SU1122918A1

SU1122918A1 - Устройство дл определени физических характеристик мерзлых грунтов

Info

Publication number: SU1122918A1
Application number: SU823408029A
Authority: SU
Inventors: Александр Михайлович Культиков; Анатолий Гермагентович Зуев; Федор Федорович Браузман; Геннадий Петрович Клюшин
Original assignee: Тюменский государственный научно-исследовательский и проектный институт природных газов
Priority date: 1982-02-01
Filing date: 1982-02-01
Publication date: 1984-11-07

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ «МЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ, включакицее корпус с жидкостью , капилл р, плавающий элемент, установленный по оси корпуса с образованием кольцевого канала с возможностью возвратно-поступательного перемещени в вертикальной плоскости, корзинку дл образда, присоединенную к нижней части плавающего элемента.,и уплотнение, размещенное в верхней части корпуса, отличающеес тем, что, с, целью повышени точности определени за счет возможности учета дополнительного воздуха, наход щегос в жидкости, оно снабжено размещенной коаксиально внутри плавающего элемента дополнительной трубкой, укрепленной на внутренней его стенке над корзинкой а дно корзинки выполнена из воздухонепроницаемого материала . to 1C OD

Description

Изобретение относитс к области полевых и лабораторных исследований физических свойств мерзлых грунтов.

Известен способ одновременного определени на одном образце мерзлого грунта значений объемного веса, суммарной влажности и суммарной относительной льдистости путем взвешивани . Способ заключаетс в том, что в сосуд с водой, имеющий сливное отверстие, помещают образец мерзлого грунта. Определ ют вес мерного сосуда с определенным объемом воды до и после размещени образца. Сливают воду до сливного отверсти , взвешивают сосуд с мерзлым грунтом, протаивают грунт, доливают воду до сливного отверсти и снова взвешивают Cl

Недостатком этого способа вл етс то, что, способ не позвол ет точно измерить объем льда в образце , так как смещение уровн воды в сосуде после протаивани происходит как за счет фазового перехода льда в воду, так и за счет вьаделени газовой фазы из самого грунта и воздуха, абсорбированного вводе. Неучет газовой фазы и постороннего воздуха приводит к завьшенным значени м льдистости и влажности грунтов.

Известно устройство дл определени физических характеристик мерзлых грунтов, включающее корпус с жид костью, капилл р, плавающий элемент, установленный по оси корпуса с образованием кольцевого канала с возможностью возвратно-поступательного перемещени в вертикальной Ш1оскости корзинку дл образца, присоединенную к нижней части плавающего элемента , и зтлотнение, размещенное в верхней части корпуса 2 J.

Недостатком известного устройства вл етс низка точность определени льдистости и газосодержани образца мерзлого грунта, обусловленна тем, что сбор и измерение объема вьщёлившегос газа осуществл ют в кольцевом зазоре между мерным цилинд .ром и плавающим элементом. Точность измерени объема газа определ етс площадью сечени кольцевого зазора.

Кроме того, конструкци прибора такова, что в кольцевой зазор собираетс газ, вьщел ющийс как из образца , так и из рабочей жидкости.

а также газ, наход щийс , на внутренней поверхности стенок устройства.

Недостатком устройства вл етс также трудность установлени и подджани определенного рабочего объема сосуда при проведении герметизации путем перемещени и фиксации в определенном положении крьш1ки.

Целью изобретени вл етс повышение точности определени за счет возможности учета дополнительного воздуха, наход щегос в жидкости .

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство, включающее корпус с жидкостью, капилл р, плавающий элемент, установленный по оси корпуса с образованием кольцевого канала с возможностью возвратно-поступательного перемещени в вертикальной плоскости, корзинку дл образца, присоединенную к нижне части плавающего элемента, и уплотнение , размещенное в верхней части корпуса, снабжено размещенной коаксиально внутри плавающего элемента пополнительной трубкой, укрепленной на внутренней его стенке над корзинкой, а дно корзинки выполнено из воздухонепроницаемого материала . .

На фиг.1 изображена обща схема устройства; на фиг.2-5 - различные положени плавающего элемента в процессе проведени определений.

Устройство состоит из корпуса 1 с жидкостью, плавающего элемента 2,расположенного с возможностью возвратно поступательного перемещени в вертикальной плоскости, в корпусе с образованием кольцевого канала 3, корзинки 4, присоединенно к нижней части плавающего элемента 2, капилл ра 5, подсоединенного к корпусу 1, уплотнени 6 дл герметизации зазора между корпусом и плавающим элементом и одновременно дл фиксации плавающего элемента, сливного крана 7, дополнительной . трубки 8 с краном 9, укрепленной на внутренней поверхности плавающего элемента 2. Образец мерзлого грунта 10 размещаетс в корзинке 4. Плавающий элемент 2 в нижней части имеет конусность, переход щзто в дополнительную трубку 8. Пространства в капилл ре 5, в корпусе 1 и дополнительной трубке В сообщаютс

3

между собой. Трубка 8, корпус 1 и капилл р 5 снабжены шкалами (не обозначены).

Дл определени физических характеристик выполн ютс следующие операции: в корпус 1 заливаетс рабоча жидкость, например вода.

8корпус 1 вставл етс плавающий элемент 2 с корзинкой 4 и измер етс величина погружени плавающего элемента 2- р и уровень жидкости НдСфиг.); плавающий элемент с корзинкой извлекаетс , в корзинку укладываетс образец мерзлого грунта

10, затем плавающий элемент 2 с корзинкой 4 снова вставл етс в корпус

1и измер етс величина погружени плавающего элемента Р и уровень жидкости Н (фиг.2)} кольцевой канал 3 между плавающим э,лементом

2и корпусом 1 герметизируетс уплотнением 6. При помощи крана

9герметизируетс трубка 8. Измер етс уровень Н-. С этой позшр и грунт оттаивает, а выдел ющийс

газ собираетс в трубке 8. Измен етс уровень жидкости в капилл ре 5 за счет уменьшени объема льда при фазовом переходе (фиг.З). После протаивани измер ютс уровни , li и 2 в капилл ре 5 и трубке 8 (фиг.4), плавающий элемент 2 освобождаетс от уплотнени 6, открываетс кран 9 и измер етс величина погружени плавающего элемента 2 с отта впшм грунтом Р (фиг.5). По этим данным рассчитьшаютс объем образца до протаивани

JT(

21 /j2 ,2

(гМ-(Рг-.),

05

вес образца до протаивани

Pc cA/P-Pl-tir Vr - о) ж о5

объем газа в поровом пространстве

тр :i7oir , (VM

го рт

«т

1229184

объем- льда в образце

f ,

({

5 незамерзщей

V .

вес скелета образца грунта

РС (РЗ-РО) .

По известным формулам вычисл ютс объемный вес образца мерзлого грунта, суммарна влажность, суммарна льдистость, газонасыщенность, количество незамерзшей воды и удельный вес грунта, где сЛ - цена делени шкалы при гидростатическом взвешивании у Тл Tg удельный вес жидкости, льда и воды, соответственно РО,, Тд, Р,Т - давление и температура газа в момент измерени в устройстве и в поровом пространстве на глубине залегани образца.

Преимущество предлагаемого уст ройства состоит в том, что объем газа измер етс в дополнительной трубке, где погрешность измерени уровн рабочей жидкости, а следовательно , ее объем газа значительно

5 ниже, чем в кольцевом канале. При герметизации кольцевого канала уровень жидкости в нем не измен етс при изменени х уровней в капилл ре и трубке. Это позвол ет точнее

0 измерить суммарный эффект понижени уровн за счет перехода льда в воду и вьщелени газа. Так как образен расположен близко к дополнительной трубке, а объем жидкости между

5 образцом и плавающим элементом минимален , то и минимально количество постороннего воздуха, которое попадает в мерную трубку. Посторонний воздух выдел етс и собираетс

0 в кольцевом зазоре, где измер етс его объем и учитываетс в расчетах.

Claims

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ, включающее корпус с жидкос- тью, капилляр, плавающий элемент, установленный по оси корпуса с образованием кольцевого канала с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости, корзинку для образца, присоединенную к нижней части плавающего элементами уплотнение, размещенное в верхней части корпуса, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения за счет возможности учета дополнительного воздуха, находящегося в жидкости, оно снабжено размещенной коаксиально внутри плавающего элемента дополнительной трубкой, укрепленной на внутренней его стенке над корзинкой, а дно корзинки выполнена из воздухонепроницаемого материала.

§ (Λ ю ю со