Устройство для записи деформаций грунта

 

Изобретение относится к области изучения динамики взрывных процессов в грунтах и может быть использовано для записи деформаций в грунтах при распространении взрывной или сейсмической волны. Цель изобретения - повышение точности определения деформированного состояния элементарного объема грунта за счет одновременного измерения в нем шести компонент тензора деформаций. Устройство дополнительно снабжено пятью взаимосвязанными .узлами с преобразователями и схемами регистрации, два из которых расположены взаимно перпендикулярно с основным измерительным узлом и между собой, а остальные три расположены на осях первых трех измерительных узлов с возможностью поворота их опорных элементов относительно зтих осей. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. € (Л :о 35 :

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111 (М4 С 01 V 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ j

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .:,., "1 (21) 4092668/31-25 (22) 22.07.86 (46) 30.12.87. Бюл. И 48 (71) Институт геофизики им. С.И.Субботина (72) П.Ç.Луговой и Ю.А.Писарев (53) 550.83(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 556396, кл. G О! Ч 1/16, 1973.

Авторское свидетельство СССР

1(934408, кл. G 01 V 1/16, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПИСИ ДЕФОРМАЦИЙ ГРУНТА (57) Изобретение относится к области изучения динамики взрывных процессов

s грунтах и может быть использовано для записи деформаций в грунтах при распространении взрывной или сейсми. ческой волны. Цель изобретения — повышение точности определения деформированного состояния элементарного объема грунта за счет одновременного измерения в нем шести компонент тензора деформаций. Устройство дополнительно снабжено пятью взаимосвязанными .узлами с преобразователями и схемами регистрации, два из которых расположены взаимно перпендикулярно с основным измерительным узлом и между собой, а остальные три расположены на осях первых трех измерительных узлов с воэможностью поворота их опорных элементов относительно этих осей. 1 э.п. ф-лы, 4 ил.

1r

30

40

50

1 13

Изобретение относится к изучению динамики взрывных процессов в грун ТВх.и может быть использовано для записи деформаций в грунтах при распрострайении взрывной или сейсмической волны.

Цель изобретения — повышение точности за счет одновременного измерения шести независимых компонент тензора деформаций.

На фиг.1 изображена схема элементарного объема грунта с действующими на него напряжениями и возникающими при этом деформациями; на фиг.2 — устройство, общий вид; на фиг.3 — разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 — разрез Б-Б на фиг.2.

Устройство для записи деформаций грунта содержит шесть измерительных узлов 1-6. Первые три измерительных узла выполнены в виде трех пар опорных элементов 7-12. Опорные элементы

7,8 и !1, 12 жестко связаны соответственно со штоками 13, 14 и 15, 16, на неметаллических концах которых закреплены пружинные токосъемники

17,18 и 19, 20, расположенные внутри втулок 21 и 22 с пазами 23, 24 и взаимодействующие с реостатными катушками 25 и 26, навитыии на втулки

2) и 22, размещенные внутри опорных элементов 9, 10, которые являются одновременно и корпусами соответственно измерительных узлов 1 и 3. На опорном элементе 9 жестко закреплен шток 27 со шпонкой 28, взаимодействующий с направляющим пазом крышки 29 корпуса 30, который жестко закреплен на опорном элементе 10.

На неметаллическом конце штока 27 закреплен пружинный токосъемник 31, расположенный внутри втулки 22 с пазом 33 и взаимодействующий с реостатной катушкой 34, навитой на втулку

32, размещенную внутри корпуса 30, На корпусах 9 и 10 измерительных узлов 1 и 3, а также íà корпусе измерительного узла 2 установлены соответственно измерительные узлы 4, 6 и

5, при этом сопротивления 35, 36 и

37 их преобразователей размещены в пазах этих корпусов.

Измерительные узлы 4 и 6 выполнены в виде поворотных опорных элементов

38 и 39, закрепленных на коаксиаль но расположенных гильзах 40 и 41, внутри которых на неметаллических пластинах установлены пружинные токо

63101 2 съемники 42 и 43, взаимодействующие с сопротивлениями 35 и 36 преобразо,вателей.

Измерительный узел 5 выполнен в виде поворотного опорного элемента

44, закрепленного на коаксиальной гильзе 45, внутри которой на неметаллической пластине установлен пружинный токосъемник 46, взаимодействующий с сопротивлением 37 преобразователя.

Пружинные токосъемники 17-20, 31 и реостатные катушки 25, 26, 34 связаны с регистратором, снабженным стационарными мостиковыми схемами

47-49. Пружинные токосъемники 42, 43 и 46 поворотных опорных элементов 38, 39 и 44 и сопротивления 35 — 37 преобразователей также связаны с регистратором, снабженным стационарными мостиковыми схемами 50-52.

Устройство работает следующим образом.

B элементарный объем грунта устанавливают устройство, располагая его опорные элементы согласно схеме (фиг. 1), и затрамбовывают их ранее вынутым грунтом до плотности, соответствующей естественной плотности грунта.

При распространении в грунте взрывной волны элементарный объем грунта, в котором находится устройство, деформируется и перемещается под действием напряжений, создаваемых волнами. Напряженное состояние элементарного объема грунта (фиг.)) описывается следующими компонентами тензора напряжений (учитывается, что для грунта выполняется закон парности касательных напряжений):б „,6>, ну Окг

Под действием напряжений „ происходит смещение опорных элементов 9 и 10 друг относительно друга. При этом штоку 27 придается линейное перемещение, и пружинный токосъемник

31, перемещаясь по реостатной катушке 34, производит разбаланс мостиковой схемы 49, ток разбаланса поступает на гальванометр, производя запись деформаций по оси Х на осциллографе.

Под действием напряжений б про1 исходит смещение опорных элементов ? и 8, при этом штокам 13 и 14 придается линейное перемещение, пружинные

Таким образом, осциллограф записываетт одновременно шесть независимых компонент тенэора деформаций.

1. Устройство для записи деформаций грунта, содержащее первый измеритель линейных перемещений, выполненный в виде двух опорных элементов со штоками, установленными в корпусе с возможностью перемещения вдоль его оси, с преобразователем,соединенным со схемой регистрации, о тл и ч а þ ù е е с я тем, что, с целью повышения точности эа счет одновременного измерения шести независимых компонент тенэора деформаций, оно дополнительно снабжено вторым и третьим измерителями линейных перемещений и тремя измерителями поворотов с преобразователями, соединенными со схемами регистрации, причем второй и третий измерители линейных переме. щений расположены взаимно перпенди-. кулярно между собой и с первым, а измерители поворотов содержат опорные элементы, закрепленные на гильзах, установленных на корпусах измерителей линейных перемещений с возможностью поворота относительно их осей, при этом третий измеритель линейных перемещений выполнен идентично первому, а второй содержит шток, жестко связанный с корпусом первого с возможностью перемещения в пазу своего корпуса, жестко соединенного с корпусом третьего измерителя линейных перемещений.

2. Устройство по п. 1,. о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что преобразователи измерителей поворотов вы45 полнены в виде сопротивлений, установленных на корпусах измерителей линейных перемещений, свяэ анных пру1 жинными токосъемниками с гильзами опорных элементов измерителей пово5р ДОТОВе з 1363101 4 токосъемники 17 и 18> перемещаясь по ре о ст ат ной катушке 25, производят разбаланс мостиковой схемы 47, и ток разбаланса поступает на гальванометр, производя запись деформации по оси Ф о р м у л а и s о б р е т е н и я на осциллографе.

Под действием напряжений б происходит смещение опорных элементов 11 и 12, при этом штокам 15 и 16 придается линейное перемещение, пружинные токосъемники 19 и 20, перемещаясь по реостатной катушке 26, производят разбаланс мостиковой схемы 48, и ток раэбаланса поступает на галь- )5 ванометр, производя запись деформации по оси Z на осциллографе.

Так как шток 27, который жестко закреплен на опорном элементе 9, снабжен шпонкой 28, взаимодействую- 2р щей с направляющим пазом крышки 29 корпуса 30, который жестко закреплен на опорном элементе 10, то измери— тельные узлы 1,2, 3 одновременно из меряют линейную деформацию по трем 25 взаимно перпендикулярньм направлениям.

Под действием касательных напряжений б„„и б „„соответственно поворачиваются относительно осей У и Z опорные элементы 38 и 39. Углы их по- 3р ворота („ и щ„„ регистрируются эа счет углового перемещения пружинных токосъемников 42 и 43 по сопротивлениям 35 и 36 преобразований, в ре— зультате чего происходит разбаланс мостиковых схем 50 и 51 и .ток разбаланса поступает на гальванометр, производя запись соответствующих деформаций Я„ и E на осциллографе. Под действием касательного напряжения .4р с поворачивается относительно оси цх Х опорный элемент 44. Угол поворота („ регистрируется за счет углового .перемещения пружинного токосъемника

46 по сопротивлению 37 преобразователя, в результате чего происходит разбаланс мостиковой схемы 52 и ток разбаланса поступает на гальванометр, производя запись .деформаций С на осциллографе.

1363101

Фиг. Л

Составитель Д.Заргарян

Редактор М.Циткина Техред M.Äööûê Корректор А,Обручар

Заказ 6400/35 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4