Способ определения скорости подъема грунта Советский патент 1992 года по МПК G01V1/00 

Изобретение относится к сейсмическим исследованиям, преимущественно к измерениям скоростей движения грунта в зоне действия ударных взрывных волн.

Известные способы измерения скорости подъема грунта в условиях воздействия сейсмовзрывных волн предусматривают наличие инерционной массы, так или иначе связанной с корпусом датчика, а следовательно, и с объектом измерений, что приводит к большим погрешностям измерений при наличии боковых составляющих скорости и требует высокой точности ориентации датчика относительно вертикали.

Наиболее близким является способ, при котором выходной сигнал находится в пропорциональной зависимости от скорости перемещения инерционной массы относительно объекта измерений. Подобный способ положен в основу электродинамического метода измерения скорости линейных перемещений. При смещении почвы происходит смещение подвесной системы (инерционной массы, выполненной в виде катушки преобраз&вателя или постоянного магнита), при этом на концах обмотки катушки преобразователя возникают электрические напряжения, величина которых пропорциональна скорости смещения почвы.

Известный способ предполагает наличие инерционной массы, связанной посредством подшипников и упругих элементов подвески с корпусом прибора, а через него и с объектом измерений.

К недостаткам способа следует отнести искажение результатов при наличии боковой (горизонтальной) составляющей скорости, а также сравнительно .небольшой диапазон измерений и потерю работоспособности при ускорении более 40 м/с2, смещении грунта более 5-20 мм, наличии сильных магнитных полей и отклонения датчика от вертикали более чем на 3-5°.

со

С

vj

ю

00 00

Цель изобретения - повышение точности способа в зоне действия ударных взрывных волн.

Суть способа заключается в измерении скорости движения грунта относительно начинающей свободное падение инертной массы. При этом отклонение движения грунта от вертикали практически не отражается на результатах измерений, так как положение инерционной массы в пространстве не связано с перемещением объекта измерений. Погрешности, связанные с наличием сил трения и упругой силы подвеса инерционной массы, также отсутствуют.

Поставленная цель достигается тем, что в статическом положении инерционная масса находится в свободно подвешенном состоянии, а после прохождения фронта взрывной ударной волны - в состоянии свободного падения. Первое гарантирует вертикальность и идентичность установочных параметров, а второе - расширение диапазона измерений, области применения и повышение точности результатов.

Инерционная масса свободно висит на подвесе тонкой нити, удерживающей ее в статическом состоянии. С приходом фронта взрывной ударной волны подвес разрушается, а инерционная масса оказывается в состоянии свободного падения, в начальной стадии которого (50-100 мс) производят измерение скорости.

Для измерения скорости подвес может быть выполнен в виде параллельного набора проводников разной длины (0 h ... li In) с постоянным шагом Ah li - IM. Поперечное сечение самого короткого из проводников (lo) должно быть минимально необходимым для удержания инерционной массы в статическом состоянии. При резком смещении и дальнейшем подъеме грунта проводники, начиная с самого короткого, последовательно рвутся. Осциллограмма этого процесса для цепи из параллельно соединенных резисторов, источника питания и осциллографа имеет вид ступенек, протяженность которых ATI TJ-TM равна времени прохождения фиксированной

точки корпуса элементарного участка, равного разности длин двух соседних проводников А I h - h-i, а момент перепада соответствует моменту разрыва того или иного проводника.

Таким образом, мгновенное значение скорости Vi будет равно

Vi AL Vi AT,Количество проводников и разность их длин выбирается в зависимости от поставленной задачи. Очевидно, что чем меньше величина элементарных участков измерения ДI, тем точнее можно определить мгновенную скорость и, следовательно, выделить первую четверть фазы изменения скорости и ход всего процесса, а также другие параметры (смещение и ускорение) подъема грунта на выбранной базе измерений.

Возможна реализация способа с помощью скоростной киносъемки.

Таким образом, отсутствие сил взаимодействия инертной массы с исследуемым

объектом в процессе измерений позволяет повысить точность результатов измерений путем исключения явления затирания инерционной массы при наличии боковой составляющей скорости и увеличения базы

измерений (хода инерционной массы).

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ определения скорости подъема грунта, включающий размещение корпуса с

подвесом и инерционной массой в пункте исследований и регистрацию параметров скорости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности способа в зоне действия ударных взрывных волн, подвес

инерционной массы выполняют из разрушающегося с приходом ударной волны материала, регистрацию скорости осуществляют после разрушения подвеса, а ее величину определяют по приращению в единицу времени расстояния между фиксированными точками корпуса и инерционной массы, расположенными на оси подвеса.

Изобретение относится к сейсмическим исследованиям, преимущественно к измерениям скоростей движения грунта в зоне действия ударных взрывных волн. Целью изобретения является повышение точности способа в зоне действия ударных взрывных волн. Цель изобретения достигается тем, что подвес для инерционной массы выполняют из разрушающегося с приходом волны материала, а регистрацию параметров волны осуществляют после разрушения подвеса. Это позволяет исключить погрешности, связанные с явлениями затирания инертной массы и наличием подвеса.