей камеры производится за счет подачи холодного воздуха в ее верхнюю полость, что соответствует реальным условиям промораживания грунта. Ограниченные габариты этих камер не позволяют обеспечить плавучесть крышки с необходимым количеством образцов, в том числе и потому, что ввод ОДН 218.046-01 взамен ВСН 46-83 привел к увеличению высоты образцов с 80 мм до 150 мм в соответствии с рекомендациями ГОСТ 28622-90. Отсутствие плавучести не позволяет автоматически регулировать задаваемый при испытаниях градиент напора. Кроме того, вес установки, принятый за аналог, превышает предельные значения, на которые рассчитан рамный каркас холодильного шкафа.A disadvantage of the known design is the excess of the limit values of overall dimensions and weight, which do not allow it to be placed in the working chambers of modern standard cabinets, where the working chamber is cooled by supplying cold air to its upper cavity, which corresponds to the actual conditions of soil freezing. The limited dimensions of these cameras do not allow for buoyancy of the cover with the required number of samples, including because the introduction of ODN 218.046-01 instead of VSN 46-83 led to an increase in the height of the samples from 80 mm to 150 mm in accordance with the recommendations of GOST 28622-90 . The lack of buoyancy does not automatically adjust the pressure gradient set during testing. In addition, the weight of the installation, taken as an analog, exceeds the limit values for which the frame frame of the refrigerator is designed.

Целью изобретения является улучшение технологичности в процессе испытаний при использовании малогабаритного автономного холодильного оборудования, располагаемого в помещении комнатного типа.The aim of the invention is to improve manufacturability in the test process when using small-sized autonomous refrigeration equipment located in a room type room.

Достигается цель тем, что устройство для испытания грунта на морозоустойчивость, содержащее корпус с внутренней изоляцией, снабженный емкостью с рабочей жидкостью и крышкой, выполненной из теплоизоляционного материала, теплопроводность которого меньше теплопроводности испытываемых образцов, при этом в крышке выполнены отверстия для размещения стаканов с перфорированным днищем, а устройство содержит стакан с образцом для визуального определения глубины промораживания испытываемого материала и индикаторы для измерения деформации морозного пучения, предусмотрено выполнение в крышке дополнительной полости, имеющей заглушку с теплоизоляцией, при этом устройство содержит стойки, фиксирующие положение крышки по отношению к горизонту воды в емкости, и решетку, прикрепленную к крышке и предназначенную для опирания стаканов с образцами на решетку.The goal is achieved by the fact that the device for testing soil for frost resistance, comprising a housing with internal insulation, equipped with a container with a working fluid and a cover made of heat-insulating material, the thermal conductivity of which is less than the thermal conductivity of the tested samples, while the cover has openings for accommodating glasses with a perforated bottom and the device contains a glass with a sample for visual determination of the depth of freezing of the test material and indicators for measuring deformation m discord heave, provides for implementation in the lid of the storage chamber having a plug with insulation, the device comprising a rack, the fixing position of the cover relative to the horizontal in the water tank, and a lattice attached to the cover and adapted for supporting the cup with the samples on the rack.

На фиг.1 представлено устройство для испытания грунтов на морозное пучение. Устройство содержит корпус 1 с внутренней теплоизоляцией 2, в котором размещается емкость 3 с рабочей жидкостью 4. Открытая поверхность емкости перекрывается крышкой 5, выполненной в виде пластины из теплоизоляционного материала, теплопроводность которого меньше, чем теплопроводность испытываемых образцов. В крышке имеются отверстия 6 для размещения стаканов 7 с испытываемыми образцами, которые опираются на решетку 8, закрепляемую на крышке, и отверстие 9 для размещения стакана 10 с образцом для визуального определения глубины промораживания испытываемого материала, а также полость 11, которая позволяет создать дополнительный объем воды для обеспечения заданного градиента напора при промерзании образцов. Заглушка 12 с покрытием из теплоизоляционного материала не допускает промерзание с поверхности дополнительного объема воды. Положение крышки фиксируется опиранием ее на стойки 13. Для измерения деформации морозного пучения к стаканам 7 крепят индикаторы 14.Figure 1 presents a device for testing soils for frost heaving. The device comprises a housing 1 with internal thermal insulation 2, in which a container 3 with a working fluid 4 is placed. The open surface of the container is closed by a lid 5 made in the form of a plate of heat-insulating material, whose thermal conductivity is less than the thermal conductivity of the tested samples. In the lid there are openings 6 for accommodating glasses 7 with test specimens, which are supported by a grating 8 mounted on the lid, and an opening 9 for accommodating glasses 10 with a specimen for visual determination of the depth of freezing of the test material, as well as a cavity 11, which allows creating an additional volume water to provide a given pressure gradient during freezing of the samples. The plug 12 coated with a heat-insulating material does not allow freezing of an additional volume of water from the surface. The position of the lid is fixed by resting it on the racks 13. To measure the deformation of frost heaving, indicators 14 are attached to the glasses 7.

Проведение испытаний с использованием данного устройства производится следующим образом. Подготовленное к испытаниям устройство помещают в рабочую камеру холодильного шкафа, вставляют стаканы 7 с водонасыщенными образцами грунта в отверстия 6 крышки 5, так чтобы они опирались на решетку 8, и затем заполняют емкость 3 через полость 11 рабочей жидкостью 4, причем уровень жидкости в полости 11 задается в зависимости от градиента напора в образцах грунта, при котором производится их промораживание, после установления индикаторов 14 в рабочей камере устанавливают температурный режим, при котором производится промораживание образцов. В процессе промораживания производится измерение деформации морозного пучения в заданные промежутки времени, а по завершении промораживания образцов на всю высоту, их извлекают из устройства, предварительно сняв индикаторы 14.Testing using this device is as follows. The device prepared for testing is placed in the working chamber of the refrigerator, the glasses 7 with water-saturated soil samples are inserted into the openings 6 of the cover 5 so that they rest on the grating 8, and then fill the container 3 through the cavity 11 with the working fluid 4, and the liquid level in the cavity 11 is set depending on the pressure gradient in the soil samples at which they are frozen, after the indicators 14 are installed, the temperature regime at which the samples are frozen is established in the working chamber. In the process of freezing, the deformation of frost heaving is measured at predetermined time intervals, and upon completion of the freezing of the samples to the entire height, they are removed from the device, having previously removed the indicators 14.

На фиг.2 приведена фотография опытного образца рекомендуемой автономной установки для испытания трех образцов грунта на морозное пучение с использованием холодильного шкафа «Премьер». Наружные размеры установки составляют: ширина: 650 мм, длина: 650 мм, высота: 395 мм.Figure 2 shows a photograph of a prototype of the recommended stand-alone installation for testing three soil samples for frost heaving using a Premier refrigerator. The external dimensions of the installation are: width: 650 mm, length: 650 mm, height: 395 mm.

Испытание на морозное пучение выполненное на рекомендуемом устройстве для грунта, показатели морозного пучения которого были установлены нормированными методами, показали идентичные результаты. Дополнительным преимуществом данного автономного устройства по сравнению с прототипом является возможность визуально снимать показания с индикаторов, фиксирующих деформацию морозного пучения образцов, через стеклянную дверь холодильного шкафа без нарушения теплового режима его рабочей камеры.A test for frost heaving performed on a recommended soil device, the frost heaving indicators of which were established by standardized methods, showed identical results. An additional advantage of this stand-alone device in comparison with the prototype is the ability to visually take readings from indicators that fix the deformation of the frost heaving samples through the glass door of the refrigerator without violating the thermal regime of its working chamber.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Патент РФ №2021600 от 15.10.94, кл. G01N 33/38, 1994.1. RF patent No. 2021600 from 10.15.94, cl. G01N 33/38, 1994.

Claims

A stand-alone device for testing soil resistance to frost resistance, comprising a housing with internal insulation, equipped with a container with a working fluid and a cover made of a heat-insulating material, the thermal conductivity of which is less than the thermal conductivity of the tested samples, while the cover has openings for accommodating glasses with a perforated bottom, and the device contains glass with a sample for visual determination of the depth of freezing of the test material and indicators for measuring the deformation of the frosty heave ia, characterized in that the lid is additionally provided with a cavity having a plug with heat insulation, while the device includes racks that fix the position of the lid with respect to the water horizon in the tank, and a grate attached to the lid and designed to support glasses with samples on the grate.