RU2780705C1 - Permafrost meter - Google Patents
Permafrost meter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780705C1 RU2780705C1 RU2021118980A RU2021118980A RU2780705C1 RU 2780705 C1 RU2780705 C1 RU 2780705C1 RU 2021118980 A RU2021118980 A RU 2021118980A RU 2021118980 A RU2021118980 A RU 2021118980A RU 2780705 C1 RU2780705 C1 RU 2780705C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flexible hose
- freezing
- closed
- measuring
- casing
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 claims description 10
- 238000007710 freezing Methods 0.000 abstract description 15
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 14
- 238000010257 thawing Methods 0.000 abstract description 5
- 238000007689 inspection Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к метрологическим приборам и предназначено для измерения глубины промерзания грунта.The invention relates to metrological instruments and is intended for measuring the depth of soil freezing.
Известен мерзлотомер [1], получивший наибольшее распространение при практических работах. Он содержит обсадную трубку с герметичным закрытым нижним концом и открытым верхним, установленную в скважину грунта, промерзание которого фиксируется. Внутри обсадной трубки, соосно с ней, сверху опускается, заполненный водой, резиновый шланг с герметично закрытым нижним концом. Извлекая через определенные промежутки времени шланг из обсадной трубки и прощупывая его, устанавливают границу раздела льда и воды и измеряют ее глубину. Условно принимают, что эта граница соответствует глубине промерзания окружающего мерзлотомер грунта.Known permafrost [1], which has received the greatest distribution in practical work. It contains a casing pipe with a hermetic closed lower end and an open upper end, installed in a soil well, the freezing of which is fixed. Inside the casing, coaxially with it, a rubber hose filled with water with a hermetically closed lower end descends from above. By removing the hose from the casing at certain intervals and probing it, the interface between ice and water is established and its depth is measured. It is conditionally assumed that this boundary corresponds to the freezing depth of the soil surrounding the permafrost.
В известном мерзлотомере наличие воздушной прослойки внутри обсадной трубы нарушает теплопередачу от грунта к шлангу-индикатору. А периодические извлечения шланга из обсадной трубки нарушают стабильность теплового режима внутри ее, что приводит к увеличению погрешности измерений.In the known permafrost gauge, the presence of an air layer inside the casing pipe disrupts heat transfer from the soil to the indicator hose. And periodic extraction of the hose from the casing violates the stability of the thermal regime inside it, which leads to an increase in the measurement error.
Известен мерзлотомер [2], содержащий обсадную трубу с закрытым днищем, заполненную водой, в которую помещена эластичная трубка, заполненная незамерзающей жидкостью, соединенная с внутренней полостью сильфона, связанного с регистрирующим узлом. Известное устройство сложно в изготовлении, заправках и настройках. Оно обладает недостаточной точностью и надежностью, вследствие наличия в нем большого количества плохо настраиваемых сложных закрытых мелких узлов и механизмов.Known permafrost [2], containing a casing with a closed bottom, filled with water, which is placed in an elastic tube filled with non-freezing liquid, connected to the internal cavity of the bellows associated with the recording node. The known device is difficult to manufacture, refill and adjust. It has insufficient accuracy and reliability due to the presence of a large number of poorly tuned complex closed small units and mechanisms.
Наиболее близким к предлагаемому устройству по техническому исполнению и достигаемому результату является мерзлотомер [3], содержащий обсадную трубку с закрытым днищем, в которой с зазором, заполненным водой, соосно помещен эластичный шланг с незамерзающей жидкостью и жестким щупом с плоским расширением на нижнем конце. Известное устройство также сложно в изготовлении и требует при измерениях раскапывания его в снегу с применением дополнительного мерительного инструмента.Closest to the proposed device in terms of technical performance and the achieved result is a permafrost gauge [3], containing a casing with a closed bottom, in which, with a gap filled with water, an elastic hose with antifreeze liquid and a rigid probe with a flat extension at the lower end is placed coaxially. The known device is also difficult to manufacture and requires, when measuring, digging it out in the snow using an additional measuring tool.
Цель изобретения - повышение удобства в работе при измерениях глубин промерзания и оттаивания грунтов, снижение трудоемкости.The purpose of the invention is to improve convenience in measuring the depths of freezing and thawing of soils, reducing labor intensity.
Для достижения поставленной цели предлагается мерзлотомер, состоящий из обсадной трубки с закрытым днищем, в которой с зазором, заполненным водой, помещен прозрачный гибкий шланг с закрытым нижним концом, заполненный подкрашенной незамерзающей жидкостью, например, антифризом. В верхней части обсадной трубки дополнительно выполнены смотровое окно со шкалой, дренажное отверстие и установлена эластичная пробка под смотровым окном. Сверху обсадная трубка закрыта крышкой с центральным болтом, зафиксированным гайкой, на резьбовом конце которого закреплен прозрачный гибкий шланг, пропущенный через отверстие в центре эластичной пробки.To achieve this goal, a permafrost meter is proposed, consisting of a casing with a closed bottom, in which, with a gap filled with water, a transparent flexible hose with a closed lower end is placed, filled with a tinted non-freezing liquid, for example, antifreeze. An observation window with a scale, a drainage hole are additionally made in the upper part of the casing tube, and an elastic plug is installed under the observation window. From above, the casing is closed with a lid with a central bolt fixed with a nut, on the threaded end of which a transparent flexible hose is fixed, passed through a hole in the center of the elastic plug.
На фиг. 1 показано вертикальное сечение мерзлотомера.In FIG. 1 shows a vertical section of the permafrost.
Мерзлотомер (фиг. 1) состоит из обсадной трубки 1 с водой 2, в которую опущен прозрачный гибкий шланг 3 с герметично закрытым нижним концом и подкрашенной незамерзающей жидкостью 4. В верхней части обсадной трубки 1 также выполнены дренажное отверстие 5, эластичная пробка 6 и смотровое окно 7 со шкалой 8. Сверху обсадная трубка 1 закрыта крышкой 9 с центральным болтом 10 и гайкой 11, на резьбу которого верхним концом плотно надет прозрачный гибкий шлаг 3. При этом степень плотности крепления прозрачного гибкого шланга 3 на резьбе центрального болта 10 позволяет удерживать его на резьбовой части болта, но в то же время обеспечивает дополнительный дренаж в прозрачном гибком шланге 3, необходимый для прохода воздуха при перемещении в нем подкрашенной незамерзающей жидкости 4. А эластичная пробка 6 дополнительно центрирует прозрачный гибкий шланг 3 в обсадной трубе 1 и предотвращает попадание в воду мусора и снега. Устройство работает следующим образом.The permafrost meter (Fig. 1) consists of a
Предварительно один из мерзлотомеров тарируют. Для этого его полностью собирают и заправляют жидкостями в следующей последовательности.One of the permafrost meters is calibrated first. To do this, it is completely collected and filled with liquids in the following sequence.
Первоначально поднимают эластичную пробку 6 (фиг. 1) и через смотровое окно 7 в обсадной трубке 1 заливают под нее воду 2 до тех пор, пока она не начнет выливаться из дренажного отверстия 5. Затем заливают подкрашенную незамерзающую жидкость 4 в прозрачный гибкий шланг 3 до тех пор, пока уровень этой жидкости не установится на уровне нулевой отметки на шкале 8 в смотровом окне 7. После этого плотно с натягом одевают верхним концом прозрачный гибкий шланг 3 на резьбу болта 10, удерживаемого в крышке 9 гайкой 11. А эластичную пробку 6 возвращают в первоначальное положение, закрывая воду 2 от мусора и снега и, частично перекрывая дренажное отверстие 5.Initially, the
Затем мерзлотомер выставляют на мороз в вертикальном положении до полного его замораживания. Вода 2 в обсадной трубке 1 полностью замерзает, сжимает гибкий прозрачный шланг 3 и выдавливает подкрашенную незамерзающую жидкость вверх вдоль шкалы 8, расположенной в смотровом окне 7. Зная длину промерзшей обсадной трубки 1 и величину перемещения выдавленной подкрашенной незамерзающей жидкости 4, вдоль шкалы 8, определяем переводной коэффициент, и условно принимаем его постоянным для этого типа обсадных трубок 1 и прозрачных гибких шлангов 3, примененных в мерзлотомерах.Then the permafrost meter is exposed to frost in a vertical position until it is completely frozen.
Предварительно заправленный мерзлотомер для работы устанавливают в следующей последовательности. Первоначально в грунте на месте измерений бурят скважину требуемой глубины. Затем в нее опускают обсадную трубку 1 до выравнивания дренажного отверстия 6 с уровнем поверхности грунта. Зазор между обсадной трубкой 1 и краями скважины засыпают вынутым из скважины грунтом.A pre-charged permafrost meter for operation is installed in the following sequence. Initially, a well of the required depth is drilled in the soil at the measurement site. Then the
При появлении мороза первоначально образуется ледяная корка, как на поверхности грунта, так и на поверхности воды 2, находящихся на одном уровне вследствие сброса излишков ее через дренажное отверстие 5. Затем по мере усиления мороза, увеличиваются глубина промерзания грунта и воды 2 в обсадной трубке 1. Вода 2, замерзая, постепенно сдавливает прозрачный гибкий шланг 3, поднимая в нем подкрашенную незамерзающую жидкость 4 вдоль шкалы 8 в смотровом окне 7 обсадной трубки 1.When frost occurs, an ice crust is initially formed, both on the soil surface and on the
Визуально измеряя по шкале 8 перемещение подкрашенной незамерзающей жидкости 4 и умножая эту величину на ранее полученный переводной коэффициент, определяют глубину промерзания грунта без раскапывания снега, вытягивания гибкого шланга и различных щупов.By visually measuring the movement of the tinted
Список литературыBibliography
1. Труды НИИ гидрометприборостроения, вып. 1, 1950, №14.1. Proceedings of the Scientific Research Institute of Hydrometeorological Instrumentation, vol. 1, 1950, No. 14.
2. Авторское свидетельство №213384 СССР МПК G01K Устройство для регистрации глубины промерзания и оттаивания грунтов / Данилин А.И., Комаров М.М.; заявитель и патентообладатель Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии - №1096923/26-25 заявл. 12.08.1966, опубл. 12.03.1968, бюл. №10.2. Author's certificate No. 213384 USSR MPK G01K Device for recording the depth of freezing and thawing of soils / Danilin A.I., Komarov M.M.; applicant and patent holder All-Union Scientific Research Institute of Hydrogeology and Engineering Geology - No. 1096923 / 26-25 08/12/1966, publ. 03/12/1968, bul. No. 10.
3. Авторское свидетельство 1144071 СССР МПК G01W 1/00 Мерзлотомер / Соколов В.М., Соколов А.С.; заявитель и патентообладатель Ленинградский сельскохозяйственный институт и Ленинградский инженерно-строительный институт - №3387472/24-10 заявл. 29.01.1982, опубл. 07.03.1985, бюл. №9.3. Author's certificate 1144071 USSR MPK
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2780705C1 true RU2780705C1 (en) | 2022-09-29 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2803567C1 (en) * | 2023-01-11 | 2023-09-15 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Курский федеральный аграрный научный центр" | Frost-depth meter |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU213384A1 (en) * | А. И. Данилин , М. М. Комаров | DEVICE FOR REGISTRATION OF DEPTH OF FREEZING AND DETACHING OF SOILS | ||
SU1144071A1 (en) * | 1982-01-29 | 1985-03-07 | Ленинградский сельскохозяйственный институт | Cryopedometer |
SU1195195A1 (en) * | 1984-06-13 | 1985-11-30 | Северное Отделение Научно-Исследовательского Института Оснований И Подземных Сооружений | Cryopedometer |
RU80025U1 (en) * | 2008-07-11 | 2009-01-20 | Леонид Минаевич Суменков | FREEZER |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU213384A1 (en) * | А. И. Данилин , М. М. Комаров | DEVICE FOR REGISTRATION OF DEPTH OF FREEZING AND DETACHING OF SOILS | ||
SU1144071A1 (en) * | 1982-01-29 | 1985-03-07 | Ленинградский сельскохозяйственный институт | Cryopedometer |
SU1195195A1 (en) * | 1984-06-13 | 1985-11-30 | Северное Отделение Научно-Исследовательского Института Оснований И Подземных Сооружений | Cryopedometer |
RU80025U1 (en) * | 2008-07-11 | 2009-01-20 | Леонид Минаевич Суменков | FREEZER |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГОСТ 24847-81. ГРУНТЫ. Методы определения глубины сезонного промерзания. Пункт 2. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2803567C1 (en) * | 2023-01-11 | 2023-09-15 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Курский федеральный аграрный научный центр" | Frost-depth meter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103308666B (en) | Water amount balance test device for slope land | |
Wirtz et al. | The rill experiment as a method to approach a quantification of rill erosion process activity | |
CN107024499A (en) | One-dimensional earth pillar frost-heaving deformation analyzer | |
Khan et al. | Design and calibration of tipping bucket system for field runoff and sediment quantification | |
CN109781773A (en) | A kind of frost heave device and its detection method being layered telescopic detection soil | |
US5331847A (en) | Soil erodibility testing | |
Iwata et al. | Comparison of soil frost and thaw depths measured using frost tubes and other methods | |
CN108776175A (en) | A kind of frost wall mean compressive strength ultrasonic detection method | |
CN102620715A (en) | Observation method of foundation settlement based on liquid level difference | |
RU2780705C1 (en) | Permafrost meter | |
US5191787A (en) | Soil erodibility testing | |
Doyle et al. | Water flow through sediments and at the ice-sediment interface beneath Sermeq Kujalleq (Store Glacier), Greenland | |
Hayhoe et al. | Measurement of soil water contents and frozen soil depth during a thaw using time‐domain reflectometry | |
CN109763475B (en) | Tracking observation method for measuring rainfall infiltration coefficient of expansive soil body | |
Dornstädter | Leakage detection in dams–state of the art | |
RU2803567C1 (en) | Frost-depth meter | |
CN110847141B (en) | Slope gliding thrust calculation method based on deep displacement deformation monitoring | |
CN203365429U (en) | Water balance testing device for sloping field | |
Hassan et al. | Indiana subdrainage experience and application | |
Herkelrath et al. | Long-term monitoring of soil-moisture in a harsh climate using reflectometer and TDR probes | |
JP7466883B1 (en) | Rainfall-induced landslide monitoring and early warning method and system | |
JP7479656B1 (en) | Method and system for monitoring the infiltration coefficient of slope soil | |
Sharratt et al. | Frost depth | |
Berezovskaya et al. | Measuring snow water equivalent for hydrological applications: part 1, accuracy of observations | |
CN216925849U (en) | Long-term ground temperature monitoring devices |