Устройство для измерения послойных деформаций грунта

 

(I1! 600385

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.07.75 (21) 2164218/29-33 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень ¹ 12 (45) Дата опубликования описания 13.04.78 (51) М. Кл. - G 01В 7/18

Е 02D 1/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 624.541.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. Н. Фролов и В. А. Докин (71) Заявитель

Северо-Кавказский государственный институт по проектированию водохозяйственного и мелиоративного строительства (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСЛОЙНЫХ

ДЕФОРМАЦИЙ ГРУНТА

Изобретение относится к измерительной технике для проведения в полевых условиях измерений и наблюдений за послойными деформациями грунта, преимущественно в основании гидротехнического сооружения.

Известно устройство для измерения послойных деформаций грунта по глубине, например индикатор деформаций грунта (ИДГ-1j, включающее трубу из диэлектрического материала, марки, датчики, размещенные на специальной мерной ленте (1).

Недостатком устройства является то, что ему необходим непосредственный доступ и устью скважины механизма, обеспечивающего подачу мерной ленты в скважину, и получение сведений о высотном Hollo>I cllH» датчика.

Наиболее близким техническим решением является устройство для измерения послойных деформаций грунта, вкл1очающее заполненную жидким агентом эластичную оболочку, а также марки и тягу, размещенные в эластичной оболочке, и измерительное приспособление (2). Недостаток устройства — низкая точность измерений.

Цель предлагаемого изобретения — повышение точности измерения.

Достигается это тем, что в описываемом устройстве для измерения послойных деформаций грунта, включающем заполненчу;о жидким агентом эластичную оболочку, марки и тягу, размещенные в эласти IHoiI оболочке, и измерительное приспособление, марки снабжены электрическими контактами, взаимодействующими с тягой, вьшолнсш1ой в виде направляющего стержня с контактными элементами на концах, H мерными проволоками, соединенными с источником тока, причем оди11 из контактных элементов подпружинен и раз10 мещен в смонтированной на конце направляющего стержня обо11ме.

На фиг. 1 изображено предложенное устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — мерка грунтовая, вид спереди; на фпг. 3 — то же, 15 вид сверху; на фиг. -1 — принципиальная схсма регистрирующего устройства.

Устройство для измерения послойных деформаций грунта содержит мерные проволоки 1, выполненные из материала с высоким

20 удельным электрическим сопротивлением, например из нпхрома, диаметром 0,1 мм, заключенные между марками в гибкой оболочке 2 с антпкоррозийным материалом, например техническим вазелином.

2 Для повышения надежности и точности измеренш1 в сложны.: гидрогсолог1111еских условиях в устройстве установлено две одинаковыс проволоки.

Концы мерных проьолок 1 неподвижно за30 креплены в верхней 3 и нижней 4 опорных

600385

KoHTBKTklblx гp)iïïBK на напр авляlощем стержне 5.

Скользящие контакты 6, установленные на марках 7, обеспечивают непрерывньш электрический контакт с каждой мерной проволокой 1 при относительном перемещении проволоки и марки, и соединены гибкими проводами с регистрирующим устройством фиг. 4.

Марка 7 грунтовая (см. фиг. 2 и 8) состоит из корпуса, изготовленного из диэлектрического материала, например стеклотскстолита плп гетинакса.

11ижний конец направляющего стержня 5 с нижней 4 опорной контактной группой помещен в стакан-обойму 8 и поддерживается пружиной 9, а верхний конец снабжен шаровым шарниром 10, который предназначен для уменьшения влияния перекосов вышележащей конструкции.

Пружины 11 закрепляют марку на уровне исследуемого слоя и способствуют ее ckIH poHному перемещению.

Установка у стройства производится с учетом непосредственного контакта шарового шарнира 10 с сооружением, в основании которого измеряют деформации, а стержень 5 в стакане-ооойме 8 вводится в крайнее верхнее пол о же п не.

Марки устанавливают в массиве грунта на заданном уровне и перемещаются вмесге с исследуемым слоем грунта.

Пружины 11 и l2 фиксируют марку па уровне исследуемого слоя и способствуют и. синхронному перемещению вместе с подвижным стержне 5 через отверстие 13, образованное в марках. На фиг. 4 показано регистрирующее устройство, включающее сопротивления

14 и 15, гальванометр 16 и компенсирующее сопротивление 17, источник тока 18. Работа устройства заключается в следующем.

Пространство между марками заполняется ранее извлеченным грунтом с доведением сгo плотности до близкой к естественной, 11ровода от скользящих контактов 6 марки

7 выводятся на поверхность к регистрирующему устройству.

Первоначальное положение марок устанавливается Но нулевому показанию пндHKBTOра 16.

В процессе развития вертикальных деформаций, сооружение оседая, подвигает стержень о и опорные контакты группы 3 и 4, связанные с каждой мерной проволокой I, протягивая ее через контакты 6 марок 7.

Слои грунта, находящиеся между подошвой сооружения и маркой, деформируются, изменяя тем самым соотношение длин, а значпг и сопротивлений, верхнего и нижнего отрезков каждой мерной проволоки по отношению к марке.

При деформировании вышележащих слоев грунта, направляющий стержень 5 и нижняя опорная контактная группа 4 постепенно заходят в полость стакана-обоймы 8 с пружиной

60 б5

9, которая препятствует самопроизвольному погружению направляющего стержня.

1.i.вменением соотношения сопро гивленпй H компенсирующих плечах I l u Iv моста доо1.ваются ус1ранения тока в цепи гальваномегpB Ib. 1о шкале у компенсирующе о сопротивления, отградуировапнон в линепных величинах, определяют величину смещения HTII величину послоиных деформации основания

coop)iæcHèÿ, например В миллихlетрах каждои. 1олное сопротивление каждой мерной проволоки складывается из сопротивлений и i o. ри изменении соотношения сопротивлений (I+ верхнего и 15 нижнего) отрезков каждой мернои проволоки в плечах мостика нарушается равновесие и через гальванометр Ib C центральным положением i казательноп стрелки протекает ток, вызывая отклонение cTpeлки, что и фиксируется визуально или автоматически через самописец. изменяя сопротивления компенсирующего сопротивления 1/, добиваются восстановления равновесия, т. е. отсутствия электрическо1.о гока в цепи гальванометра 16. Ilo заранее olграду нрованной шкале у компенспр ющего сопротивления !7 определяют степень рассогласования плеч мостика, т. е. велп1ипу Нсрс мещения скользящего контакта груптовоп марки вдоль каждой мерной проволоки. помощью предлагаемого у строиства можНо получить карпшу д формирования основания, например развитие просадочных деформаций в основаниях гидротехнических сооружений под сплошным coop)жением оез не 1осредственного доступа к мест измерения.

Это избавляет от устройства смотровых скважин, создания значительного количества армированных скважин (в случае с глуб1шными марками и у стройством механических тяг).

11редложенное устройство позволяет производить детальные измерения в труднодост)Hных местах, например под бетонным сооружением, и обеспечивает дистанционную регистрацию деформаций и безопасность при измерениях, так KBK измерительный пульт удален от исследуемого сооружения.

В предложенном устройстве возможно создание автоматического сопоставления величин послойных деформаций с величиной оощей деформации исследуемой активной зоны в основании сооружения путем сопоставления измерения сопротивлений соответствуюших участков каждой мерной проволоки.

Опытный образец устройства изготовлен и

ipoxoIIIIT испытания.

1ехнико-экономический эффект оТ применения предлагаемого устройства по сравненгпо с сетью глубинных реперов с механическими тягами для наблюдения за послойными деформациями грунта через один метр на глуоину 15 м выражается в размере около 1 тыс. рублей (при разовом применении), 600385

Формула изобретения

Е 7

Дуг 2

Составитель В. Латушкин

Редактор А. Осочников Техред H. Рыбкина Корректор Л. Брахнина

Заказ 407 3 Изд ¹ 353 Тираж 892

НПО Государственного кочитста Совета Министров СССР по девам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4, 5

Подписное

Типографии, пр, Сапунова, 2

Устройство для измерения послойных деформаций грунта, включающее заполненную жидким агентом эластичную оболочку, а также марки и тягу, размещенные в эластичной оболочке, и измерительное приспособление, отл и ча ющееся тем, что, с целью повышения точности измерений, марки снабжены электрическими контактами, взаимодействующими с тягой, выполненной в виде направляющего стержня с контактными элементами на концах, и мерными проволоками, соединенными с источником тока, причем один из контактных элементов подпружинен и размещен в смонтированной на конце направляющего стержня обойме.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мельников Б. Н. и др, Прибор для измерения послойных деформаций грунта. Ж.

«Основания, фундаменты и механика грун10 тов». Серия I, 1968, с. 10, 2. Авторское свидетельство СССР ¹414479, кл. G 01В 5/30, 1971.