Устройство для измерения послойных деформаций грунта

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5)М. Кл,Е 02 З 1/00 3 Ъвударстванный квмнтвт СССР ао делам нэебретеннй н открытий(53) УЙК 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(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСЛОЙНЫХ ДЕФОРМАЦИЙГРУНТА 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 предлагаемому1 Отехническим решением является устройство для измерения послойных деформаций грунта, включающее заполненную жидким агентом эластичную оболочку и размещенные в ней марки с15электрическими контактами, через которые пропущены мерные проволоки,связанные с измерительным приспособлением, Марки установлены на уровняхисследуемых горизонтов и при помощиспециальных телескопичсских Йарнироаприкреплены к эластичной оболочке,наполненной жидкостью. Устройствоустанавливается в специальную скважину в массиве грунтаПри изменении положения марки в грунте по отношению к соответствующей части подошвы сооружения или поверхности грунта происходит изменение длины мерной проволоки на участке сооружения игрун. товая марка , т.е, происходит изменение электрического сопротивления- отрезка мерной проволоки на участке грунтовая марка - подошва сооружения. Регистрация линейных вертикальных перемещений осуществляется косвенным путем через изменения сопротивлений участков мерной проволоки 1 1.Однако, известное устройство, обеспечивая точные измерения. верти" кальных деформаций, не позволяет измерять горизонтальные перемещения и угол поворота грунта в вертикальной плоскости. Цель изобретения - обеспечение воэ"можности измерения горизонтальных885427 3деформаций 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 неймарки с электрическими контактами,через которые пропущены мерные проволоки, связанные с измерительным 1 Оприспособлением, каждая марка выполнена в виде пары эластичных колец,размещенных друг над другом и заполненных эпоксидной смолой, причем вплоскости каждого кольца, препенди Зкулярно друг другу установлены гибкие элементы с капиллярными канала-.ми, заполненными ртутью, причем концы каждого гибкого элемента связаны с соответствующим эластичнымкольцом и вместе с центром пересечения гибких элементов соединены с мерными проволоками.На фиг. 1 изображено устройство,общий вид, 1, продольный разрез), нафиг. 2 - узел 1 на фиг.1; на фиг.3 разрез А-А на фиг, 2 (поперечныйразрез ); на фиг. 4 - схема расчетаугла поворота,В эластичной оболочке 1 на уровняхисследуемых горизонтов устроены полые кольца 2, которые после установкиоболочки и скважину и заполнения еежидкостью, заполняются через штуцер 3под давлением эпоксидной смолой сотвердителем. Внутри кольца,в горизонтальной плоскости по перпендикулярным диаметрам натянуты эластичныекапилляры 4, нап 4 яненные ртутью 5.Мерная проволока 6 проходит под прямым углом через капилляры в местеих скрещивания и,натянута под действием веса груза, прикрепленного к еенижнему концу. Верхний конец проволоки закреплен .на поверхности. Внутрикапилляров 4 обеспечивается непрерыв" ффный электрический контакт между ртутью 5 и проволокой 6. К концам капилляра 4 через контактыприкрепленыгибкие провода 8. К месту скрещивания капилляров 4. через контакт 9Юприкреплен гибкий провод 10. Второйряд капилляров 11 располагаетсяпараллельно первому 14на некоторомрасстоянии например 1 см). Внутрикапилляра 11 обеспечивается непреравный электрический контакт междуртутью 12 и проволокой 6. К концамкапилляров 11 через контакт 13 прикреплены гибкие провода 14, К местускрещивания капилляров 11 черезконтакт 15 прикреплен гибкий провод 16. Концы проволоки 6 и гибкиепровода 8,10,14 и 16 соединяютсяс измерительным устройством - омметром.Предлагаемое устройство работаетследующим образом.Вертикальные деформации измеряютпо изменению сопротивлений отрезковмерной проволоки, заключенным междумарками, или концом проволоки и марками. В процессе развития горизонтальных смещений и наклона массива грунтапроисходит искривление отвода скважины, .а мерная проволока остается прямолинейной.П р и м е р. Наклон массива грунта имеет место при развитии деформаций в блоках проседающего грунта запределами источника увлажнения. Кольцо 2 перемещается вместе с грунтомна данном горизонте, Мерная проволока проходит через центры скрещивания капилляров, поэтому центры скрещивания остаются неподвижными в горизонтальной плоскости относительнопервоначального положения. Так какдругие концы капилляров закреплены накольце, то они в горизонтальной плоскости поворачиваются вместе с кольцом,Длина и сечение капилляров изменяется, Поэтому изменяется и сопротивление отрезков капилляров между центром и краямиПо величине измененияэтого сопротивления можно судить овеличинах горизонтальных смещенийи величине угла поворота. Для определения величины и направления горизонтального смещения и угла поворотанеобходимо замерить попарно сопротивление двух отрезков перпендикулярных эластичных капилляров в каждом ряду между центром и их концами.По тарировочному. графику определяютвеличину смещения и угол поворотасоответственно величинам эамеренныхсопротивлений. Приблизительно уголповорота марки можно определитьпо схеме ( фиг.4) . При поворотемарки изменяется длина плеча на величину С и становится равнойб + С иО-С. Угол поворотарассчитывается иэ условия+ус= С/(НО Наличие двух рядов капилляров позволяет разделить деформации грунта врезультате горизонтального смещения и от поворота массива,88С помощью ус тройст ва можно получит ь полную картину деформации основанияв 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 изобретенияУстройство 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 приспособ 1276лением, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью обеспечения возможности измерения горизонтальных дефор"маций, а также их угла поворота ввертикальной плоскости, каждая маркавыполнена в виде пары эластичных ко"лец, размещенных друг над другом изаполненных эпоксидной смолой, причем в плоскости каждого кольца, пер" 1 О пендикулярно друг другу установленыгибкие элементы с капиллярными каналами, заполненными ртутью, причем концыкаждого гибкого элемента связанныс соответствующим эластичным кольцом 1 ю и вместе с центром пересечения гиб"ких элементов соединены с мернымипроволоками.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе щ 1. Авторское свидетельство СССРУ 600385, кл. В 02 2 1/00, 1975.885427 Составитель 8.Латушкинред М. Рейвес тор М.шароши Редакто Папп Заказ 1 О 476/42 Подписно филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Тираж 696 ИИПИ Государственного комите по делам изоЬретений и откр 3035, Москва, Ж, Раушская