Устройство для измерения послойных деформаций грунта

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИСАНИЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. саид-ву— (22)Заявлено 19 ° 03 ° 80 (2() 289?484/29-33 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (5I)M. Кл.

Е 02 2) 1/00

3Ъвударстванный квмнтвт

СССР ао делам нэебретеннй н открытий

Опубликовано 30. 11 ° 81 Бюллетень № 44 (53) УДК 624.131 °

° 54(088.8) Дата опубликования описания 30 11.81 (72) Авторы изобретения

В.А. Докин и Е.А.Докин

Северо-Кавказский государственный институт по проектированию водохозяйственного и мелиоративного строительства (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСЛОЙНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ

ГРУНТА

Изобретение относится к строительству, а именно к технике для измерений и наблюдений за послойными вертикальными и горизонтальными деформациями грунта в полевых условиях, преимущественно в сложных гидрогеологических и эксплуатационных условиях, например, в основании гидротехнического сооружения.

Наиболее близким к предлагаемому

IO техническим решением является устройство для измерения послойных деформаций грунта, включающее заполненную жидким агентом эластичную оболочку и размещенные в ней марки с электрическими контактами, через которые пропущены мерные проволоки, связанные с измерительным приспособлением. Марки установлены на уровнях исследуемых горизонтов и при помощи специальных телескопичсских Йарнироа прикреплены к эластичной оболочке, наполненной жидкостью. Устройство устанавливается в специальную скважину в массиве грунта ° При изменении положения марки в грунте по отношению к соответствующей части подошвы сооружения или поверхности грунта происходит изменение длины мерной проволоки на участке сооружения "грун. товая марка, т.е. происходит изменение электрического сопротивленияотрезка мерной проволоки на участке грунтовая марка - подошва сооружения. Регистрация линейных вертикальных перемещений осуществляется косвенным путем через изменения сопротивлений участков мерной проволоки 1 ).

Однако, известное устройство, обе спе чи вая точные и змер ения. вертикальных деформаций, не позволяет измерять горизонтальные перемещения и угол поворота грунта в вертикальной плоскости.

Цель изобретения - обеспечение воэ" можности измерения горизонтальных

885427

3 деформаций и угла их поворота в вер" тикальной плоскости грунта.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения послойных деформаций грунта, включающем заполненную жидким агентом элас" тичную оболочку и размещенные в ней марки с электрическими контактами, через которые пропущены мерные проволоки, связанные с измерительным 10 приспособлением, каждая марка выполнена в виде пары эластичных колец, размещенных друг над другом и заполненных эпоксидной смолой, причем в плоскости каждого кольца, препенди- l5 кулярно друг другу установлены гибкие элементы с капиллярными канала-. ми, заполненными ртутью, причем концы каждого гибкого элемента связаны с соответствующим эластичным кольцом и вместе с центром пересечения гибких элементов соединены с мерными проволоками.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид, (продольный разрез), на фиг. 2 — узел 1 на фиг.1; на фиг.3разрез А-А на фиг. 2 (поперечный разрез ); на фиг. 4 - схема расчета угла поворота.

В эластичной оболочке 1 на уровнях исследуемых горизонтов устроены полые кольца 2, которые после установки оболочки и скважину и заполнения ее жидкостью, заполняются через штуцер 3 под давлением эпоксидной смолой с отвердителем. Внутри кольца,в горизонтальной плоскости по перпендикулярным диаметрам натянуты эластичные капилляры 4, нап4яненные ртутью 5.

Мерная проволока 6 проходит под прямым углом через капилляры в месте их скрещивания и .натянута под действием веса груза, прикрепленного к ее нижнему концу. Верхний конец проволоки закреплен .на поверхности. Внутри капилляров 4 обеспечивается непрерывный электрический контакт между ртутью 5 и проволокой 6. К концам капилляра 4 через контакты 7 прикреплены гибкие провода 8. К месту скрещивания капилляров 4. через контакт 9 Ю прикреплен гибкий провод 10. Второй ряд капилляров 11 располагается параллельно первому (4 ) на некотором расстоянии(например 1 см). Внутри капилляра 11 обеспечивается непре- 55 равный электрический контакт между ртутью 12 и проволокой 6. К концам капилляров 1 I через контакт 13 прикреплены гибкие провода 14. К месту скрещивания капилляров 11 через контакт 15 прикреплен гибкий провод 16. Концы проволоки 6 и гибкие провода 8,10,14 и 16 соединяются с измерительным устройством — омметром.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Вертикальные деформации измеряют по изменению сопротивлений отрезков мерной проволоки, эаключе IHblM между марками, или концом проволоки и марками. В процессе развития горизонтальных смещений и наклона массива грунта происходит искривление отвода скважины, а мерная проволока остается прямолинейной. Пример. Наклон массива грунта имеет место при развитии деформаций в блоках проседающего грунта за пределами источника увлажнения. Кольцо 2 перемещается вместе с грунтом на данном горизонте. Мерная проволока проходит через центры скрещивания капилляров, поэтому центры скрещивания остаются неподвижными в горизонтальной плоскости относительно первоначального положения. Так как другие концы капилляров закреплены на кольце, то они в горизонтальной плоскости поворачиваются вместе с кольцом.

Длина и сечение капилляров изменяется. Поэтому изменяется и сопротивление отрезков капилляров между центром и краями. По величине изменения этого сопротивления можно судить о величинах горизонтальных смещений и величине угла поворота. Для определения величины и направления горизонтального смещения и угла поворота необходимо замерить попарно сопротивление двух отрезков перпендикулярных эластичных капилляров в каждом ряду между центром и их концами.

Ilo тарировочному, графику определяют величину смещения и угол поворота соответственно величинам эамеренных сопротивлений. Приблизительно угол поворота марки можно определить по схеме (фиг.4) . При повороте марки изменяется длина плеча на величину С и становится равной

0 + С и0-С . Угол поворотами.рассчитывается иэ условия+ у = С/(Н/2) . Наличие двух рядов капилляров позволяет разделить деформации грунта в результате горизонтального смещения и от поворота массива.

88

С помощью ус тройст ва можно получит ь полную картину деформации основания (в вертикальном и горизонтальном направлениях), например, развитие просадочных деформаций на открытых участках каналов и бровок, в основаниях гидротехнических сооружений, под сплошным распластанным сооруже- . нием без непосредственного доступа к месту измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения послойных деформаций грунта, включающее заполненную жидким агентом эластичную оболочку и размещенные в ней марки с электрическими контактами, через которые пропущены мерные проволоки., связанные с измерительным приспособ5427

6 лением, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности измерения горизонтальных деформаций, а также их угла поворота в вертикальной плоскости, каждая марка выполнена в виде пары эластичных колец, размещенных друг над другом и заполненных эпоксидной смолой, причем в плоскости каждого кольца, пер10 пендикулярно друг другу установлены гибкие элементы с капиллярными каналами, заполненными ртутью, причем концы каждого гибкого элемента связанны . с соответствующим эластичным кольцом

ts и вместе с центром пересечения гибких элементов соединены с мерными проволоками.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе щ 1. Авторское свидетельство СССР

У 600385, кл. В 02 37 1/00, 1975.

885427

Составитель В.Латушкин

Техред И. Рейвес

Редактор Е.Папп

Корректор М. Шароши

Тираж 696

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изоЬретений и открытий

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

Заказ 1О476/42

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул ° Проектная, 4