Способ регистрации движений грунта или сооружения

 

Изобретение относится к сейсмологии , а именно к регистрации сильных движений, и может быть использовано для определения поступательных перемещений и поворотов грунтов или сооружений. Цель - расширение области использования способа путем обеспечения регистрации поворотов. Способ; предполагает одновременную регистрацию показаний двух маятников сейсмографа , одновременное восстановление сигналов на входе сейсмографа, преобразование восстановленных сигналов и измерение поступательных перемещений и поворотов основания сейсмографа . В сейсмографе устанавливают дополнительный маятник, колеблющийся в той же плоскости и имеющий ту же ось чувствительности, что и основной маятник , одновременно регистрируют показания двух маятников сейсмографа, g затем восстанавливают сигналы на входе сейсмографа, совместно преобразуют восстановленные сигналы первого и вто рого маятников и раздельно измеряют поступательные смещения и повороты грунта. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 Ч 1/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 4136966/31-25 (22) 20.10.86 (46) 07.11.88. Бюл. 11р 41 (71) Институт физики Земли им. О.ЮеШмидта (72) В.М.Грайзер (53) 550.834(088.8) (56) Харлы Д.А. и др . Сейсмоприемники

ВБП-5 для раздельной регистрации линейных перемещений и поворотов, В кн. . Сейсмические приборы, вый. 5.

М.: Наука, 1969, с. 51-66.

Грайзер В.М. Истинное движение почвы в эпицентральной зоне. — М.:

ИФЗ АН СССР, 1984, с. 27-42. (54) СПОСОБ РЕ1 ИСТРАЦИИ ДВИЖЕНИЙ ГРУН"

ТА ИЛИ СООРУЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к сейсмологии, а именно к регистрации сильных движений, и может быть использовано для опредепения поступательных перемещений и поворотов грунтов или

„.SU 4 6081 А1 сооружений. Цель — расширение области использования способа путем обеспечения регистрации поворотов. Способ; предполагает одновременную регистрацию показаний двух маятников сейсмографа, одновременное восстановление сигналов на входе сейсмографа, преобразование восстановленных сигналов и измерение поступательных перемещений и поворотов основания сейсмографа. В сейсмографе устанавливают дополнительный маятник, колеблющийся в той же плоскости и имеющий ту же ось чувствительности, что и основной маятник, одновременно регистрируют показания двух маятников сейсмографа, О затем восстанавливают сигналы на входе сейсмографа, совместно преобраврмт (/) восстановленные сигналы первого и вто С рого маятников и раздельно измеряют поступательные смещения и повороты Д грунта. 2 ил.

14 3608 1 у" +2 Я D

y +2Я Э У +(д 2у = -Va(zè+1Ф ) (1) 30 где у - амплитуда колебаний маятника ков 1 и 2; у,у"- соответственно первые и вторые производные по времени, Q — угловые частоты их собстьл венных колебаний, .

D - затухания, 1 — приведенные длины маятниt,2 ков;

V, - увеличения.

Знак минус во втором уравнении системы соответствует схеме установки маятников на фиг. 1, а знак плюс схеме на фиг. 2.

Обозначая

Z(t)+1,oi(t) = F,(t);

Z(t) )- 12<(t) Г () тогда

t

F, (t) =-() /V, ) (y, +2(a,D, f y, аЕ +

1ь о

°,)), " ); а)у t

Ft(t)=-()/Ч ) (у +2о )) f ytdt

+t) ff у ю ) (2) оо

Изобретение относится к сейсмологии, а именно к регистрации сильных движений, и может быть использовано для определения поступательных пере5 мещений и поворотов грунтов или сооружений в ближней зоне землетрясений и взрывов.

Целью изобретения является расширение области использования способа 10 за счет обеспечения регистрации поворотовв.

На фиг. 1 и 2 показаны схемы установки маятников.

Маятниковые датчики 1 и 2, имеющие одинаковые оси чувствительности

1 и перемещающиеся в параллельных плосКостях, устанавливают на общем основании по разные стороны (фиг. 1) либо с одной стороны (фиг. 2) от оси 20

;вращения .

Уравнения движения маятников 1 и 2 (фиг, 1 и 2) без учета поперечной чувствительности записываются следующим образом: 25

Интег рирование экспериментальной функции по времени приводит к накоплению систематических (длиннопериодных) погрешностей, Для их исключения применяют коррекцию нулевой линии.

В случае схемы на фиг. 1

VoL(t) = (F F ) / (1(+12) у

VZ(t) = (F, 1 +F 1, ) /(1,.+1 ), (3) где ()f,(t) — угол наклона;

Z(t) — перемещение грунта или сооружения.

В случае схемы на фиг. 2 (2 1 2

Z (t) = (F 1,-Р21,)/(1„-12). (4)

При этом 1 1„ и желательно, чтобы приведенные длины 1 и 12 различались существенно. При близких )( приведенных длинах следует использовать схему (фиг. 1) .

На выходе маятников 1 и 2 регистрируются сигналы у, и у (1), Затем по показаниям у, и у2, используя восстанавливающий фильтр, описываемый уравнением (2), определяют сигналы Z(t)+1,<(t) и Z(t)+1<(F„(e) . Различия между этими двумя сигналами связаны с двумя факторами: разница приведенных длин 1, и 1 и помехи (погрешности измерений), Для надежного выделения сигналов Z(t) и <(t) необходимо, чтобы различия между сигналами определялись разницей приведенных длин 1(и 12. Ошибка восстановления сигналов прямо пропорциональна уровню помех в сигналах у, и у

При уровне помех в каждом канале менее Оу5Х уровень ошибки восстановления в одном канале достигает 57.

Суммарная ошибка в двух каналов 8„82 не превосходит о = (),+ о . Таким образом, при использовании двух акселерометров со сравнительно низким динамическим диапазоном суммарная ошибка составляет после применения восстанавливающих фильтров менее 10Х.

Тогда при 257 различиях в приведенных длинах 1< и 1 сигналы Z(t) и ()f,(t) могут быть разделены.

Способ предполагает следующую последовательность операций: одновременно регистрируются показания двух

Способ регистрации движений грунта или сооружения, включающий установку двух маятниковых датчиков с одинаково направленными осями чувствительности, регистрацию и коррекцию их показаний, отличающийся тем, что, с целью расширения области использования способа за счет обеспечения регистрации поворотов, два маятниковых датчика с одинаковой при веденной длиной маятников устанавливают по разные стороны от общей оси вращения, либо с разными приведенными длинами, отличающимися не менее чем на 25%, раздельно регистрируют колебания каждого маятника, корректируют их и осуществляют суммирование.

143608 маятников сейсмографа, по их показаниям у, и у одновременно восстанавливаются сигналы F, (t) и Г (t) на выходе сейсмографа. В результате сов5 местных преобразований восстановленных сигналов F< и F измеряют поступательные перемещенйя и повороты основания сейсмографа.

Схема расположения маятников (фиг. 10

1) позволяет определять вертикальные смещения Z(t) и повороты oc. (t) вокруг оси Х. Если повернуть всю систему так, чтобы маятники колебались в плоскости ZOY вокруг оси Y то регистрируются смещения x(t) и повороты 8(t) вокруг горизонтальной оси У, Если маятники колеблются в плоскости KOY вокруг оси Z то регистрируют смещения y(t) и повороты (1) вокруг вер- 2О тйкальной оси Z.

Формула изобретения

1436081

Составитель И.Маслов

Редактор H.Øóëëà Техред M.яндык Корректор М.Васильева

Заказ 5644/46

Тираж 522 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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