SU968163A1 - Способ определени количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах - Google Patents
Способ определени количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах Download PDFInfo
- Publication number
- SU968163A1 SU968163A1 SU803008244A SU3008244A SU968163A1 SU 968163 A1 SU968163 A1 SU 968163A1 SU 803008244 A SU803008244 A SU 803008244A SU 3008244 A SU3008244 A SU 3008244A SU 968163 A1 SU968163 A1 SU 968163A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- temperature
- sample
- amount
- heat
- soil
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
(5) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА
НЕЗАМЕРЗШЕЙ ВОДЫ В МЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ
1
Изобретение относитс к строительству и может быть использовано при инженерных изыскани х и проектировании зданий и сооружений.
Известен способ определени количества незамерзшей воды в иссле-. .дуемом материале по его электрическим свойствам f 1 .
Недостатком этого способа вл етс зависимость электрическог- параметра материала не только от влагосодержани , но и от температуры образца.
Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс способ определени количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах, включающий нагревание предвари тельно замороженного образца грунта и непрерывное измерение температуры образца, при оттаиванииг 2 J.
Недостатком известного способа вл етс то, что его однократное
применение позвол ет определить количество незамерзшей воды в мерзлых грунтах Уц(Т) только при одной определенной температуре. Однако величина W (т) существенно зависит от температуры, уменьша сь при ее понижении вплоть до температуры Ту, ниже которой Wjj практически не измен етс (фиг. 1). Поэтому при определении количества незамерзшей
10 воды Wj(T) в диапазоне отрицательных температур этим калориметрическим способом оттаивание грунта приходитс проводить не менее п ти раз с соответствующей подготовкой иден15 тичных образцов. Это влечет за собой большую длительность замера количества незамерзшей воды W(T) и невысокую точность .определени фазового состава воды,св занную с естест20 венным разбросом свойств разных образцов,
Claims (2)
- Цель изобретени - сокращение времени замера и повышение точности определени фазового состава воды. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу, определени количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах, включающем нагревание, предварительно замороженного образца грунта и непрерывное измерение температуры образца при оттаивании, замораживание образца грунта производ т до температуры, при которой стабилизируетс количество, незамерзшей воды, выдерживают при этой температуре 3- ч, а при оттаивании образца мерзлого грунта непрерывно регистрируют количество тепла, затраченного на его нагревание, и фазовый переход влаги до температуры образца , затем измер ют суммарную влажность образца и на основе полученных данных определ ют непрерывную зависимос количества тепла от температуры, а K личество незамерзшей воды определ ют по формуле - ОТ г(M-r ГЛТ w..,(T)-e | Wo bQe 4cat)Q+d) И . .З. где WjT) -количество незамерзшей ЬЗ воды, п.е.; -температура, С; суммарна влажность образца , д.е.; количество тепла, затраченного на нагревание системы грунт-вода-лед и фазовый переход влаги; удельна теплоемкость воды, Дж/кг град; удельна теплоемкость льда, Дж/кг град, удельна теплоемкость сухого грунта, Дж/кг гра -открыта теплота плавлени льда, Дж/кг; -объем образца, мЗ; -объемна масса скелета грунта, кг/м. На фиг. 1 приведен график количества незамерзшей воды; на фиг. 2 устройство , реализующее способ, на фиг. 3 - динамика и енени температуры Т и количества тепла Q при оттаивании мерзлого грунта. Устройство содержит образец 1 грунта, помещенный в. камеру 2 из теп лоизол ционного материала, снабженную датчиками температуры 3 и теплового потока k. Способ стпределени количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах осуществл ют следую1цим образом. Образец 1 помеи1ают в камеру 2, охлаждают его до температуры То, ниже которой фазовый переход практически не происходит (дл большинства грунтов, встречаю1цихс на практике, Т не меньше ). Образец выдерживают при этой температуре З- ч (за это врем заканчиваютс реалаксационные процессы, возникающие при промерзании} . Далее камеру с грунтом помещают в среду с положительной температурой. Образец начинает нагреватьс , при этом с помощью электроизмерительных приборов производ т запись показаний датчика температурь 3 и теплового потока . Таким образом получают данные об изменении во времени температуры Т и количества тепла, затраченного на нагревание системы грунт-вода-лед и фазовый переход влаги. Когда температура образца 1 достигнет 0°С, образе11 вынимают из камеры 2 и стандартным весовым способом определ ют влажность WQ.. Затем на основе данных изменени температуры образца Т и количества тепла, а при оттаивании грунта получают.непрерывную зависимость П(Т) и результаты измерений обрабатывают по формуле, вывод которой представлен ниже. Уравнение теплового баланса дл рассматриваемого образца грунта имеет следующий вид. di где t - врем , с; с - удельна теплоемкость грунта, ккал/кг град. Известно соотношение дл теплоемкости мерзлого грунта С.;-Сгр & мг - л. где L - льдистость грунта, д.е., которое с учетом того, что . принимает следующий вид C--Cr.p + (C6-Cд). На фиг. 3 изображена динамика изменени температуры Т и количества тепла Q при оттаивании мерзлого грунта . Температура Т при этом процессе монотонно увеличиваетс .Это позвол ет с учетом уравнени теплового баланса и последнего соотношени запи сать уравнение дл функции W (Т) , . ат ° Решение этого уравнени с условием ч, АчоЪ Wp имеет вид : -ICbfd ) ц(т)--е . Дл того, чтобы использовать эту формулу при T const (в этом случае неопределено dQ/dT), в правой части произведем интегрирование по ча Iст м. Окончательно расчетна формула принимает следующий вид %(T)--e- WotbQe° - J(abQtd)edT, Содержание льда и незамерзшей воды, т.е. фазовый состав влаги, в мерзлых грунтах предопредел ет их теплофизические и физико-механические свойства. Это, в свою, оче редь, обуславливает особенности стр ительства и эксплуатации инженерных сооружений на мерзлых грунтах. Способ можно примен ть дл быстрого замера количества незамерзшей воды W,J(T) , что позволит осуществить оперативное определение этой характери|СтИки дл большого количества образцов . Формула изобретени Способ определени количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах, включающий нагревание предварительно замороженного образца грунта и непрерывное измерение температуры образца при оттаивании, отлича ющийс тем, что, с цель:-) сокра щени замера времени и повышени точ ности определени фазового, состава воды, замороживание образца грунта 3« производ т до температуры, при которой стабилизируетс количество незамерзшей воды, выдерживают при этой температуре 3- ч, а при оттаивании образца мерзлого грунта непрерывно регистрируют количество тепла, затраченного на его нагревание, и фазовой температуры образпереход в/1аги до ца О с. затем из мер ют суммарную влажность образца и на основе полученных данных определ ют непрерывную зависимость количества тепла от температуры , а количество незамерзшей воды определ ют по формуле a)--e« VbQe l(abQfale°dTl и. J J. . где W (Т) - количество незамерзшей Ц , воды, д.е. Т - температура, °С; суммарна влажность образца , д.е., количество тепла,затраченного на нагревание системы грунт-вода-лед и фазовый переход влаги, Лж; удельна теплоемкость воды, Дж/кп град; удельна теплоемкость сухого грунта, Дж/кг. градудельна теплоемкость льда, Дж/кг. град; скрыта теплота плавлени льда, Дж/кг; объем образца, м ; объемна масса скелета грунта, кг/м. Источники информации, рин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 197223, кл. г, 01 N 25/02, 1966.
- 2.Ершов Э.Д. и др. фазовь|й сое- . ав влаги в мерзлых породах. М., зд-во МГУ, 1979, с. 189.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU803008244A SU968163A1 (ru) | 1980-11-24 | 1980-11-24 | Способ определени количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU803008244A SU968163A1 (ru) | 1980-11-24 | 1980-11-24 | Способ определени количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU968163A1 true SU968163A1 (ru) | 1982-10-23 |
Family
ID=20927559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU803008244A SU968163A1 (ru) | 1980-11-24 | 1980-11-24 | Способ определени количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU968163A1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2478196C1 (ru) * | 2011-09-12 | 2013-03-27 | Учреждение Российской академии наук - Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук | Способ определения содержания воздуха в мерзлом грунте |
RU2580316C1 (ru) * | 2015-04-17 | 2016-04-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ определения количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах |
RU2592915C1 (ru) * | 2015-06-20 | 2016-07-27 | Федеральное государственное бюджетное Учреждение науки - Институт мерзлотоведения им.П.И.Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук | Способ определения количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах |
RU2654832C1 (ru) * | 2017-06-21 | 2018-05-22 | Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий" | Способ определения содержания незамерзшей воды в мерзлых грунтах |
CN117990889A (zh) * | 2024-04-03 | 2024-05-07 | 西南石油大学 | 一种确定非饱和土未冻水含量的方法 |
-
1980
- 1980-11-24 SU SU803008244A patent/SU968163A1/ru active
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2478196C1 (ru) * | 2011-09-12 | 2013-03-27 | Учреждение Российской академии наук - Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук | Способ определения содержания воздуха в мерзлом грунте |
RU2580316C1 (ru) * | 2015-04-17 | 2016-04-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ определения количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах |
RU2592915C1 (ru) * | 2015-06-20 | 2016-07-27 | Федеральное государственное бюджетное Учреждение науки - Институт мерзлотоведения им.П.И.Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук | Способ определения количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах |
RU2654832C1 (ru) * | 2017-06-21 | 2018-05-22 | Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий" | Способ определения содержания незамерзшей воды в мерзлых грунтах |
CN117990889A (zh) * | 2024-04-03 | 2024-05-07 | 西南石油大学 | 一种确定非饱和土未冻水含量的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cleland et al. | A comparison of methods for predicting the freezing times of cylindrical and spherical foodstuffs | |
Ritchie | Model for predicting evaporation from a row crop with incomplete cover | |
EP3014205B1 (en) | Method for monitoring and controling a freeze drying process using surface heat flux measurement | |
RU2592915C1 (ru) | Способ определения количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах | |
Ramaswamy et al. | A review on predicting freezing times of foods | |
CN104792818A (zh) | 将土中水相变潜热进行能量替代的黏土冻结阶段比热计算方法 | |
Fleming | Calorimetric properties of lamb and other meats | |
Fredlund et al. | Use of a new thermal conductivity sensor for laboratory suction measurement | |
SU968163A1 (ru) | Способ определени количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах | |
Soons et al. | Observations on the growth of needle ice | |
Hayes et al. | Prediction of local cooling rates and cell survival during the freezing of a cylindrical specimen | |
Sun et al. | Experimental study of simultaneous heat and moisture transfer around single short porous cylinders during convection drying by a psychrometry method | |
Sabbah et al. | Simulation of solar drying of shelled corn using the logarithmic model | |
SU1127945A1 (ru) | Способ определени количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах | |
US20150226617A1 (en) | Using in-process heat flow and developing transferable protocols for the monitoring, control and characerization of a freeze drying process | |
RU1837215C (ru) | Способ определени теплоты фазового перехода св занной воды в мерзлых грунтах | |
SU855462A1 (ru) | Способ определени количества незамерзшей воды в засоленных мерзлых грунтах | |
CHUNG et al. | Freezing time modeling for small finite cylindrical shaped foodstuff | |
Taylor et al. | Heat capacity and specific heat | |
RU2034110C1 (ru) | Способ определения количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах | |
RU139913U1 (ru) | Установка для определения незамерзшей воды в мерзлых грунтах | |
Herington et al. | 46. The automatic recording of freezing-point curves | |
JPH04110747A (ja) | 多孔質材料の耐凍害性測定装置 | |
RU2339024C2 (ru) | Способ определения фазового состава воды в дисперсных средах при отрицательных температурах | |
SU621993A1 (ru) | Способ определени количества замерзшей и незамерзшей влаги в капилл рно-пористых материалах |