Устройство для измерения нагрузок в грунте Советский патент 1947 года по МПК G01B7/16 G01L7/08 E02D1/00 G01L1/06 

При изучении и проектировании искусственных сооружений, взаимодействующих с грунтовыми массами (фундаменты, опоры мостов, тоннели и т. п.), необходимо с достаточной точностью измерять значения величин напряжений, давлений и деформаций, создаваемых этими сооружениями в любой точке земляного массива.

Особенность предложенного изобретения, основанного на использовании индукционного метода измерения, заключается в том, что датчик выполнен в виде двух предназначенных для заделки в грунт дисков, соединенных между собой, с возможностью их сближения под действием деформации грунта, при помощи двух укрепленных в центрах дисков трубок, входящих одна в другую. Один из дисков снабжен, кроме того, мембраной, прогибающейся под давлением грунта, с целью одновременного измерения давлений и деформаций в грунте при помощи двух электромагнитных индукционных датчиков, взаимно смещающиеся элементы которых соответственно связаны у пер.вого элемента с одним из дисков и

14 Свод в. 7.

мембраной, а у второго - с обоими дисками.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, а на фиг. 2 - его электрическая схема.

Устройство состоит из двух дисков 8 и 8, в центре каждого из них укреплены трубки 7 и 6, входящие телескопически одна в другую и связывающие таким путем оба диска между собой.

Внутри трубки 7, в её верхней части заключена катушка соленоид 2, а в нижней - электромагнит 3, состоящий из железного сердечника, снабженного обмоткой. Якорь 5 электромагнита 3 связан с мед1браной 4, укрепленной в отверстии нижнего диска §.

Внутри трубки 6 укреплена вторая катушка 9. Трубки 1 и 6 могут взаимно перемещаться в осевом направлении. При этом катущка 9 свободно входит внутрь катушки 2.

Ограничителями осевого перемещения трубок 1 и 6 слзжит наружный выступ на трубке 7 и штифт 10, запрессованный в стенку трубки 6 и скользящий по канавке в трубке 7,

209

не допуская относительного взаимного поворота трубок вокруг оси.

Скрепление диска 8 с трубкой 6 выполнено разъемным. Для их соединения диск 8 одевается на трубк} 6 при совмещении лапок 7 с вырезами на бортике трубки 6, а затем поворачивается вокруг оси настолько, чтобы лапки захватывали невырезанную часть бортика.

Для измерения сжатия и давления грунта в возводимых земляных насыпях прибор ставят в рабочее положение, как изображено на фиг. 1.

При этом диск 8 снимают. Затем насыпают грунт до уровня верхней плоскости бортика на трубке 6, после чего устанавливают диск 8 и насыпают грунт поверх диска. Таким образом весь прибор заделывается в возводимую насыпь на заданной глубине. При этом необходимо стремиться к тому., чтобы структура грунта, окружающего прибор, была одинаковой.

Под давлением грунта на мембрану 4 последняя будет деформироваться, вследствие чего зазор между якорем 5 и сердечником 3 будет уменьшаться, вследствие чего индуктивное сопротивление катушки и сила тока, протекающего в обмотке сердечника и измеряемого амперметром 77, изменятся.

При сжатии грунта расстояние между дисками также будет уменьшаться;

Фиг. 1

при этом трубка 6 с диском 8 и катушкой 9 будет опускаться вниз.

В зависимости от взаимного положения катушек 2 и 9 будет меняться величина переменного напряжения, индуктируемого в катущке 9 и указываемого вольтаметром 13.

Схема питается переменным или пульсирующим постоянным током. В последнем случае, цепь источника постоянного тока 14 периодически прерывается при помощи прерывателя 75.

Предмет изобретения

Устройство для измерения нагрузок в грунте электрическим индукционным методом, отличающееся тем, что оно выполнено в виде двух предназначенных для заделки в толщу грунта дисков, соединенных между собой, с возможностью их сближения под действием деформации грунта, при помощи двух укрепленных в центрах дисков трубок, входящих одна в другую, причем один из дисков снабжен, кроме того, мембраной, прогибающейся под давлением грунта, с целью одновременного изменения давлений и деформаций в грунте при помощи двух электромагнитных индукционных датчиков, взаимносмещающиеся элементы которых соответственно связаны: у первого элемента с одним из дисков и мембраной, а у второго - с обоими дисками.

Фиг. 2