Устройство для измерения деформаций грунта Советский патент 1980 года по МПК E02D1/00 

Изобретение относится к области механики грунтов и служит для измерения деформаций грунта в основании фундамента или сооружения Известно устройство для измерения деформа ций грунта по зонам в основании фундамента, включающее штамп, соединенные телескопически трубы, к каждой из которых прикреплена марка, выполненная с винтовой лопастью, и из мерительное приспособление 1. Недостатком известного устройства является низкая точность измерений, его громоздкость и высокая стоимость. Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для измере ния деформаций грунта, включающее направляющую трубу с кольцевыми марками на ней, из мерительное приспособление и датчик 2. Недостатком такого устройства является невозможность его повторного использования изза жесткой заделки концов направляющей трубы и низкая точность измерений, обусловленная плохим контактом кольцевых марок с исследуемым грунтом. Цель изобретения - обеспечить многократное использование устройства и повышение точности измерений. Это достигается тем, что устройство для измерения деформаций грунта, включающее направляющую трубу с кольцевыми марками на ней, измерительное приспособление и датчик, оснащено инвентарной штангой с прорезями на боковой поверхности, которая снизу имеет наконечник с утопленными в нем выдвигающимися элементами и выполненный с прорезями на боковой поверхности, при этом направляющая труба на нижнем торце заглушена, марки оснащены поворотными лопастями со срезами у осей вращения, а на нижних торцах имеют шлицы и кольцевые фаски. Кроме того, вьщвигающиеся элементы наконечника штанги снабжены ограничителем хода и подпружинены а направляющая труба установлена с возможностью вращения и возвратно-поступательного движения вдоль своей оси. На фиг. 1 схематично изображен общий вид устройства с вырезами в характерных местах гшя показа его основных . (Измерительное

риспособление и фрагмент фундамента изобраены внемасштабно); на фиг. 2 - продольный азрез инвентарной штанги с наконечником; а фиг. 3 - общий вид инвентарной штанги и кольцевых марок на ней с продольным вырезом. (Поворотные лопасти верхней марки совмещены с прорезями штанги и находятся в закрытом положении, а поворотные лопасти нижней марки находятся в открытом положении,так как не совпадают с прорезями на бо- ю ковой поверхности штанги); на фиг 4 и 5 разрезы А-А и Б-Б фиг, 3.

Описываемое устройство для измерения деформаций грунта включает направляющукг тру- 5 бу 1 с кольцевыми марками 2 на ней, измерительное приспособление 3 с датчиком 4 и инвентарную штангу 5 со съемным наконечником 6. Направляющая труба 1 на нижнем торце заглушена и установлена с возможностью вращения 20 и возвратно-поступательного движения вдоль своей оси. Кольцевые марки 2 на боковой поверхности имеют прорезр в которых установлены поворотные лопасти 8 со срезами 9 у осей вращения 10. На нижних торцах марок выпол- 25 нены шлицы 11 и кольцевые фаски 12.

Измерительное приспособление 3 включает корпус 13 в виде столика с установочными винтами 14, на котором смонтированы рулетка 15 и вольтметр 16. В корпусе имеется отверстие 17 JQ для пропуска мерной ленты 18 рулетки 15.

Датчик 4 в виде герметизированного контакта (геркон), управляемого магнитным полем якоря 19, прикреплен к свободному концу мерной ленты 18 и проводами 20 соединен с вольтметром 16.

Инвентарная штанга 5 выполнена трубчатой и на боковой поверхности снабжена прорезями 21, а на концах - радиальными отверстиями 22 и 23. В верхнем отверстии 22 установлен д вороток 24, а нижйее отверстие 23 служит для крепления съемного наконечника 6, который на нижнем конце снабжен продольной осевой прорезью 25. Внизу прорези 25 на общей оси 26 установлены выдвигающиеся элементы 27 в виде пластин, а вверху, на оси подпружинивающая их пружина 29. В средней части наконечник 6 выполнен с поперечными прорезями 30 на боковой поверхности и оснащен кольцом 31, ограничивающим ход выдвигающихся .,. злементов 27, а на верхнем ковде снабжен радиальным отверстием 32 с резьбой и винтами 33 в нем.

Выдвигающиеся элементы 27 на части боковой поверхности, по которой они соприкасают- .. ся при повороте вокруг общей оси 26, снабжены срезами 34 впол-тела, на верхних торцах вырезами 35, а внизу - отверстиями 36 для установки на общей оси 26.

Направляющая труйа 1 с кольцевыми марками 2 на ней установлена в скважине 37 пробуренной через отверстие 38 фундамента 39 на котором смонтировано измерительное приспособление 3.

Работает устройство для измерения деформаций грунта следую1йим образом.

Для погружения в скважину 37 кольцевые марки 2 при открытом положении их лопастей 8 надевают снизу на инвентарную штангу 5 и закрепляют на ней с требуемым шагом в прорезях 21 путем введения в них поворотных лопастей 8 при их закрывании. В закрытом положении лопасти 8 не выступают из прорезей 7 (кольцевых марок 2 и своими опорными плоскостями прочно удерживают их на штанге 5. В собранном виде инвентарную штангу 5 с закрепленными на ней кольцевыми марками 2 опускают в скважину 37. При этом кольцевые фаски 12 на нижних торцах марок 2 предохраняют стенки скважины 37 от повреждения. На нужной глубине вращением по часовой стрелке штанги 5 ее стенками выталкивают из прорезей 21 поворотные лопасти 8 марок 2 и внедряют их в стенки скважины 37. Поворотными лопастями 8, выполняющими роль шпор, и силами трения марки 2 в скважине 37 удерживаются неподвижно и прочно закрепляются в ней. После этого инвентарную штангу 5 извлекают, а вместо нее в отверстия марок 2 вставляют направляющую трубу 1 с возможностью вращения и возвратно-поступательного движения вдоль своей оси.

На фундаменте 39 устанавливают измерительное приспособление 3, датчик 4 которого с якорем 19 на мерной ленте 18 рулетки 15 опускают в полость направляющей трубы 1. При прохождении датчика 4 с якорем 19 через кольцевые марки 2 в цепи появляется индукционный ток, который сразу фиксируется вольтметром 16 В момент возникновения и исчезновения тока берут отсчет по ленте 18 рулетки 15. При подъеме датчика 4 с якбрем 19 производят повторные измерения. Средние значения отсчетов при спуске и подъеме определяют истинное положение кольцевых марок 2 относительно фундамента 39. Абсолютные перемещения марок 2 определяют путем учета перемещений фундамента 39 относительно его реперной системы. Для повторного использования с фундамента 39 снимают измерительное приспособление 3, а из направляющей трубы I вынимают его датчик 4 с якот рем 19. Затем извлекают направляющую трубу 1 которая установлена свободно. После этого поштучно кольцевые марки 2 с помощью инвентарной цгганги 5, оснащенной для этой цели съемным наконечником 6, укрепленным в ее нижнем радиальном отверстии 23 винтами 33. При опускании штанги 5 с наконечником 6 В скважину 37 через кольцевые марки 2 его выдвигающиеся элементьг 27 сжимают подпружинивающую их пружину 29 и утапливаются в продольной осевой прорези 25. После прохождения марки 2 под воздействием пружины выдвигающиеся элементы 27 занимают исходное положение. Натяжением штанги 5 вверх выдвигающиеся элементы 27 их вырезами 35 на верхних торцах упирают в нижний торец марки 2 и вращением шташи 5 совмещают со щяицом 11. Дальнейшим вращением штанги 5 и марки 2 против часовой стрелки закрывают поворотные лопасти 8 за счет действия на них сил реактивного сопротивления грунта и вводят их опорными плоскостями в нижние проре зи 21 штанги 5 и совмещенные с ними прорези 30 на боковой поверхности наконечника 6. В таком положении марка 2 беспрепятственно извлекается наружу, так как ее поворотные ло. пасти 8 скрыты в прорезях 7, после чего снимается со штанги 5. Последующие нижерасположенные марки 2 извлекаются из скважины 37 в аналогичном по рядке. Применение предложенного устройства для измерения деформаций грунта в основаниях сооружений позволит использовать его многократ но. Этим снизятся затраты труда, материалов и времени на проведение исследований а также и стоимость. Высокая точность измерений позволит более полно выявить процессы, развивающиеся в оскованиях сооружений, правильно оценивать их напряженно-деформированное состояние н дават обоснованные рекомендации по их проектирова нию, строительству и эксплуатации. Это повысит срок службы и надежность при экономном расходовании средств на их возведение. Формула изобретения 1.Устройство для измерения деформаций грунта, включающее направляющую трубу с кольцевыми марками на ней, измерительное приспособление и датчик, отличающееся тем, что, с целью многократного использования и повыщения точности измерений, оно оснащено инвентарной щтангой с прортзямн на боковой поверхности, которая снизу имеет наконечник с утопленными в нем выдвигающимися элементами, например, пластинами, и выполненнь1й с прорезями на боковой поверхносп при этом направляющая труба на нижнем торце заглушена, марки оснащены поворотными лопастями со срезами у осей вращения, а н& нижних торцах имеют шлицы и кольцевые фаски. 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что выдвигающиеся элементы наконечника штанги снабжены ограничителемхода и подпружинены. 3.Устройство по п 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что направляющая труба установлена с возможностью вращения н возвратно-поступательного движения вдоль своей оси. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 573710, кл. G 01 В 19/16, Е 02 О 1/00, 1975. 2.Руководство по наблюдениям за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений. НИИОСП нм. Н. М. Герсеванова Госстроя СССР Стройнздат М., 1975, с. 112-113.

/у

//л

I 7/ ///f

(}Ju2.i

4

n

..f

;/

/

35

Д-А

б-Б

ui.S