RU2695930C1 - 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) - Google Patents

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) Download PDF

Info

Publication number
RU2695930C1
RU2695930C1 RU2018129476A RU2018129476A RU2695930C1 RU 2695930 C1 RU2695930 C1 RU 2695930C1 RU 2018129476 A RU2018129476 A RU 2018129476A RU 2018129476 A RU2018129476 A RU 2018129476A RU 2695930 C1 RU2695930 C1 RU 2695930C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soil
geomembrane
filtration
sample
load
Prior art date
Application number
RU2018129476A
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 RU2018129476A priority Critical patent/RU2695930C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2695930C1 publication Critical patent/RU2695930C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to construction, particularly hydraulic engineering, civil and industrial, and can be used in design of anti-filtration elements. In the method for investigating water permeability and suffusion resistance of a structural unit model of a ground hydraulic structure consisting of soil and an anti-filtration geosynthetic material (geomembrane), comprising arrangement of a structural element model, laid on lower screen lying on fixed support grid located in lower part of filtration chamber, installation of upper mesh structure element above model, then a movable loading grid, on which by means of a load transfer device a given load is transmitted, 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 the coefficient of filtration, visual fixation of the presence of suffusion processes at the boundary of the analysed materials, inside the filtration chamber is a model of the structural element containing a sample of geomembrane 1 of rectangular shape, having a size corresponding to the width of the diameter of the filtration chamber, providing a tight fit of the side ends of the sample of the geomembrane to the walls of the filtration chamber, lower end of sample of geomembrane is placed on the layer of analysed soil both connected and uncoupled, with thickness of not less than 2 cm, laid on lower mesh, sample of geomembrane is placed vertically in middle part along axis of filtration chamber, then soil is laid with seal on both sides of sample of geomembrane to upper end and upper layer of soil so that thickness of soil layer between upper end of sample of geomembrane and upper mesh is not less than 2 cm, and a movable loading grid is installed.
EFFECT: high reliability, accuracy and effectiveness of investigations.
1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства, в частности гидротехнического, гражданского и промышленного, и может быть использовано при проектном обосновании противофильтрационных элементов: экрана, понура, диафрагмы и др. комбинированных конструкций, включающих контакт грунтов, как связных, так и несвязных, и геосинтетического материала (геомембраны).The invention relates to the field of construction, in particular hydraulic engineering, civil and industrial, and can be used in the design study of anti-filter elements: screen, ponura, diaphragm and other combined structures, including contact of soils, both cohesive and disconnected, and geosynthetic material ( geomembrane).

Известен способ испытания грунта на суффозионную устойчивость - размыв грунта потоком воды в трещине или щели. Для проведения испытаний образец грунта в виде бруска с выровненной верхней гранью укладывают в кассету суффозионного щелевого лотка, фиксируя положение образца в кассете с помощью твердеющего раствора, закрывают лоток крышкой, устанавливая между образцом и крышкой заданное начальное раскрытие щели. Увеличивают напор потока в щели до прогнозируемых значений этого параметра в конструкции, наблюдают через прозрачную крышку лотка за состоянием поверхности образца, контролируя щелемерами раскрытие щели, а также ее проницаемость, характеризуемую средней скоростью потока при данном градиенте напора, который определяют по показаниям пьезометров. (Рекомендации по методике лабораторных испытаний грунтов на водопроницаемость и суффозионную устойчивость. - Л.: П 49-90/ВНИИГ. 1991, стр. 72)There is a method of testing the soil for suffusion stability - erosion of the soil with a stream of water in a crack or gap. For testing, a soil sample in the form of a bar with a leveled top face is placed in the cartridge of the suffusion slotted tray, fixing the position of the sample in the cartridge using a hardening solution, close the tray with a lid, setting a predetermined initial opening of the gap between the sample and the lid. The flow head in the slit is increased to the predicted values of this parameter in the structure, and through the transparent lid of the tray, the state of the sample surface is monitored by monitoring the opening of the slit with gauges, as well as its permeability, characterized by the average flow velocity at a given pressure gradient, which is determined by the readings of the piezometers. (Recommendations on the methodology of laboratory tests of soils for water permeability and suffusion resistance. - L .: P 49-90 / VNIIG. 1991, p. 72)

Недостатками аналога являются: определение суффозионной устойчивости к контактному размыву возможно только при горизонтальном направлении фильтрационного потока; начальная ширина раскрытия щели задается искусственно, а не формируется воздействием фильтрационного потока; невозможность проведения испытаний моделей элементов гидротехнических сооружений, включающих кроме грунтовых материалов геомембрану; испытываемый грунт должен быть полускальным или обладать хотя бы низкой связностью (индекс пластичности более 0,03).The disadvantages of the analogue are: the determination of suffusion resistance to contact erosion is possible only with a horizontal direction of the filtration flow; the initial width of the opening of the gap is set artificially, and is not formed by the influence of the filtration stream; the impossibility of testing models of elements of hydraulic structures, including, in addition to soil materials, a geomembrane; the test soil should be semi-rock or have at least low connectivity (plasticity index more than 0.03).

Известен способ проведения испытаний грунта на контактный размыв в вертикальном фильтрационно-суффозионном устройстве, в который на нижнюю сетку, лежащую на неподвижной опорной решетке, расположенной в нижней части рабочей (фильтрационной) камеры, укладывают подстилающий слой грунта, подобранного по крупности частиц (слой гравия крупностью 5-7 мм), поверх грунта укладывают образец (модель элемента конструкции), включающий мелкозернистый и крупнозернистый грунт, при укладке формируют четкое вертикальное сопряжение грунтов путем укладки между ними тонкой пластинки, которую после формирования образца извлекают, сверху сформированного образца укладывают грунтовую пригрузку, которая должна быть менее проницаема, чем крупнозернистый грунт исследуемого образца, затем укладывают верхнюю сетку и подвижную нагрузочную решетку, на которую при помощи силового домкрата, передается заданная нагрузка, 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, оценивают изменение проницаемости элемента конструкции, характеризуемое средней скоростью потока при данном градиенте напора, кроме того визуально оценивают состояние вертикальной границы между исследуемыми грунтами различной крупности. (Рекомендации по методике лабораторных испытаний грунтов на водопроницаемость и суффозионную устойчивость. - Л.: П 49-90/ВНИИГ. 1991, стр. 66).There is a method of testing soil for contact erosion in a vertical filtration-suffusion device, in which an underlying layer of soil selected by particle size is laid on a lower grid lying on a fixed support grid located in the lower part of the working (filtration) chamber (gravel layer size 5-7 mm), a sample is laid on top of the soil (model of the structural element), including fine-grained and coarse-grained soil, when laying, a clear vertical soil pairing is formed by laying between them a thin plate, which is removed after the formation of the sample, a soil primer is placed on top of the formed sample, which should be less permeable than the coarse-grained soil of the test sample, then the upper mesh and the moving load grate are laid onto which the specified load is transferred using a power jack, create pressure tanks of the upper and lower pools, by supplying water to the tank of the upper pool by a pump from the water tank, determine the magnitude of the pressure gradient according to the indications of tubular piezometers connected to the reservoirs of the upper and lower heads, the amount of soil loading is recorded by the load sensor, the draft of the movable load grating is fixed by a linear displacement sensor, the change in the permeability of the structural element, characterized by the average flow velocity at a given pressure gradient, is evaluated, and the state of the vertical boundary between the studied is visually evaluated soils of various sizes. (Recommendations on the methodology of laboratory testing of soils for water permeability and suffusion resistance. - L .: P 49-90 / VNIIG. 1991, p. 66).

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

Недостатком прототипа является то, что исследованию подвергаются только несвязные грунты, способ не предполагает проведение испытаний модели элемента конструкции грунтового гидротехнического сооружения, включающей геосинтетический материал (геомембрану).The disadvantage of the prototype is that only incoherent soils are tested, the method does not involve testing a model of a structural element of a soil hydraulic structure, including geosynthetic material (geomembrane).

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 грунта и противофильтрационного геосинтетического материала (геомембраны), включающем размещение модели элемента конструкции, уложенной на нижнюю сетку, лежащую на неподвижной опорной решетке, расположенной в нижней части фильтрационной камеры, установку поверх модели элемента конструкции верхней сетки, затем подвижной нагрузочной решетки, на которую при помощи устройства для передачи нагрузки, передается заданная нагрузка, 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, визуальную фиксацию наличия суффозионных процессов на границе раздела исследуемых материалов, внутри фильтрационной камеры, размещают модель элемента конструкции, содержащей образец геомембраны прямоугольной формы, имеющий размер, соответствующий по ширине диаметру фильтрационной камеры, обеспечивая плотное прилегание боковых торцов образца геомембраны к стенкам фильтрационной камеры, нижний торец образца геомембраны размещают на прослой исследуемого грунта, как связного, так и несвязного, толщиной не менее 2 см, уложенного на нижнюю сетку, образец геомембраны размещают вертикально в средней части по оси фильтрационной камеры, затем укладывают грунт с уплотнением с двух сторон от образца геомембраны до верхнего ее торца и верхний прослой грунта таким образом, чтобы толщина слоя грунта между верхним торцом образца геомембраны и верхней сеткой составляла не менее 2 см, и устанавливают подвижную нагрузочную решетку.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 soil and geosynthetic anti-filter material (geomembrane), which includes placing a structural element model laid on a lower grid lying on a fixed support grid located in the lower parts of the filtration chamber, installation on top of the model of the structural element of the upper mesh, then moving load the lattice to which the specified load is transferred using the load transfer device, creating pressure with the tanks of the upper and lower pools by pumping water into the tank of the upper pool by a pump from the tank for water flowing through the pipe, determining the pressure gradient from the readings of the tubular piezometers connected to the tanks of the upper and lower pools, determining the load on the soil by the load sensor, fixing the draft of the moving load grate by the linear displacement sensor, calculating the value of the filtration coefficient, visual fix In order to ensure the presence of suffusion processes at the interface of the studied materials, inside the filter chamber, place a model of a structural element containing a rectangular geomembrane sample having a size corresponding to the diameter of the filter chamber in width, ensuring a tight fit of the side ends of the geomembrane sample to the walls of the filter chamber, the lower end of the sample geomembranes are placed on a layer of the studied soil, both cohesive and incoherent, at least 2 cm thick, laid on the lower grid, the image Ec geomembranes are placed vertically in the middle part along the axis of the filtration chamber, then soil is laid with compaction on both sides from the geomembrane sample to its upper end and the upper soil layer so that the thickness of the soil layer between the upper end of the geomembrane sample and the upper mesh is at least 2 cm, and install a movable load grid.

Отличительными признаками предлагаемого способа являются: размещение внутри фильтрационной камеры модели элемента конструкции, содержащей образец геомембраны прямоугольной формы с размером соответствующим по ширине диаметру фильтрационной камеры, обеспечение плотного прилегание боковых торцов образца геомембраны к стенкам фильтрационной камеры, размещение нижнего торца образца геомембраны на прослой исследуемого грунта, как связного, так и несвязного, толщиной не менее 2 см, уложенного на нижнюю сетку, размещение образца геомембраны вертикально в средней части по оси фильтрационной камеры, укладка грунта с уплотнением с двух сторон от образца геомембраны до верхнего ее торца и верхнего прослоя грунта таким образом, чтобы толщина слоя грунта между верхним торцом образца геомембраны и верхней сеткой составляла не менее 2 см, установка подвижной нагрузочной решетки.Distinctive features of the proposed method are: placement inside the filter chamber of a model of a structural element containing a rectangular geomembrane sample with a diameter corresponding to the diameter of the filter chamber, ensuring a tight fit of the side ends of the geomembrane sample to the walls of the filtration chamber, placing the lower end of the geomembrane sample on the layer of the studied soil, both connected and disconnected, at least 2 cm thick, laid on the lower grid, placement of the geomembrane sample vertically in the middle part along the axis of the filtration chamber, laying the soil with compaction on both sides from the geomembrane sample to its upper end and the upper soil layer so that the thickness of the soil layer between the upper end of the geomembrane sample and the upper mesh is at least 2 cm, installation movable load grate.

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), а также возможно исследование на водопроницаемость и суффозионную устойчивость модели элемента конструкции грунтового гидротехнического сооружения, включающего кроме грунта, как связного, так и несвязного, геосинтетический материал (геомембрану).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), and it is also possible to study the water permeability and suffusion resistance of a model of a structural element of an underground hydraulic structure, including, in addition to soil, both cohesive and disconnected geosynthetic material (geomembrane).

Предлагаемый способ иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1 и 2 и фотографиями на фиг. 3-5.The proposed method is illustrated by the drawings shown in FIG. 1 and 2 and photographs in FIG. 3-5.

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

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

На фиг. 3 - процесс укладки модели элемента конструкции грунтового гидротехнического сооружения, состоящей из грунта и противофильтрационного геосинтетического материала (геомембраны) в фильтрационную камеру.In FIG. 3 - the process of laying the model of the structural element of the soil hydraulic structure, consisting of soil and geosynthetic anti-filtration material (geomembrane) in the filtration chamber.

На фиг. 4 - фильтрационная камера, с уложенной в нее моделью элемента конструкции.In FIG. 4 - a filtration chamber with a model of a structural element laid in it.

На фиг. 5 - проведение фильтрационно-суффозионных исследований модели элемента конструкции грунтового гидротехнического сооружения включающего грунт, и геосинтетический материал (геомембрану).In FIG. 5 - conducting filtration-suffusion studies of a model of a structural element of a soil hydraulic structure including soil, and geosynthetic material (geomembrane).

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

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Проводят загрузку исследуемой модели элемента конструкции в прибор. Для этого в фильтрационную камеру 2, герметично соединенную с коническим отстойником путем стяжки фланцевого соединения 8 по периметру при помощи болтов, на нижнюю сетку 3, размещенную на неподвижной опорной решетке 4, насыпают слой грунта 5, толщиной не менее 2 см. Образец геомембраны 1 прямоугольной формы, имеющий размер, строго соответствующий по ширине диаметру фильтрационной камеры 2, размещают внутри фильтрационной камеры 2, обеспечивая плотное прилегание боковых торцов образца геомембраны 1 к стенкам фильтрационной камеры 2. При этом нижний торец образца геомембраны 1 размещают на прослой исследуемого грунта 5, уложенного ранее на нижнюю сетку 3, а сам образец геомембраны 1 размещают вертикально в средней части по оси фильтрационной камеры 2, затем укладывают грунт 5 с уплотнением с двух сторон от образца геомембраны 1 до верхнего ее торца. После этого укладывают верхний прослой грунта 5 таким образом, чтобы толщина слоя грунта 5 между верхним торцом образца геомембраны 1 и верхней сеткой 6 составляла не менее 2 см, и устанавливают подвижную нагрузочную решетку 7.The investigated model of the structural element is loaded into the device. To do this, in the filtration chamber 2, hermetically connected to the conical sump by tightening the flange connection 8 around the perimeter with bolts, a layer of soil 5, at least 2 cm thick, is poured onto the lower mesh 3, placed on a fixed support grid 4. Sample geomembrane 1 rectangular forms having a size that strictly matches the width of the diameter of the filtration chamber 2 are placed inside the filtration chamber 2, ensuring a snug fit on the side ends of the geomembrane sample 1 to the walls of the filtration chamber 2. the bottom end of the geomembrane sample 1 is placed on the interlayer of the investigated soil 5, laid earlier on the lower mesh 3, and the geomembrane sample 1 is placed vertically in the middle part along the axis of the filter chamber 2, then the soil 5 is laid with compaction on both sides from the geomembrane sample 1 to the upper her butt. After that, lay the upper interlayer of soil 5 so that the thickness of the soil layer 5 between the upper end of the geomembrane sample 1 and the upper grid 6 is at least 2 cm, and a movable load grate 7 is installed.

Исследование фильтрационно-суффозионных свойств модели элемента конструкции проводят следующим образом. Воду в бачок верхнего бьефа 9 подают насосом 10 из емкости для воды 11, куда она поступает по трубе 12. В фильтрационную камеру 2 подают из бачка верхнего бьефа 9 воду с напором, соответствующим минимальному из применяемых в испытаниях. Выполняют нагружение комбинированного образца устройством для передачи нагрузки 13, фиксируя нагрузку датчиком нагрузки 14. Перемещение подвижной (нагрузочной) решетки 6 фиксируют датчиком линейных перемещений 23. Фильтрационная камера 2 соединена с бачками 9 и 15 верхнего и нижнего бьефов через верхний 16 и нижний 17 патрубки. При проведении испытания при нисходящем направлении фильтрационного потока бачок верхнего бьефа 9 подключается к верхнему патрубку 16, расположенному в верхней части фильтрационной камеры 2, а бачок нижнего бьефа 15 подключается к нижнему патрубку 17, расположенному в нижней части фильтрационной камеры 2. Частицы грунта, профильтровавшиеся через модель элемента конструкции при нисходящем направлении фильтрационного потока, 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 tank of the upstream pool 9 by a pump 10 from the water tank 11, where it enters through the pipe 12. Water is supplied to the filter chamber 2 from the tank of the upper pool 9 with a pressure corresponding to the minimum used in the tests. The combined sample is loaded by the load transfer device 13, fixing the load with the load sensor 14. The movement of the movable (load) grating 6 is fixed by the linear displacement sensor 23. The filter chamber 2 is connected to the tanks 9 and 15 of the upper and lower heads through the upper 16 and lower 17 pipes. When testing in the downward direction of the filtration flow, the tank of the upper pool 9 is connected to the upper pipe 16 located in the upper part of the filter chamber 2, and the tank of the lower pool 15 is connected to the lower pipe 17 located in the lower part of the filter chamber 2. Soil particles filtered through a model of a structural element with a downward direction of the filtration flow, fall into the sand pan 19.

При проведении опытов с восходящим направлением фильтрационного потока: бачок верхнего бьефа 9 подключают к нижнему патрубку 17, расположенному в нижней части фильтрационной камеры 2, а бачок нижнего бьефа 15 подключают к верхнему патрубку 16, расположенному в верхней части фильтрационной камеры 2. Вода, профильтровавшаяся через размещенную в устройстве модель элемента конструкции, состоящей из образца грунта 5 и образца геомембраны 1, отводится через расходомер 18 в емкость для воды 11.When conducting experiments with the upward direction of the filtration flow: the tank of the upper pool 9 is connected to the lower pipe 17 located at the bottom of the filter chamber 2, and the tank of the lower pool 15 is connected to the upper pipe 16 located at the top of the filter chamber 2. Water filtered through the model of the structural element located in the device, consisting of a soil sample 5 and a geomembrane sample 1, is discharged through a flow meter 18 into a water tank 11.

Температуру воды в емкости 11 определяют по датчику измерения температуры воды 20, расход профильтровавшейся через модель элемента конструкции воды, определяют по расходомеру 18, измерение напора в опыте проводят по трубчатым пьезометрам 21, подсоединенным к бачкам 9 и 15 верхнего и нижнего бьефов, нагрузку на грунт определяют по датчику нагрузки 14. Воздух из устройства выпускают через приспособление для выпуска воздуха 22.The temperature of the water in the tank 11 is determined by the sensor for measuring the temperature of the water 20, the flow rate filtered through the model of the structural element of the water is determined by the flow meter 18, the pressure measurement in the experiment is carried out by tubular piezometers 21 connected to the tanks 9 and 15 of the upper and lower pools, the load on the ground determined by the load sensor 14. Air from the device is released through the device for the release of air 22.

Благодаря наличию этих признаков в лабораторных условиях возможно проведение фильтрационно-суффозионных исследований модели элемента конструкции грунтового гидротехнического сооружения включающего как связный, так и несвязный грунт, и геосинтетический материал (геомембрану), используемый в качестве противофильтрационного элемента, 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 laboratory conditions, it is possible to carry out filtration-suffusion studies of a model of a structural element of an underground hydraulic structure that includes both cohesive and incoherent soil, and a geosynthetic material (geomembrane) used as an anti-filtration element, with current loads and effects in various structures elements of soil hydraulic structures, depending on their purpose and the planned altitude location, with vertical In the basic scheme of the movement of the filtration flow - upward and downward flow.

Claims (1)

Способ исследования водопроницаемости и суффозионной устойчивости модели элемента конструкции грунтового гидротехнического сооружения, состоящей из грунта и противофильтрационного геосинтетического материала (геомембраны), включающий размещение модели элемента конструкции, уложенной на нижнюю сетку 3, лежащую на неподвижной опорной решетке 4, расположенной в нижней части фильтрационной камеры 2, установку поверх модели элемента конструкции верхней сетки 6, затем подвижной нагрузочной решетки 7, на которую при помощи устройства для передачи нагрузки 13 передается заданная нагрузка, создание напора бачками верхнего 9 и нижнего бьефов 15 путем подачи воды в бачок верхнего бьефа 9 насосом 10 из емкости для воды 11, поступающей по трубе 12, определение градиента напора по показаниям трубчатых пьезометров 21, подсоединенных к бачкам 9 и 15 верхнего и нижнего бьефов, определение нагрузки на грунт по датчику нагрузки 14, фиксацию осадки подвижной нагрузочной решетки 7 датчиком линейных перемещений 23, расчет величины коэффициента фильтрации, визуальную фиксацию наличия суффозионных процессов на границе раздела исследуемых материалов, отличающийся тем, что внутри фильтрационной камеры 2 размещают модель элемента конструкции, содержащей образец геомембраны 1 прямоугольной формы, имеющий размер, соответствующий по ширине диаметру фильтрационной камеры 2, обеспечивая плотное прилегание боковых торцов образца геомембраны 1 к стенкам фильтрационной камеры 2, нижний торец образца геомембраны 1 размещают на прослой исследуемого грунта 5 как связного, так и несвязного, толщиной не менее 2 см, уложенного на нижнюю сетку 3, образец геомембраны 1 размещают вертикально в средней части по оси фильтрационной камеры 2, затем укладывают грунт 5 с уплотнением с двух сторон от образца геомембраны 1 до верхнего ее торца и верхний прослой грунта 5 таким образом, чтобы толщина слоя грунта 5 между верхним торцом образца геомембраны 1 и верхней сеткой 6 составляла не менее 2 см, и устанавливают подвижную нагрузочную решетку 7.A method for studying water permeability and suffusion stability of a model of a structural element of an underground hydraulic structure consisting of soil and geosynthetic anti-filtration material (geomembrane), comprising placing a structural element model laid on a lower mesh 3 lying on a stationary support grid 4 located in the lower part of the filter chamber 2 , installation on top of the model of the structural element of the upper grid 6, then a movable load grate 7, on which using a device for load transfer 13, the specified load is transmitted, the pressure is created by the tanks of the upper pool 9 and the lower pool 15 by supplying water to the tank of the upper pool 9 by the pump 10 from the water tank 11 entering through the pipe 12, determining the pressure gradient by the readings of the tubular piezometers 21 connected to the tanks 9 and 15 of the upper and lower heads, determining the load on the soil by the load sensor 14, fixing the sediment of the moving load grate 7 with a linear displacement sensor 23, calculating the magnitude of the filtration coefficient, visual fixing the presence of suffusion process at the interface of the studied materials, characterized in that a filter element 2 is placed inside the filter chamber 2 containing a rectangular geomembrane sample 1 having a size corresponding to the diameter of the filter chamber 2 in width, ensuring a tight fit of the side ends of the geomembrane sample 1 to the walls of the filter chamber 2, the lower end of the geomembrane sample 1 is placed on the interlayer of the investigated soil 5, both cohesive and disconnected, at least 2 cm thick, laid on the lower grid 3, the image Ec geomembrane 1 is placed vertically in the middle part along the axis of the filtration chamber 2, then soil 5 is laid with compaction on both sides from the geomembrane sample 1 to its upper end and upper soil layer 5 so that the thickness of the soil layer 5 between the upper end of the geomembrane sample 1 and the upper mesh 6 was at least 2 cm, and a movable load grid 7 was installed.
RU2018129476A 2018-08-13 2018-08-13 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) RU2695930C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018129476A RU2695930C1 (en) 2018-08-13 2018-08-13 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)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018129476A RU2695930C1 (en) 2018-08-13 2018-08-13 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)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2695930C1 true RU2695930C1 (en) 2019-07-29

Family

ID=67586893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018129476A RU2695930C1 (en) 2018-08-13 2018-08-13 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)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2695930C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU208005U1 (en) * 2021-04-16 2021-11-29 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова" (ФГБНУ "ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова") DEVICE FOR DETERMINING THE FILTERING RESISTANCE OF DRAINING STRUCTURES
RU2787325C1 (en) * 2022-04-15 2023-01-09 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Device for determining suffusion resistance and deformation properties of soils and method for its use

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU739374A1 (en) * 1976-07-01 1980-06-05 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Гидротехники Им.Б.Е. Веденеева Method of determining collapse strength of soil
SU1618829A1 (en) * 1988-08-01 1991-01-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им.А.Н.Костякова Method of estimating filtering stability of cround of drain zone of closed horizontal drainage
RU2421705C2 (en) * 2009-09-17 2011-06-20 Владимир Иванович Каширский Method for laboratory determination of strength and deformability of materials under controlled triaxial load and device for implementing said method
RU153836U1 (en) * 2015-02-12 2015-08-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники имени Б.Е. Веденеева" INSTALLATION FOR STUDYING FILTRATION DEFORMATIONS OF THIN SPACES OF UNCONNECTED SOILS

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU739374A1 (en) * 1976-07-01 1980-06-05 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Гидротехники Им.Б.Е. Веденеева Method of determining collapse strength of soil
SU1618829A1 (en) * 1988-08-01 1991-01-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им.А.Н.Костякова Method of estimating filtering stability of cround of drain zone of closed horizontal drainage
RU2421705C2 (en) * 2009-09-17 2011-06-20 Владимир Иванович Каширский Method for laboratory determination of strength and deformability of materials under controlled triaxial load and device for implementing said method
RU153836U1 (en) * 2015-02-12 2015-08-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники имени Б.Е. Веденеева" INSTALLATION FOR STUDYING FILTRATION DEFORMATIONS OF THIN SPACES OF UNCONNECTED SOILS

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU208005U1 (en) * 2021-04-16 2021-11-29 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова" (ФГБНУ "ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова") DEVICE FOR DETERMINING THE FILTERING RESISTANCE OF DRAINING STRUCTURES
RU2787325C1 (en) * 2022-04-15 2023-01-09 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Device for determining suffusion resistance and deformation properties of soils and method for its use

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108088982B (en) Simulate the Experimental Method in Laboratory of fine grained seepage inflow erosion inside deep aquifers sand
Indiketiya et al. Evaluation of defective sewer pipe–induced internal erosion and associated ground deformation using laboratory model test
CN107505448B (en) Seepage erosion model device, system and test method caused by underground pipeline damage
CN108562526A (en) The experimental rig and test method of study two-dimensional and three dimensional fluid flow-soil particle Erosion Law
CN111337650B (en) Multifunctional test device for researching seepage damage mechanism of underground engineering soil body
Fleshman et al. Constant gradient piping test apparatus for evaluation of critical hydraulic conditions for the initiation of piping
US7975532B2 (en) Transportable apparatus and method for enabling determination of erodibility characteristics
CN204142608U (en) The device of a kind of variable roughness Rectangular Water Trough simulation bed mud erosion and transmission feature
Refaiy et al. Modeling the effect of downstream drain geometry on seepage through earth dams
CN111044704A (en) Pipeline dissolution test equipment and method based on soil body internal erosion
CN105716958A (en) Foundation model test device for simulating lifting and dropping of confined water head
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)
CN203821294U (en) Model test device for simulating reservoir earth dam seepage damage developing process
Peng et al. Inverse analysis of laboratory data and observations for evaluation of backward erosion piping process
CN211553982U (en) Pipeline dissolution test equipment based on soil body internal erosion
RU168270U1 (en) FILTRATION INSTALLATION OF THE THREE-COMPRESSION
Fleshman Laboratory modeling of critical hydraulic conditions for the initiation of piping
RU153836U1 (en) INSTALLATION FOR STUDYING FILTRATION DEFORMATIONS OF THIN SPACES OF UNCONNECTED SOILS
Beiranvand et al. Monitoring and numerical analysis of pore water pressure changes Eyvashan dam during the first dewatering period
RU184262U1 (en) Vertical filtration-suffusion device for testing a combined fragment consisting of incoherent soil and geotextile material
CN112782054B (en) In-situ soil body stable hydrologic characteristic parameter determination experimental device and experimental method thereof
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
CN209802933U (en) Self-starting negative pressure drainage test device
Sharma et al. Instrumented failure of hillslope models with soil-pipes
RU2779660C1 (en) Vertical filtration-suffusion device for testing layers of macrofragmental soil and non-soil construction material