RU2695660C1 - Method of studying water permeability and suffusion resistance of structural unit model of ground hydraulic structure, which consists of unbound earth and filtering geosynthetic material - Google Patents

Method of studying water permeability and suffusion resistance of structural unit model of ground hydraulic structure, which consists of unbound earth and filtering geosynthetic material Download PDF

Info

Publication number
RU2695660C1
RU2695660C1 RU2018136002A RU2018136002A RU2695660C1 RU 2695660 C1 RU2695660 C1 RU 2695660C1 RU 2018136002 A RU2018136002 A RU 2018136002A RU 2018136002 A RU2018136002 A RU 2018136002A RU 2695660 C1 RU2695660 C1 RU 2695660C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
soil
geosynthetic material
water
filtration
Prior art date
Application number
RU2018136002A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Владиславович Гинц
Наталья Владимировна Дубровская
Екатерина Евгеньевна Легина
Маргарита Геннадьевна Лопатина
Петр Владимирович Чернов
Дмитрий Анатольевич Широков
Original Assignee
Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники имени Б.Е. Веденеева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники имени Б.Е. Веденеева" filed Critical Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники имени Б.Е. Веденеева"
Priority to RU2018136002A priority Critical patent/RU2695660C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2695660C1 publication Critical patent/RU2695660C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24Earth materials

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to a method for investigating water permeability and suffusion resistance of a structural unit model of a ground hydraulic structure, which consists of non-cohesive soil and filtering geosynthetic material, including arrangement of structural element model on lower grid lying on fixed support grid located in lower part of filtration chamber, laying a sample of loose earth, performed by separate layers, subjecting it to easy compaction by pressing, and near walls of filtration chamber - by means of installation of the installation above the sample of unbound earth of upper mesh, then of movable loading grid, on which by means of a load transfer device a given load is transmitted, water saturation of the soil sample with boiled or distilled water with an upward flow direction, creation of pressure by the upper and lower cisterns tanks by supplying water to the tank of the upper pool by a pump from the water reservoir coming through the pipe, determining the pressure gradient from the readings of the tubular piezometers connected to the tanks of the upper and lower beams, determining the load on the soil from the load sensor, fixing the settling of the movable loading grid by the linear displacement sensor, calculation of coefficient of soil sample filtration at ascending or descending direction of water flow. Method is characterized by that a sample of the geosynthetic material of the structural element model pre-conditioned for at least three hours in distilled water is placed in a filtration chamber and uniformly distributed over the surface of the lower mesh, the connection of the conical settling tank and the filtration chamber is sealed by tightening the flange joint using bolts which provide uniform clamping of the sample of the geosynthetic material along the perimeter, then placing on sample of geosynthetic material sample of unbound earth with layer-by-layer compaction by pressing such that thickness of layer of loose earth is not less than half of inner diameter of filtration chamber, after examination, a sample of the geosynthetic material is extracted from the filtration chamber, dried to an air-dry state, is weighed and the amount of soil which has been subjected to clogging of the sample of the geosynthetic material is determined by comparing its weight with the weight of the sample of the geosynthetic material installed before the investigation, and residual water permeability and the filtration coefficient of the sample of the geosynthetic material are determined.
EFFECT: use of the proposed method enables higher reliability, accuracy and effectiveness of the studies.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства, в частности гидротехнического, гражданского и промышленного и может быть использовано при проектном обосновании дренажных, защитных (разделение крупно- и мелкофракционных грунтов, крепление откосов) и др. комбинированных конструкций, включающих несвязный грунт и геотекстиль.The invention relates to the field of construction, in particular hydraulic engineering, civil and industrial and can be used in the design justification of drainage, protective (separation of coarse and fine fractions, fastening slopes) and other combined structures, including incoherent soil and geotextiles.

Известен способ определения водопроницаемости и коэффициента фильтрации геотекстиля (ГОСТ Р 52608-2006. Материалы геотекстильные. Методы определения водопроницаемости. Geotextile materials. Methods of water permeability determination. OКC 59.080.70. Дата введения 2008-01-01. M.: Стандартинформ, 2007, С. 6, 7), путем определения коэффициента фильтрации геотекстиля в направлении перпендикулярном к плоскости образца при давлениях на пробу 2, 20, 100, 200 кПа или при давлении, соответствующем воздействующему на геотекстиль в конкретной строительной конструкции, при каждом уровне давления на пробу коэффициент фильтрации в направлении движения потока перпендикулярном к плоскости полотна оценивают при значениях напора воды 300, 100, 70, 50 мм или при значении напора, возникающего в конкретной строительной конструкции, испытания геотекстиля выполняют согласно руководству по эксплуатации прибора МТ 162, в автоматическом режиме, при установленных значениях высоты/напора и температуры воды, а также толщины пробы фильтрующего геотекстиля, с фиксацией времени фильтрации заданного объема воды и определением величины коэффициента фильтрации и водопроницаемости пробы.A known method for determining the permeability and filtration coefficient of geotextiles (GOST R 52608-2006. Geotextile materials. Methods for determining water permeability. Geotextile materials. Methods of water permeability determination. OKC 59.080.70. Date of introduction 2008-01-01. M .: Standardartinform, 2007 6, 7), by determining the geotextile filtration coefficient in the direction perpendicular to the plane of the sample at sample pressures of 2, 20, 100, 200 kPa or at a pressure corresponding to the effect on geotextiles in a particular building structure, at each level of pressure on the sample the filtration coefficient in the direction of flow perpendicular to the plane of the web is evaluated at water head values of 300, 100, 70, 50 mm or at a head value arising in a particular building structure, geotextile tests are performed according to the operating instructions of the MT 162 device in automatic mode, at the set values of the height / pressure and water temperature, as well as the thickness of the filter geotextile sample, with fixing the filtration time of a given volume of water and determining the value of the filtration coefficient and water permeability of the sample.

Недостатками аналога являются: определение водопроницаемости геотекстиля в направлении перпендикулярном к плоскости образца возможно только в нисходящем фильтрационном потоке и невозможно в восходящем фильтрационном потоке; невозможность проведения испытаний моделей элементов гидротехнических сооружений, включающих кроме геотекстиля несвязные грунты; невозможность оценки суффозионной устойчивости геотекстиля (заиляемости геотекстиля) мелкими частицами грунта; невозможность оценки суффозионного выноса мелких частиц грунта через поры геотекстиля.The disadvantages of the analogue are: the determination of the permeability of geotextiles in the direction perpendicular to the plane of the sample is possible only in a downward filtration flow and is impossible in an upward filtration flow; the impossibility of testing models of elements of hydraulic structures, including, in addition to geotextiles, incoherent soils; the impossibility of assessing the suffusion stability of geotextiles (siltability of geotextiles) by small particles of soil; the impossibility of assessing the suffusion of small particles of soil through the pores of geotextiles.

Известен способ исследования водопроницаемости и фильтрационной прочности несвязных грунтов с нарушенной структурой в вертикальном фильтрационно-суффозионном устройстве, в которое на нижнюю сетку, лежащую на неподвижной опорной решетке, расположенной в нижней части рабочей (фильтрационной) камеры, укладывают отдельными слоями образец грунта (модель элемента конструкции), подвергая его легкому уплотнению трамбованием, а около стенок фильтрационной камеры штыкованию с целью устранения крупных пристенных пор, сверху сформированного образца укладывают грунтовую пригрузку для более равномерного распределения расхода воды, поступающей в фильтрационную камеру, затем укладывают подвижную нагрузочную решетку, на которую при помощи силового домкрата, передается заданная нагрузка, водонасыщают образец грунта кипяченой или дистиллированной водой при восходящем направлении потока, создают напор бачками верхнего и нижнего бьефов, путем подачи воды в бачок верхнего бьефа насосом из емкости для воды, определяют величину градиента напора по показаниям трубчатых пьезометров, подсоединенных к бачкам верхнего и нижнего бьефов, величину нагружения грунта фиксируют датчиком нагрузки, осадку подвижной нагрузочной решетки фиксируют датчиком линейных перемещений, проводят определение водопроницаемости образца грунта, характеризуемое средней скоростью потока при постоянном заданном или переменном градиенте напора, при восходящем или нисходящем направлении потока воды, в соответствии с требованиями ГОСТ 25584-2016 «Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации» (Рекомендации по методике лабораторных испытаний грунтов на водопроницаемость и суффозионную устойчивость. - Л.: П 49-90/ВНИИГ. 1991, С. 38-40).A known method of studying the water permeability and filtration strength of incoherent soils with a disturbed structure in a vertical filtration-suffusion device, in which a soil sample is placed in separate layers on a lower grid lying on a fixed support grid located in the lower part of the working (filtration) chamber (model of a structural element ), subjecting it to easy compaction by tamping, and baying near the walls of the filter chamber in order to eliminate large wall pores, formed on top of they put the soil primer for a more even distribution of the flow rate of the water entering the filter chamber, then lay the movable load grate, to which the specified load is transferred using the power jack, saturate the soil sample with boiled or distilled water in the upward direction of flow, create pressure with the upper and the lower downstream, by supplying water to the upper downstream reservoir with a pump from the water tank, determine the pressure gradient according to the readings of the tubular piezometers, connected to the tanks of the upper and lower heads, the amount of soil loading is fixed by the load sensor, the sediment of the moving load grating is fixed by the linear displacement sensor, the water permeability of the soil sample is determined, characterized by the average flow rate at a constant given or variable pressure gradient, with an upward or downward direction of water flow, in accordance with the requirements of GOST 25584-2016 "Laboratory methods for determining the filtration coefficient" (Recommendations for laboratory methods spytany soil permeability and in suffusion stability. - L .: P 49-90 / VNIIG. 1991, S. 38-40).

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данный способ лабораторных исследований выбран в качестве прототипа.According to the greatest number of similar features and the result obtained using this method of laboratory research is selected as a prototype.

Недостатком прототипа является то, что способ не предполагает проведение испытаний модели элемента конструкции грунтового гидротехнического сооружения, включающего геотекстиль.The disadvantage of the prototype is that the method does not involve testing a model of a structural element of an underground hydraulic structure, including geotextiles.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении достоверности, точности и результативности исследований.The technical result, the achievement of which the claimed invention is directed, consists in increasing the reliability, accuracy and efficiency of research.

Для достижения указанного технического результата в способе исследования водопроницаемости и суффозионной устойчивости модели элемента конструкции грунтового гидротехнического сооружения, состоящей из несвязного грунта и фильтрующего геосинтетического материала (геотекстиля), включающем размещение модели элемента конструкции на нижней сетке, лежащей на неподвижной опорной решетке, расположенной в нижней части фильтрационной камеры, укладку образца несвязного грунта выполняемую отдельными слоями, подвергая его легкому уплотнению трамбованием, а около стенок фильтрационной камеры штыкованию, установку поверх образца несвязного грунта верхней сетки, затем подвижной нагрузочной решетки, на которую при помощи устройства для передачи нагрузки, передается заданная нагрузка, водонасыщение образца несвязного грунта кипяченой или дистиллированной водой при восходящем направлении потока, создание напора бачками верхнего и нижнего бьефов, путем подачи воды в бачок верхнего бьефа насосом из емкости для воды, поступающей по трубе, определение градиента напора по показаниям трубчатых пьезометров, подсоединенных к бачкам верхнего и нижнего бьефов, определение нагрузки на грунт по датчику нагрузки, фиксацию осадки подвижной нагрузочной решетки датчиком линейных перемещений, расчет величины коэффициента фильтрации образца грунта при восходящем или нисходящем направлении потока воды, предварительно выдержанный не менее трех часов в дистиллированной воде образец геотекстиля модели элемента конструкции размещают в фильтрационной камере и распределяют равномерно по поверхности нижней сетки, соединение конического отстойника и фильтрационной камеры герметизируют путем стяжки фланцевого соединения при помощи болтов, обеспечивающих равномерный зажим образца геотекстиля по периметру, затем помещают на образец геотекстиля образец несвязного грунта с послойным уплотнением трамбованием, таким образом, чтобы толщина слоя несвязного грунта составляла не менее половины внутреннего диаметра фильтрационной камеры, после исследования из фильтрационной камеры извлекают образец геотекстиля, высушивают до воздушно-сухого состояния, взвешивают и определяют количество грунта, закольматировавшего образец геотекстиля, путем сравнения его веса с весом образца геотекстиля, установленным до проведения исследований, и определяют остаточную водопроницаемость и коэффициент фильтрации образца геотекстиля.To achieve the specified technical result in a method for studying water permeability and suffusion stability of a model of a structural element of a soil hydraulic structure, consisting of incoherent soil and filtering geosynthetic material (geotextile), including placing a model of the structural element on a lower grid lying on a fixed support grid located in the lower part filter chamber, laying of a sample of incoherent soil performed in separate layers, exposing it to easy compaction by tamping, and by baying near the walls of the filtration chamber, installing an upper grid over a sample of incoherent soil, then a movable load grate, to which a given load is transferred using a load transfer device, water saturation of the sample of incoherent soil with boiled or distilled water in an upward flow direction, creating pressure tanks of the upper and lower pools, by supplying water to the tank of the upper pool by a pump from the tank for water flowing through the pipe, determining the pressure gradient by showing tubular piezometers connected to the reservoirs of the upper and lower downstream, determining the load on the soil using the load sensor, fixing the sediment of the moving load grating with a linear displacement sensor, calculating the filtration coefficient of the soil sample in the ascending or descending direction of the water flow, previously held for at least three hours in In distilled water, a sample of the geotextile of a model of a structural element is placed in a filtration chamber and distributed evenly over the surface of the lower mesh. the conical sump and the filtration chamber are sealed by tightening the flange connection with bolts to ensure uniform clamping of the geotextile sample along the perimeter, then a sample of incoherent soil with layer-by-layer compaction is placed on the geotextile sample so that the thickness of the layer of incoherent soil is at least half the inner diameter of the filtration chambers, after examination, a geotextile sample is removed from the filtration chamber, dried to an air-dry state, by weighing added and the amount of soil zakolmatirovavshego geotextile sample by comparing its weight with the weight of the sample geotextile set up research and evaluation of the residual water permeability and filtration rate geotextile sample.

Отличительными признаками предлагаемого способа являются: размещение внутри фильтрационной камеры модели элемента конструкции, содержащей геотекстиль путем укладки образца геотекстиля, предварительно выдержанного не менее трех часов в дистиллированной воде, на нижнюю сетку, размещенную на неподвижной опорной решетке, равномерное распределение образца геотекстиля по поверхности нижней сетки, укладка образца несвязного грунта с послойным уплотнением трамбованием непосредственно на поверхность образца геотекстиля, таким образом, чтобы толщина слоя несвязного грунта составляла не менее половины внутреннего диаметра фильтрационной камеры, извлечение из фильтрационной камеры образца геотекстиля, его высушивание до воздушно-сухого состояния, взвешивание и определение количества грунта, закольматировавшего образец геотекстиля, путем сравнения его веса с весом образца геотекстиля, установленным до проведения исследований, определение остаточной водопроницаемости и коэффициента фильтрации геотекстиля.Distinctive features of the proposed method are: placement inside the filter chamber of a model of a structural element containing geotextiles by laying a sample of geotextiles, previously aged for at least three hours in distilled water, on a lower mesh placed on a fixed support grid, uniform distribution of the geotextile sample on the surface of the lower mesh, laying a sample of incoherent soil with layer-by-layer compaction by ramming directly onto the surface of the geotextile sample, thus In general, the thickness of the layer of incoherent soil was at least half the inner diameter of the filtration chamber, removing a geotextile sample from the filtration chamber, drying it to an air-dry state, weighing and determining the amount of soil that matted the geotextile sample by comparing its weight with the weight of the geotextile sample set to research, determination of residual permeability and filtration coefficient of geotextiles.

Благодаря наличию этих признаков, в лаборатории можно моделировать и оценивать количественно фильтрационно-суффозионные процессы, протекающие в моделях элементов конструкций грунтовых гидротехнических сооружений, для двух основных вариантов вертикального направления фильтрационного потока: первый имеет место, когда направление скорости фильтрации и силы тяжести совпадают или достаточно близки (нисходящий поток); второй вариант - когда они противоположны (восходящий поток).Due to the presence of these signs, in the laboratory it is possible to simulate and quantify the filtration-suffusion processes occurring in models of structural elements of soil hydraulic structures for the two main options for the vertical direction of the filtration flow: the first occurs when the direction of the filtration rate and gravity coincide or are close enough (downward flow); the second option is when they are opposite (upward flow).

Предлагаемый способ иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1 и 2 и фотографиями на фиг. 3-4.The proposed method is illustrated by the drawings shown in FIG. 1 and 2 and photographs in FIG. 3-4.

На фиг. 1 показана схема подключения вертикального фильтрационно-суффозионного устройства при нисходящем направлении потока воды.In FIG. 1 shows a connection diagram of a vertical filtration-suffusion device with a downward flow of water.

На фиг. 2 - схема подключения вертикального фильтрационно-суффозионного устройства при восходящем направлении потока воды.In FIG. 2 - connection diagram of a vertical filtration-suffusion device with an upward direction of water flow.

На фиг. 3 - фильтрационная камера, с уложенной в нее моделью элемента конструкции.In FIG. 3 - filtration chamber, with a model of a structural element laid in it.

На фиг. 4 - проведение фильтрационно-суффозионных исследований модели элемента конструкции грунтового гидротехнического сооружения, включающего несвязный грунт и образец геотекстиля.In FIG. 4 - conducting filtration-suffusion studies of a model of a structural element of a soil hydraulic structure, including incoherent soil and a geotextile sample.

На схеме показаны: насос 1, датчик измерения температуры воды 2, емкость для воды 3, труба 4, расходомер 5, бачок верхнего бьефа 6, бачок нижнего бьефа 7, приспособление для выпуска воздуха 8, датчик нагрузки 9, устройство для передачи нагрузки 10, датчик линейных перемещений 11, подвижная нагрузочная решетка 12, фильтрационная камера 13, верхняя сетка 14, нижняя сетка 15, фланцевое соединение 16, неподвижная опорная решетка 17, трубчатый пьезометр 18, пескосборник 19, нижний патрубок 20, образец геотекстиля 21, образец несвязного грунта 22, верхний патрубок 23.The diagram shows: pump 1, water temperature measuring sensor 2, water tank 3, pipe 4, flow meter 5, upstream tank 6, downstream tank 7, air discharge device 8, load sensor 9, load transfer device 10, linear displacement sensor 11, movable load grate 12, filtration chamber 13, upper mesh 14, lower mesh 15, flange connection 16, fixed support lattice 17, tubular piezometer 18, sand collector 19, lower pipe 20, geotextile sample 21, incoherent soil sample 22 upper pipe 23.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Исследуемую модель элемента конструкции загружают в устройство. Для этого модель элемента конструкции, содержащей геотекстиль, размещают в фильтрационной камере 13, при этом, предварительно выдержанный не менее трех часов в дистиллированной воде образец геотекстиля 21 укладывают на нижнюю сетку 15, размещенную на неподвижной опорной решетке 17, равномерно распределяют образец геотекстиля 21 по поверхности нижней сетки 15, герметизируют соединение конического отстойника и фильтрационной камеры 13 путем стяжки фланцевого соединения 16 при помощи болтов, болты фланцевого соединения 16 обеспечивают равномерный зажим образца геотекстиля 21 по периметру. Непосредственно на поверхность образца геотекстиля 21 помещают образец несвязного грунта 22 с послойным уплотнением трамбованием, таким образом, чтобы толщина слоя несвязного грунта 22 составляла не менее половины внутреннего диаметра фильтрационной камеры, поверх образца несвязного грунта укладывают верхнюю сетку 14 и устанавливают подвижную нагрузочную решетку 12.The investigated model of the structural element is loaded into the device. For this, a model of a structural element containing geotextiles is placed in the filtration chamber 13, while a geotextile 21 pre-aged for at least three hours in distilled water is placed on the lower mesh 15 placed on a fixed support grid 17, the geotextile 21 is uniformly distributed over the surface bottom mesh 15, seal the connection of the conical sump and the filter chamber 13 by tightening the flange connection 16 with bolts, the bolts of the flange connection 16 provide uniform nth clamp of geotextile sample 21 around the perimeter. A sample of incoherent soil 22 is placed directly on the surface of the geotextile sample 21 with layer-by-layer compaction so that the thickness of the layer of incoherent soil 22 is at least half the inner diameter of the filter chamber, an upper mesh 14 is laid on top of the sample of incoherent soil and a movable load grate 12 is installed.

Исследование фильтрационно-суффозионных свойств модели элемента конструкции проводят следующим образом: воду в бачок верхнего бьефа 6 подают насосом 1 из емкости для воды 3, куда она поступает по трубе 4. В фильтрационную камеру 13 подают воду из бачка верхнего бьефа 6 с напором, соответствующим минимальному из применяемых в испытаниях. Выполняют нагружение модели элемента конструкции устройством для передачи нагрузки 10, фиксируя нагрузку датчиком нагрузки 9. Перемещение подвижной нагрузочной решетки 12 фиксируется датчиком линейных перемещений 11. Фильтрационная камера 13 соединена с бачками 6 и 7 верхнего и нижнего бьефов через верхний 23 и нижний 20 патрубки. При проведении испытания при нисходящем направлении фильтрации бачок верхнего бьефа 6 подключают к верхнему патрубку 23, расположенному в верхней части фильтрационной камеры 13, а бачок нижнего бьефа 7 подключают к нижнему патрубку 23, расположенному в нижней части фильтрационной камеры 13. Частицы грунта, профильтровавшиеся через образец геотекстиля 21 при нисходящем направлении фильтрации, падают в пескосборник 19.The study of the filtration-suffusion properties of the model of the structural element is carried out as follows: water is supplied to the upstream tank 6 by pump 1 from the water tank 3, where it enters through pipe 4. Water is supplied from the upstream tank 6 to the filtration chamber 13 with a pressure corresponding to the minimum of those used in the tests. The model of the structural element is loaded by the device for transferring the load 10, fixing the load with the load sensor 9. The movement of the movable load grid 12 is fixed by the linear displacement sensor 11. The filter chamber 13 is connected to the tanks 6 and 7 of the upper and lower downstream channels through the upper 23 and lower 20 pipes. When testing in the downward direction of filtration, the tank of the upper pool 6 is connected to the upper pipe 23 located in the upper part of the filter chamber 13, and the tank of the lower pool 7 is connected to the lower pipe 23 located in the lower part of the filter chamber 13. Soil particles filtered through the sample geotextiles 21 with a downward filtration direction, fall into the sand pan 19.

При опытах с восходящим направлением фильтрации: бачок верхнего бьефа 6 подключают к нижнему патрубку 20, расположенному в нижней части фильтрационной камеры 13, а бачок нижнего бьефа 7 подключают к верхнему патрубку 23, расположенному в верхней части фильтрационной камеры 13. Вода, профильтровавшаяся через размещенную в устройстве модель элемента конструкции, состоящей из образца несвязного грунта 22 и образца геотекстиля 21, отводится через расходомер 5 в емкость для воды 3.In experiments with the upward direction of filtration: the tank of the upper pool 6 is connected to the lower pipe 20 located in the lower part of the filter chamber 13, and the tank of the lower pool 7 is connected to the upper pipe 23 located in the upper part of the filter chamber 13. Water filtered through The device model of the structural element, consisting of a sample of incoherent soil 22 and a sample of geotextiles 21, is discharged through a flow meter 5 into a water tank 3.

Температуру воды в емкости 3 определяют по датчику измерения температуры воды 2, расход воды, профильтровавшейся через модель элемента конструкции, определяют по расходомеру 5, измерение напора в опыте проводят по трубчатым пьезометрам 18, подсоединенным к бачкам 6 и 7 верхнего и нижнего бьефов, нагрузку на грунт определяют по датчику 9. Воздух из устройства выпускают через специально устроенное приспособление 8.The temperature of the water in the tank 3 is determined by the sensor for measuring the temperature of the water 2, the flow rate of the water filtered through the model of the structural element is determined by the flow meter 5, the pressure measurement in the experiment is carried out by tubular piezometers 18 connected to the tanks 6 and 7 of the upper and lower heads, the load on the soil is determined by the sensor 9. The air from the device is released through a specially arranged device 8.

После окончания исследования из фильтрационной камеры 13 извлекают образец геотекстиля 21, высушивают его до воздушно-сухого состояния, взвешивают и определяют количество грунта, закольматировавшего образец геотекстиля 21, путем сравнения его веса с весом образца геотекстиля, установленным до проведения исследований, затем определяют остаточную водопроницаемость и коэффициент фильтрации образца геотекстиля 21.After the study is completed, a sample of geotextile 21 is removed from the filtration chamber 13, dried to an air-dry state, weighed, and the amount of soil that has matched a sample of geotextile 21 is weighed by comparing its weight with the weight of the sample of geotextile established prior to the study, then the residual permeability is determined and filtration coefficient of a geotextile sample 21.

Благодаря наличию этих признаков в лабораторных условиях возможно проведение фильтрационно-суффозионных исследований модели элемента конструкции грунтового гидротехнического сооружения, включающей несвязный грунт и фильтрующий геосинтетический материал (геотекстиль), используемый в качестве элемента обратного фильтра гидротехнического сооружения, при действующих величинах нагрузок и воздействий в конструкциях различных элементов грунтовых гидротехнических сооружений в зависимости от их назначения и планово-высотного расположения, при вертикальной схеме движения фильтрационного потока - восходящий и нисходящий поток.Due to the presence of these signs in the laboratory, it is possible to carry out filtration-suffusion studies of a model of a structural element of an underground hydraulic structure, including incoherent soil and filtering geosynthetic material (geotextile), used as an inverse filter element of a hydraulic structure, with the current values of loads and effects in the structures of various elements ground hydraulic structures, depending on their purpose and the planning and high-altitude location In the case of a vertical movement of the filtration flow, there is an ascending and descending flow.

Claims (1)

Способ исследования водопроницаемости и суффозионной устойчивости модели элемента конструкции грунтового гидротехнического сооружения, состоящей из несвязного грунта и фильтрующего геосинтетического материала, включающий размещение модели элемента конструкции на нижней сетке 15, лежащей на неподвижной опорной решетке 17, расположенной в нижней части фильтрационной камеры 13, укладку образца несвязного грунта 22, выполняемую отдельными слоями, подвергая его легкому уплотнению трамбованием, а около стенок фильтрационной камеры 13 - штыкованию, установку поверх образца несвязного грунта верхней сетки 14, затем подвижной нагрузочной решетки 12, на которую при помощи устройства для передачи нагрузки 10 передается заданная нагрузка, водонасыщение образца грунта кипяченой или дистиллированной водой при восходящем направлении потока, создание напора бачками верхнего 6 и нижнего 7 бьефов путем подачи воды в бачок верхнего бьефа 6 насосом 1 из емкости для воды 3, поступающей по трубе 4, определение градиента напора по показаниям трубчатых пьезометров 18, подсоединенных к бачкам верхнего 6 и нижнего 7 бьефов, определение нагрузки на грунт по датчику нагрузки 9, фиксацию осадки подвижной нагрузочной решетки 12 датчиком линейных перемещений 11, расчет величины коэффициента фильтрации образца грунта при восходящем или нисходящем направлении потока воды, отличающийся тем, что предварительно выдержанный не менее трех часов в дистиллированной воде образец геосинтетического материала 21 модели элемента конструкции размещают в фильтрационной камере 13 и распределяют равномерно по поверхности нижней сетки 15, соединение конического отстойника и фильтрационной камеры 13 герметизируют путем стяжки фланцевого соединения 16 при помощи болтов, обеспечивающих равномерный зажим образца геосинтетического материала 21 по периметру, затем помещают на образец геосинтетического материала 21 образец несвязного грунта 22 с послойным уплотнением трамбованием таким образом, чтобы толщина слоя несвязного грунта 22 составляла не менее половины внутреннего диаметра фильтрационной камеры 13, после исследования из фильтрационной камеры 13 извлекают образец геосинтетического материала 21, высушивают до воздушно-сухого состояния, взвешивают и определяют количество грунта, закольматировавшего образец геосинтетического материала 21, путем сравнения его веса с весом образца геосинтетического материала 21, установленного до проведения исследований, и определяют остаточную водопроницаемость и коэффициент фильтрации образца геосинтетического материала 21.A method for studying water permeability and suffusion stability of a model of a structural element of a soil hydraulic structure consisting of incoherent soil and filtering geosynthetic material, comprising placing a model of a structural element on a lower mesh 15 lying on a fixed support grid 17 located in the lower part of the filter chamber 13, laying a sample of a disconnected soil 22, performed in separate layers, subjecting it to easy compaction by tamping, and a bayonet near the walls of the filter chamber 13 installation, installation of a top mesh 14 over a sample of incoherent soil, then a movable load grate 12, to which a specified load is transferred using load transfer device 10, water saturation of the soil sample with boiled or distilled water in an upward direction of flow, creation of pressure with tanks 6 upper and lower 7 downstream by supplying water to the upstream reservoir 6 by pump 1 from the water tank 3 flowing through the pipe 4, determining the pressure gradient from the readings of the tubular piezometers 18 connected to the reservoirs top its 6 and lower 7 downstream, determining the load on the soil by the load sensor 9, fixing the sediment of the moving load grid 12 by the linear displacement sensor 11, calculating the filtration coefficient of the soil sample in the ascending or descending direction of the water flow, characterized in that it is previously aged for at least three hours in distilled water, a sample of geosynthetic material 21 of the model of the structural element is placed in the filter chamber 13 and distributed evenly over the surface of the lower mesh 15, the connection is conical The sump and the filter chamber 13 are sealed by tightening the flange connection 16 with bolts to ensure uniform clamping of the sample of geosynthetic material 21 around the perimeter, then a sample of incoherent soil 22 is placed on the sample of geosynthetic material 21 with layer-by-layer compaction so that the thickness of the layer of incoherent soil 22 was at least half the inner diameter of the filtration chamber 13, after examination, a sample of geosynthetic material is removed from the filtration chamber 13 Rial 21, dried to an air-dry state, weighed and determined the amount of soil that has matched a sample of geosynthetic material 21 by comparing its weight with the weight of a sample of geosynthetic material 21 established before the studies, and the residual permeability and filtration coefficient of the sample of geosynthetic material 21 are determined.
RU2018136002A 2018-10-11 2018-10-11 Method of studying water permeability and suffusion resistance of structural unit model of ground hydraulic structure, which consists of unbound earth and filtering geosynthetic material RU2695660C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018136002A RU2695660C1 (en) 2018-10-11 2018-10-11 Method of studying water permeability and suffusion resistance of structural unit model of ground hydraulic structure, which consists of unbound earth and filtering geosynthetic material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018136002A RU2695660C1 (en) 2018-10-11 2018-10-11 Method of studying water permeability and suffusion resistance of structural unit model of ground hydraulic structure, which consists of unbound earth and filtering geosynthetic material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2695660C1 true RU2695660C1 (en) 2019-07-25

Family

ID=67512165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018136002A RU2695660C1 (en) 2018-10-11 2018-10-11 Method of studying water permeability and suffusion resistance of structural unit model of ground hydraulic structure, which consists of unbound earth and filtering geosynthetic material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2695660C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779660C1 (en) * 2021-05-04 2022-09-12 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники имени Б.Е. Веденеева" Vertical filtration-suffusion device for testing layers of macrofragmental soil and non-soil construction material

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1236369A1 (en) * 1984-07-23 1986-06-07 Калининский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Method and apparatus for analyzing soft ground
SU1374129A1 (en) * 1986-01-09 1988-02-15 Карагандинский политехнический институт Method of determining undermining compressibility of saline grounds
SU1527583A1 (en) * 1987-07-03 1989-12-07 Калмыцкий государственный университет Method of determining sagging and suffosion compressibility of salinated loess soils
SU1529107A1 (en) * 1987-12-23 1989-12-15 Всесоюзный Дорожный Научно-Исследовательский Институт Device for compression-consolidation tests of ground specimens
EP0437141A1 (en) * 1989-12-28 1991-07-17 Institut Francais Du Petrole Method and apparatus for evaluating the permeability of a body and their use in the evaluation of dysmigration
SU1668943A1 (en) * 1989-02-09 1991-08-07 Государственный проектно-изыскательский институт транспортного строительства "Мосгипротранс" Method of determining suffusion stability of weathered fragmentary ground with clay filler
JPH07198583A (en) * 1993-12-28 1995-08-01 Chuo Kaihatsu Kk Water permeability measuring apparatus and water permeability measuring method using the same
JP2004361193A (en) * 2003-06-04 2004-12-24 Tobishima Corp Water permeability test apparatus
CN104914229A (en) * 2014-03-11 2015-09-16 中国石油化工集团公司 Multi-parameter high-temperature high-pressure major diameter rock core holder

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1236369A1 (en) * 1984-07-23 1986-06-07 Калининский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Method and apparatus for analyzing soft ground
SU1374129A1 (en) * 1986-01-09 1988-02-15 Карагандинский политехнический институт Method of determining undermining compressibility of saline grounds
SU1527583A1 (en) * 1987-07-03 1989-12-07 Калмыцкий государственный университет Method of determining sagging and suffosion compressibility of salinated loess soils
SU1529107A1 (en) * 1987-12-23 1989-12-15 Всесоюзный Дорожный Научно-Исследовательский Институт Device for compression-consolidation tests of ground specimens
SU1668943A1 (en) * 1989-02-09 1991-08-07 Государственный проектно-изыскательский институт транспортного строительства "Мосгипротранс" Method of determining suffusion stability of weathered fragmentary ground with clay filler
EP0437141A1 (en) * 1989-12-28 1991-07-17 Institut Francais Du Petrole Method and apparatus for evaluating the permeability of a body and their use in the evaluation of dysmigration
JPH07198583A (en) * 1993-12-28 1995-08-01 Chuo Kaihatsu Kk Water permeability measuring apparatus and water permeability measuring method using the same
JP2004361193A (en) * 2003-06-04 2004-12-24 Tobishima Corp Water permeability test apparatus
CN104914229A (en) * 2014-03-11 2015-09-16 中国石油化工集团公司 Multi-parameter high-temperature high-pressure major diameter rock core holder

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779660C1 (en) * 2021-05-04 2022-09-12 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники имени Б.Е. Веденеева" Vertical filtration-suffusion device for testing layers of macrofragmental soil and non-soil construction material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110082274B (en) Large-scale original grading coarse-grained soil horizontal penetration deformation tester and test method
CN110082275B (en) Large-scale original grading coarse-grained soil vertical penetration deformation tester and test method
Ke et al. Triaxial erosion test for evaluation of mechanical consequences of internal erosion
CN108088982B (en) Simulate the Experimental Method in Laboratory of fine grained seepage inflow erosion inside deep aquifers sand
Horikoshi et al. Suffusion-induced change in spatial distribution of fine fractions in embankment subjected to seepage flow
CN111579454B (en) Test device and test method for simulating horizontal seepage erosion of fine particles in sandy soil
Khan et al. A dynamic gradient ratio test apparatus
Sato et al. Laboratory testing for evaluation of the influence of a small degree of internal erosion on deformation and stiffness
CN103424348A (en) Device and method used for water permeability concrete pile blocking test under seismic action
CN212459324U (en) Coarse sand horizontal seepage model box
CN109060624B (en) Method for researching seepage-discharging effect of seepage-discharging pipe and seepage device
CN113049472A (en) Method for testing vertical permeability of earth and rockfill dam sand gravel damming material
RU2695660C1 (en) Method of studying water permeability and suffusion resistance of structural unit model of ground hydraulic structure, which consists of unbound earth and filtering geosynthetic material
Melchior et al. Hydrological studies on the effectiveness of different multilayered landfill caps
CN109723025A (en) Underground structure boundary seepage test device and using method thereof
RU2695930C1 (en) Method for studying water permeability and suffusion resistance of a model of a structural unit of a ground hydraulic structure, consisting of soil and an anti-filtration geosynthetic material (geomembrane)
Chapuis et al. A drainage column test for determining unsaturated properties of coarse materials
Krisdani et al. Measurement of geotextile-water characteristic curve using capillary rise principle
RU184262U1 (en) Vertical filtration-suffusion device for testing a combined fragment consisting of incoherent soil and geotextile material
RU153836U1 (en) INSTALLATION FOR STUDYING FILTRATION DEFORMATIONS OF THIN SPACES OF UNCONNECTED SOILS
Zimmerman Compressibility, hydraulic conductivity, and soil infiltration testing of tire shreds and field testing of a shredded tire horizontal drain
RU2779660C1 (en) Vertical filtration-suffusion device for testing layers of macrofragmental soil and non-soil construction material
CN109827883B (en) Test device and test method for simulating stability study of pile-row support foundation pit under deep foundation pit engineering pipeline rupture working condition
CN111103225A (en) Tunnel geotextile physical clogging measuring device and method
Bani Hashem Volume change consideration in determining appropriate unsaturated soil properties for geotechnical applications