Устройство для записи деформаций грунта

(19) 011 9 4 С 01 Ч 1/16афрмЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.1СВИДЕТЕЛЬСТВУ ПИС ВТОРСНОМ Д 1 Щ, ф.,.Су ельство СС 1/16, 1973 ьство СССР 1/16, 1980 АПИСИ ДЕФО ЦИЙй ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидет СР В 556396, кл. С О ЧАвторское свидетелУ 934408, кл. 6 01 Ч(57) Изобретение относится к области изучения динамики взрывных процессов в грунтах и может быть использовано для записи деформаций в грунтах при распространении взрывной или сейсми.ческой волны. Цель изобретения - повышение точности определения деформированного состояния элементарногообъема грунта за счет одновременного .измерения в нем шести компонент тензора деформаций. Устройство дополнительно снабжено пятью взаимосвязанными .узлами с преобразователями исхемами регистрации, два из которыхрасположены взаимно перпендикулярнос основным измерительным узломи между собой, а остальные три расположены на осях первых трех измерительных узлов с воэможностью поворота их опорных элементов относительноэтих осей, 1 э.п. ф-лы, 4 ил.5 10 1 г 20 25 30 35 40 45 50 1 13Изобретение относится к изучениюдинамики взрывных процессов в грунтах.и может быть использовано длязаписи деформаций в грунтах при распрострайении взрывной или сейсмической волны.Цель изобретения - повышение точности за счет одновременного измере-.ния шести независимых компонент тензора деформаций.На фиг.1 изображена схема элементарного объема грунта с действующими на него напряжениями и возникающими при этом деформациями; нафиг.2 - устройство, общий вид; нафиг.3 - разрез А-А на фиг,2; нафиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2,Устройство для записи деформацийгрунта содержит шесть измерительныхузлов 1-6. Первые три измерительныхузла выполнены в виде трех пар опорных элементов 7-12. Опорные элементы7,8 и 1, 12 жестко связаны соответственно со штоками 13, 14 и 15, 16,на неметаллических концах которыхзакреплены пружинные токосъемники17,18 и 19, 20, расположенные внутривтулок 21 и 22 с пазами 23, 24 ивзаимодействующие с реостатными катушками 25 и 26, навитыии на втулки21 и 22, размещенные внутри опорныхэлементов 9, 10, которые являются одновременно и корпусами соответственноизмерительных узлов 1 и 3.На опорном элементе 9 жестко закреплен шток 27 со шпонкой 28, взаимодействующий с направляющим пазомкрышки 29 корпуса 30, который жесткозакреплен на опорном элементе 10.На неметаллическом конце штока 27закреплен пружинный токосъемник 31,расположенный внутри втулки 22 с пазом 33 и взаимодействующий с реостатной катушкой 34, навитой на втулку32, размещенную внутри корпуса 30,На корпусах 9 и О измерительныхузлов 1 и 3, а также на корпусе измерительного узла 2 установлены соответственно измерительные узлы 4, 6 и5, при этом сопротивления 35, 36 и37 их преобразователей размещены впазах этих корпусов.Измерительные узлы 4 и 6 выполненыв виде поворотных опорных элементов38 и 39, закрепленных на коаксиально расположенных гильзах 40 и 41,внутри которых на неметаллическихпластинах установлены пружинные токо 63101 2 съемники 42 и 43, взаимодействующиес сопротивлениями 35 и 36 преобразо,вателей.Измерительный узел 5 выполнен ввиде поворотного опорного элемента44, закрепленного на коаксиальнойгильзе 45, внутри которой на неметаллической пластине установлен пружинный токосъемник 46, взаимодействующий с сопротивлением 37 преобразователя,Пружинные токосъемники 17-20, 31и реостатные катушки 25, 26, 34 связаны с регистратором, снабженнымстационарными мостиковыми схемами47-49. Пружинные токосъемники 42, 43и 46 поворотных опорных элементов 38,39 и 44 и сопротивления 35 - 37 преобразователей также связаны с регистратором, снабженным стационарнымимостиковыми схемами 50-52.Устройство работает следующим образом.В элементарный объем грунта устанавливают устройство, располагая егоопорные элементы согласно схеме(фиг. 1), и затрамбовывают их ранеевынутым грунтом до плотности, соответствующей естественной плотностигрунта.При распространении в грунтевзрывной волны элементарный объемгрунта, в котором находится устройство, деформируется и перемещаетсяпод действием напряжений, создаваемых волнами. Напряженное состояниеэлементарного объема грунта (фиг.1)описывается следующими компонентами тензора напряжений (учитывается, что для грунта выполняется закон парности касательных напряжений); б,б,Лну югПод действием напряжений Я происходит смещение опорных элементов 9и 10 друг относительно друга, Приэтом штоку 27 придается линейное перемещение, и пружинный токосъемник31, перемещаясь по реостатной катушке 34, производит разбаланс мостиковой схемы 49, ток разбаланса поступает на гальванометр, производя запись деформаций по оси Х на осциллографе;1 Под действием напряжений б происходит смещение опорных элементови 8, при этом штокам 13 и 14 придается линейное перемещение, пружинныеТаким образом, осциллограф записывает одновременно шесть независимых компонент тенэора деформаций. 1, Устройство для записи деформаций грунта, содержащее первый измеритель линейных перемещений, выполненный в виде двух опорных элементов со штоками, установленными вкорпусе с возможностью перемещениявдоль его оси, с преобразователем,соединенным со схемой регистрации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности эа счет одновременного измерения шести независимых компонент тенэора деформаций,оно дополнительно снабжено вторым итретьим измерителями линейных перемещений и тремя измерителями поворотовс преобразователями, соединенными сосхемами регистрации, причем второйи третий измерители линейных переме.щений расположены взаимно перпенди-.кулярно между собой и с первым, аизмерители поворотов содержат опорные элементы, закрепленные на гильзах, установленных на корпусах измерителей линейных перемещений с возможностью поворота относительно ихосей, при этом третий измеритель линейных перемещений выполнен идентично первому, а второй содержит шток,жестко связанный с корпусом первогос возможностью перемещения в пазусвоего корпуса, жестко соединенногос корпусом третьего измерителя линейных перемещений,2. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что преобразователи измерителей поворотов вы полнены в виде сопротивлений, установленных на корпусах измерителейлинейных перемещений, связанных пру 1жинными токосъемниками с гильзамиопорных элементов измерителей пово ротов. з 1363101 4токосъемники 17 и 18 перемещаясь пореостатной катушке 25, производятразбаланс мостиковой схемы 47, и токразбаланса поступает на гальванометр,производя запись деформации по оси ф о р м у л а и э о б р е т е н и яна осциллографе.Под действием напряжений б происходит смещение опорных элементов 11и 12, при этом штокам 15 и 16 придается линейное перемещение, пружинные токосъемники 19 и 20, перемещаясь по реостатной катушке 26, производят разбаланс мостиковой схемы 48,и ток раэбаланса поступает на гальванометр, производя запись деформации по оси 2 на осциллографе.Так как шток 27, который жесткозакреплен на опорном элементе 9,снабжен шпонкой 28, взаимодействующей с направляющим пазом крышки 29корпуса 30, который жестко закрепленна опорном элементе 10, то измери -тельные узлы 1,2, 3 одновременно измеряют линейную деформацию по трем 25взаимно перпендикулярньм направлениям.Под действием касательных напряжений б и б соответственно поворачиваются относительно осей У и 2опорные элементы 38 и 39. Углы их поворотаи щ регистрируются засчет углового перемещения пружинныхтокосъемников 42 и 43 по сопротивлениям 35 и 36 преобразований, в ре -зультате чего происходит разбалансмостиковых схем 50 и 51 и .ток разбаланса поступает на гальванометр, производя запись соответствующих деформаций би Е на осциллографе. Поддействием касательного напряжения 40с поворачивается относительно осицхХ опорный элемент 44. Угол поворотарегистрируется за счет углового.перемещения пружинного токосъемника46 по сопротивлению 37 преобразователя, в результате чего происходитразбаланс мостиковой схемы 52 и токразбаланса поступает на гальванометр,производя запись деформаций С наосциллографе.1363101 иг. оставитель Д.Заргарянехред М.Дидык орректор А ар ное ВНИИПИ 1130 4/5 роиэводственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул, Проектная,дактор М.Циткина каз 6400/35 Тираж 730 Государстве делам иэобр , Москва, Жного комитета Стений и открытий5, Раушская наб