Устройство для измерения послойных деформаций грунта

Союз Советских Социалистических Республик(51 л.а б 01 В 7/18 Е 02 Р 1/00 Государственный комитетСовета Министров ССС 23) Приоритет43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень М 1245) Дата опубликования описания 13.04.78 53) УДК 624.541.3(088.8) ло делам изобретен и открытий 2) Авторы изобретени. Н. Фролов и В, А. Доки 71) Заявитель еверо-Кавказский государственный институт по проектирован водохозяйственного и мелиоративного строительстваО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСЛОЙНЬФОРМАЦИЙ ГРУНТА) УСТРОЙС описываемомйных дефорзаполненцю Изобретение относится к измерительной технике для проведения в полевых условиях измерений и набзподений за послойными деформациями грунта, преимущественно в основании гидротехнического сооружения,Известно устройство для измерения послойных деформаций грунта по глубине, например индикатор деформаций грунта (ИДГ), включающее трубу из диэлектрического материала, марки, датчики, размещенные ца специальной мерной ленте 111.Недостатком устройства является то, что ему необходим непосредственный доступ и устью скважины механизма, обеспечивающего подачу мерной ленты в скважину, ц получение сведении о высотном положении датчика.Наиболее близким техническим решением является устройство для измерения послойцы: деформаций грунта, включающее 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 вустройстве для измерения посломаций грунта, включающем жидким агентом эластичную оболочку, маркии тягу, размещенные в эластц гной оболочке,ц измерительное приспособленце, марки снабжены элс;трцчсс 1 ч 1 мц коцтактамц, взацмодсй 5 ствующцмц с тягой, вьиолцсццой в вцдс направляющего стержня с 1 оцта 1 тцымц элементами ца конца:, и мерными цроволокамц, соедцнеццымц с источником тока, причем однццз контактных элементов цодпружцнец ц раз 10 мещен в смонтированной на конце направляющего стержня обойме,На фиг. 1 изображено предложенное устроцство, продольный разрез; на фцг. 2 - мерка грунтовая, вцд спереди; на фцг. 3 - то же,13 вцд сверху; на фцг. 4 - принципиальная схсма регистрирующего устройства.Устройство для измерения послойных деформаций грунта содержит мерные проволоки 1, выполненные цз материала с высоким20 удельным электрическим сопротивлением, например цз нпхрома, диаметром 0,1 мм, заключенные между марками в гибкой оболочке 2с антцкоррозцйным материалом, напримертехническим вазелином,2 З Для повышения надежности ц точности цзмеренцй в сложны: гцдрогсологпческцх условиях в устройстве установлено две одццаковыс проволоки.Концы мерных проьолок 1 неподвижно заЗО креплены в верхней 3 и нижней 4 опорныхконтактных группах на направляОщем 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 плн гетинакса.11 ижний 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 синхронному перемещению.Установка устройства производится с учетом непосредственного контакта шарового шарнира 10 с сооружением, в основании которого измеряют деформации, а стержень 5 в стакане-обойме 8 вводится в крайнее верхнее положение.Марки устанавливают в массиве грунта на заданном уровне и перемещаются вместе с исследуемым слоем грунта,Пружины 11 и 12 фиксируют марку Га уровне исследуемого слоя и способствуют их 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 комгесируОщее сопротивление 17, источник тока 18. Работа устройства заключается в следующем.Г 1 ространство между марками заполняется ранее извлечсгпым грунтом с доведением его плотности до близкой к естественной,Провода от скользящих контактов 6 марки 7 выводятся на поверхность к регистрирующему устройству. Первоначальное положение марок устанав. ливается по нулевому показанию индикатора 16,В процессе развития вертикальных деформаций, сооружение оседая, подвигает стержень 5 и опорные контакты группы 3 и 4, связанные с каждой мерной проволокой 1, 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 пру)кипой5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 б 5 9, которая препятствует самопроизвольномупогружению направляющего стержня,)менением соотношения сопрогивленпй вкомпенсирующих плечах 1( и 1 э моста дооваются ус)ранения тока в цепи гальваномегра 1), 11 о шкале у компенсируОще о сопротивления, отградуировапнон в линепных величгшах, определиОт величину смещения пливеличину послоиных деформации основаниясооружения, например в миллиметрах каждои.110 лное сопрот 1 Вление каждой мерО 1 проволоки складывается из сопротивленийи 1 О.11 ри изменении соотношения сопротивлений(1 ч верхнего и 15 нижнего) отрезков каждоймернои проволоки в плечах мостика нарушается равновесие и через гальванометр 1) сцентральным положениемказательноп стрелки протекает ток, вызывая Отклонение стрелки, что и риксируется визуально или автоматически через самописец,изменяя сопротивления компенсирующегосопротивления 1/, добиваются восстановленияравновесия, т. е. отсутствия электрическо 1 огока в цепи гальванометра 16. 11 о заранее Оградуированной шкале у компенспр ющегосопротивления 17 определяют степень ра согласования плеч мостика, т. е. вели у иермещения скользящего контакта грунтовопмарки вдоль каждой мерной проволоки.1. Ио)Ощыо предлагаемого устроства мож.но получить карпшу д"формирования Основания, например развитие просадочных деформаци 11 В Основаии 51 х Гидроехпиеских сооружений под сплошным сооружением оез не Осредственного доступа к мест 1 измерения.Это избавляет от устройства смотровыхскважин, создания значительного количестваармированных скважин (в случае с глубшными марками и ) стройством механическихтяг).11 редложенное устройство позволяет производить детальные измерения в труднодоступных местах, например под бетонным сооружением, и обеспечивает дистанционную регистрацию деформаций и безопасность при измерениях, так как измерительный пульт удален от исследуемого сооружения,В предло)кенном устройстве возможно создание автоматического сопоставления величин послойных деформаций с величиной общей деформации исследуемой активной зоныв основании соору)кения путем сопоставленияизмерения сопротивлений соответствующихучастков каждой мерной проволоки,Опытный образец устройства изготовлен ипроходит испытания,1 ехнико-экономический эффект от примене.нпя предлагаемого устройства по сравненгпос сетью глубинных реперов с механическимитягами для наблюдения за послойными деформациями грунта через один метр на глуоину 15 м выражается в размере около 1 тыс,рублей (при разовом применении),600385 ог. 3 оставитсаь В,Латушкин Техред Н. Рыбкина Корректор Л. Бра чник едактор аказ 40713 акк 892 Подписноев СССР Изд. М 353 суда рственного по дспа 1 и 13035, Москва, омитста Совета бретений и отк Ж, Ра ушска я Н Мин истытпйаб., д. ипография, пр, Сапунова, 2 Формул а изобретения Устройство для измерения послойных деформаций грунта, включающее заполненную жидким агентом эластичную оболочку, а также марки и тягу, размещенные в эластичной оболочке, и измерительное приспособление, отличающееся 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 размещенв смонтированной на конце направляющегостержня обойме,5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Мельников Б. Н. и др, Прибор для измерения послойных деформаций грунта. Ж.Основания, фундаменты и механика грун 10 тов. Серия 1, 1968, с. 10,2. Авторское свидетельство СССР ЛЪ 414479,кл, Ст 01 В 5/30, 1971,