Устройство для измерения напряжений в грунте

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 149 51 4 Е 02 Р 1/О Е 7/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Я ИЗМЕРЕНИЯ НАПР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1158859, кл, С 01 В 11/16, 1984.Авторское свидетельство СССРР 1178839, кл . Е 02 Р 1/00, 1983.(54) УСТРОЙСТВО ДЛ ЯЖЕНИЙ В ГРУНТЕ(57) Изобретение относится к областистроительства и предназначено дляизмерения напряжений в грунте, Цельизобретения - повышение точностиизмеренияВ устройстве датчик напряжений выполнен с жесткой стальнойдиафрагмой 3, имеющей отполированнуюрабочую поверхность 4 с отношениемее диаметра к толщине 8:1. Регистрирующая аппаратура выполнена в виде голографической установки, соединенной с датчиком, вводным и выводным световодами 15 и 16 в недеформируемой оболочке. В корпусе 2 датчика установлены вводной микроколлиматор 5 и выводной микроколли матор 7 с микрообъективами 6 и 8соответственно. Голографическая ус"тановка содержит лазер, делитель,коллиматоры опорного и предметного пучков, голографический экран ирегистрирующее приспособление. Привключении устройства луч лазера делится на опорный и предметный пучки. Опорный пучок, проходя коллиматор, освещает голографический экран,и предметный пучок по световоду 15попадает в датчик, где после прохождения микрообъектива 6 и микроколлиматора 5 освещает рабочую поверхность 4 диафрагмы 3 и, отразившисьот нее, проходит микроколлиматор 7и микрообъектив 8,затем по световоду 16 через коллиматор освещаетголографический экран, создавая вместе с опорным пучком голографическоеизображение рабочей поверхности 4.Характер голографического изображения зависит от прогиба диафрагмы 3и в итоге от напряжений в грунте.1 зпе флы, 2 ил.. 4 На фиг. 1 дана схема устройства; иа фиг.2 - схема датчика напряжений.Устройство содержит датчик 1 напряжений, соединенный каналом связи с регистрирующей аппаратурой в виде голографической установки. Датчик 1 напряжений состоит иэ недеформируемого корпуса 2, жесткой стальной диафрагмы 3 с отполированной ра" бочей поверхностью 4, вводного микроколлиматора 5, микрообъектива 6, выводного микроколлиматора 7 и микрообъектива 8.Голографическая установка состоит из лазера 9, делителя 1 О, коллиматора 12 и 11 опорного и предметного пучков соответственно, голографиского экрана 13 и регистрирующего приспособления 14. Канал связи выполнен в виде вводного 15 и выводно" го 16 световодов (оптическое волокно), с помощью зажимов 17 и 19 соединенных с голографической установкой. На входе датчика 1 установлен зажим 19, а на выходе - зажим 20 для соединения с ним световодов 15 и 16.Для устранения прямого воздействия давления грунта световоды 15 и 16 заключены в недеформируемую оболочку (например, в спиральную стальную оплетку). Отношение диаметра диафрагмы 3 к ее толщине составляет 8: 1 для обеспечения минимально необходимой и надежной фиксации изменения голографического сигнала (для гелио-неонового лазера)1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 3 .14Изобретение относится к строительству и инженерной геологии и предназначено для измерения напряжений в массиве грунта.Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство работает следующим образом.При отсутствии избыточных напряжений в грунте производится запись уровня имеющихся в грунте (например, природных) напряжений, При этом пучок света, генерируемого лазером, попадает на делитель 10 и разделяется на опорный и предметный пучки. Опорный пучок, пройдя коплиматор 11, освещает экран 13. Предметный пучок после делителя 10 через зажим 17 попадает во ввод световода 15, а после прохождения световода 15 через зажим 19, микрообъектив 6 и микР роколлиматор 5 - на рабочую поверхность 4 диафрагмы 3.Диафрагма 3 под действием внешних природных напряжений грунта прогнется во внутреннюю сторону и предметный пучок света, отразившись от рабочей, деформированной поверхности 4, проходит через микроколлиматор 7, через микрообъектив 8, зажим 20, световод 17, зажим 18, коллиматор 12 и освещает экран 13,образуя голограмму, соответствующую данному нулевому уровню напряжений, которое фиксируется при помощи регистрирующего приспособления 14.После силового воздействия на исследуемый грунт в нем возникают напряжения, которые действуют на мембрану 3 датчика 1 и дополнительяо ее деформируют. По этой причине меняется голограмма на экране 13 и это изменение (а значит, и изменение напряжений) фиксируется регистрирующим приспособлением 14.Дополнительный прогиб мембраны предлагаемого устройства, необходимый для регистрации данного уровня напряжений, на порядок меньше, чем в существующих устройствах для таких же напряжений, т.е. датчик напряжений в предлагаемом устройстве более жесткий и в меньшей степени нарушает характер напряжений, котоые необходимо измерить, что обеспечивается выполнением соотношения диаметра диафрагмы к ее толщине 8: 1.Применение изобретения обеспечивает повышение точности измеряемых напряжений в грунте. Формула изобретения 1. Устройство для измерения напряжений в грунте, включающее датчик напряжений с корпусом и стальной диафрагмой, соединенный с каналом связи с регистрирующей аппаратурой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, датчик снабжен вводными и выводными микрообъективами и микроколлиматорами, размещенным в корпусе, диафрагма выполнена с отполированной рабочей поверхностью и соотношением диаметра к толщине 8:1 а регистрирующая аппаратура - в виде голографической установки, при этом канал связи выполнен в видеСоставитель Г.МартыноРедактор О,Головач Техред А,Кравчук ектор М,Максимишине Заказ 3838/31 Тираж 589 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 1 О вводного и выводного световодов, помещенных в недеформированную обо лочку.2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что голографическая установка состоит иэ лазера, делителя, коллиматоров опорного и предметного пучка, экрана и реги 1491956 6стрирующего приспособления, прй этом вводной и выводной световоды одними концами соединены соответственно с делителем и коллиматором предметного пучка голографической установки, а другими концами - с соответствующими микрообъективами датчика.