Датчик деформаций Советский патент 1984 года по МПК G01B7/16 

оо со

4 11 Изобретение относится к измерител ной технике и служит для исследовани нaпpяжeннo-дeфop шpoвaннoгo состояния грунтов в основаниях сооружений. Известен датчик деформаций, содер жащий корпус с герметизирующей мембраной, упругий элемент в виде балки, закрепленный в корпусе, и тензорезис торы, размещенные на упругом элементе f 1 . Однако известш й датчик характеризуется значительным искажением напряженно-деформированного состояния грунта в точке измерения за счет высокой жесткости корпуса, невозможностью измерений объемной деформации i также малым сроком службы. Наиболее близким к предлагаемому является датчик деформаций, содержащий сферическую эластичную оболочку и герметично соединенную с ней од ним концом пьезометрическую трубку со шкалой, заполненные жидкостью {2 К недостаткам указанного датчика деформаций относится значительное ис кажение напряженно-деформированного состояния грунта в точке измерения, так как в процессе деформации грунта при его замораживании оболочка теряе устойчивость, и происходит односторонний выпор грунта сбоку или снизу. Цель изобретения - повышение точности измерения деформаций пористых сред. , Поставленная цель достигается тем что в датчике деформаций, содержащем сферическую эластичную оболочку и герметично соединенную с ней одним концом пьезометрическую трубку со шкалой, заполненные жидкостью, обо.-о лочка заполнена материалом, идентичHbw материалу исследуемой среды, поры которого заполнены жидкостью, инертной к материалу, а датчик снабжен фильтром, { проницаемым для частйд материала и установленным в месте соединения трубки и оболочки. Кроме того, датчик деформаций снабжен кожухом, упругим в продольном и поперечном направлениях, охватывающим пьезометрическую трубку. С целью повьш1ения надежности, пье зометрическая трубка выполнена из полимерного материала., На чертеже представлена схема предлагаемого датчика деформаций. Датчик деформаций содержит сферическую эластичную оболочку 1, заполненную вопо мтенным грунтом 2 1 И герметично соединенную с ней одним концом пьезометрическую трубку 3, заполненную жидкостью 4, например подкрашенной водой. Пьезометрическая трубка 3 выполнена из прозрачного полимерного материала и закреплена на шкале 5. Датчик содержит также фильтр 6, выполненный в виде грунтонепронйцаемой сетки, установленной в месте, соединения пьезометрической трубки 3 и оболочки I. Пьезометрическая трубка 3 со шкапой 5 защищена упругим в продольном и поперечном направлениях кожухом 7, выполненным в данном случае в виде металлической спирали. Датчик деформаций работает следуюWf4 образом. В исследуемую точку грунта помещают сферическую эластичную оболочку 1 датчика и фиксируют начальный уровень жидкости в пьезометрической трубке 3. Деформация грунта, например, при забивке в него свай, влечет такую же деформацию сферической элас-тичной оболочки 1 вместе с находящимся в ней грунтом, т.е. происходит изменение объема грунта, находящегося внутри оболочки, выжимание воды из его пор и подъем уровня жидкости в пьезометрической трубке 3. Поскольку сферическая эластичная оболочка 1 датчика не препятствует деформации, а внутри ее расположен грунт, акалогичньш исследуемому, то искажение напряженно-деформированного состояния исследуемого грунта практически не происходит. Запщтный кожух 7 предохраняет пьезометрическую трубку 3 от обжатия грунтом ив то же время не препятствует его продольным и поперечным деформациям, что также исключает искажение его напряженно-деформированного состояния. Значение относительной объемной деформации исследуемой среды в точке определяется по формуле 1 - j где 1 - относительная объемная деформация;F - площадь поперечного сечения столба жидкости в пьезометрической трубке 3; h - высота подъема стола жидкости в пьезометрической трубке 3 относительно начального уровня; Vp- внутренний объем сферической эластичной оболочки 1 по деформации;оС - коэффициент чувствительности учитывающий влияние конструкции датчика на его показания, определяемый эксперименталь ным путем. Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить точность измерения деформаций пористых сред.

1.ДАТЧИК ДЕФОРМАЦИЙ, содержащий сферическую эластичную оболочку и герметично соединенную с ней одним концом пьезометрическую трубку со шкалой, заполненные жидкостью,. отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения деформации пористых сред, оболочка заполнена материалом, идентичным материалу исследуемой среды, поры которого заполнены жидкостью, инертной к материалу, а датчик снабжен фильтром, непроницаемымдля частиц материала и установленным в месте соединения трубки и,оболочки. 2.Датчик по п.1, отличающийся тем, что он снабжен кожухом, упругим в продольном и поперечном направлениях, охватывающим пьезометрическую трубку. § 3.Датчик ПОП.1, отличающийся тем, что,с целью повыСО шения надежности, пьезометрическая с трубка выполнена из полимерного ма.териала.