DE3834846A1 - Method and device for the examination of the surface condition in terrain which is difficult to access or inaccessible - Google Patents
Method and device for the examination of the surface condition in terrain which is difficult to access or inaccessibleInfo
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- E02D1/00—Investigation of foundation soil in situ
- E02D1/02—Investigation of foundation soil in situ before construction work
- E02D1/022—Investigation of foundation soil in situ before construction work by investigating mechanical properties of the soil
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung der Oberflächenbeschaffenheit in schwer- oder nicht zugänglichem Gelände, insbesondere zur Prüfung der Tragfähigkeit des Grundes eines Gewässers, wobei von einem vorgegebenen Standort aus in Richtung der zu untersuchenden Oberfläche eine Sonde bewegt wird, insbesondere von einem Schwimmkörper, wie Boot, Ponton od.dgl., aus eine Sonde auf den Gewässergrund abwärts bewegt wird und die Meßsignale der Sonde zur Ermitt lung der Oberflächenbeschaffenheit ausgewertet werden.The invention relates to a method for examination the surface condition in heavy or not accessible area, especially for checking the Load capacity of the bottom of a body of water, being from a given location towards the investigating surface a probe is moved especially of a float, such as boat, pontoon or the like, from a probe down to the bottom of the water is moved and the measurement signals of the probe for determination surface quality can be evaluated.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Meß- und Auswertegerät an einem vorgegebenen Standort und einer bewegbaren Sonde.The invention further relates to a device for Implementation of the method with a measuring and Evaluation device at a given location and a movable probe.
In unzugänglichem Gelände, insbesondere für Baugrün dungen oder auch um ein Maß für die Einsinktiefe von über den Boden geführten Fahrzeugen zu halten, ist es häufig notwendig, die Tragfähigkeit des Grundes zu erkunden. Vielfach ist die zu prüfende Oberfläche überhaupt nicht oder nur sehr schwer zugänglich.In inaccessible terrain, especially for green spaces or a measure of the sinking depth to be held by vehicles which are routed above the ground it is often necessary to base the load-bearing capacity to explore. The surface to be tested is often not at all or very difficult to access.
Die Oberflächenkontur sowie auch grobe Dichteunter
schiede des Grundes und die Gewässertiefe können mit
einem Echolot bzw. anderen Verfahren unter Ausnutzung
des Reflexionsverhaltens elektromagnetischer Wellen
ermittelt werden. Eine zuverlässige Angabe über die
Tragfähigkeit des Grundes bzw. der Oberfläche wird
dabei jedoch nicht erhalten. Nach dem Stand der Technik
ist bisher so vorgegangen worden, daß der Grund mit
Stangen oder an Seilen, Ketten o. ä. hängenden Gewichten
abgetastet worden ist. Diese Methode ist jedoch höchst
unzuverlässig und erfordert das Mitführen von recht
sperrigen Geräten.
The surface contour as well as coarse density differences of the bottom and the water depth can be determined with an echo sounder or other methods using the reflection behavior of electromagnetic waves. However, reliable information about the load-bearing capacity of the ground or surface is not obtained. According to the prior art, it has been done so far that the base has been scanned with rods or weights hanging on ropes, chains or the like. However, this method is highly unreliable and requires you to carry bulky equipment.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren und die eingangs genannte Vorrich tung dahingehend weiterzuentwickeln, daß die Handhab barkeit erleichtert wird, aber dennoch die Oberflächen beschaffenheit hinreichend genau geprüft werden kann. Insbesondere sollen dabei ermittelt werden:The invention is based on the problem, the beginning mentioned method and the Vorrich mentioned tion to further develop that the handling Availability is facilitated, but still the surfaces quality can be checked with sufficient accuracy. In particular, the following should be determined:
- - die Gewässertiefe,- the depth of the water,
- - die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers über dem Gewässergrund,- The flow velocity of the water over the Body of water,
- - die Eindringtiefe als Maß für die Tragfähigkeit des Gewässergrundes.- The depth of penetration as a measure of the load-bearing capacity the bottom of the water.
Das Verfahren soll möglichst ohne Referenzdaten arbeiten und die Vorrichtung soll sowohl robust als auch leicht tragbar sein, d.h. ein geringes Gewicht aufweisen.If possible, the method should have no reference data work and the device is said to be both robust and also be easy to carry, i.e. light weight exhibit.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren gemäß der eingangs genannten Art durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.This task is carried out in a method according to the initially mentioned type by the in claim 1 marked features solved.
Die auf die eingangs genannte Vorrichtung bezogene Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Sonde in einer Halterung (aus)lösbar befestigt, mittels eines Be schleunigers beschleunigbar ist und Beschleunigungs aufnehmer für mindestens drei Richtungen aufweist.The related to the device mentioned Problem is solved in that the probe in a Bracket (off) releasably attached by means of a Be accelerator is accelerable and acceleration has transducers for at least three directions.
Vorteilhafterweise wird durch doppelte Integration der Beschleunigungs-Zeit-Funktion bis zum Auf treffen der Sonde auf die Oberfläche der Weg bzw. die Gewässertiefe erhalten. Die Eindringtiefe und/oder deren negative Beschleunigung beim Auftreffen auf die Oberfläche ist ein verläßliches Maß für die Trag fähigkeit des Grundes. Je lockerer der Boden ist, desto tiefer wird die Sonde eindringen. So kann z.B. ohne große Schwierigkeit ein nicht tragfähiger mooriger Untergrund leicht ermittelt werden. Advantageously, the double integration of Acceleration time function up to hit the probe on the surface of the path or the Preserve water depth. The depth of penetration and / or their negative acceleration on impact the surface is a reliable measure of the load ability of the reason. The looser the ground is the deeper the probe will penetrate. For example, without great difficulty an unsustainable one boggy subsoil can be easily determined.
Die auf die Oberfläche abzusenkenden Körper sind einer von der Strömungsgeschwindigkeit des Gewässers abhängigen Abdrift ausgesetzt. Um hier eine verläßliche Angabe machen zu können, mißt die Sonde zusätzlich die vertikal zu ihrer Bewegungs richtung gegebene Strömungsgeschwindigkeit des sie umgebenden Mediums und/oder - gegebenenfalls als Kon trolle - den relativ zum als feststehend angenommenen Medium zurückgelegten Weg.The bodies to be lowered onto the surface are exposed to a drift that is dependent on the flow velocity of the water. In order to be able to make a reliable statement here, the probe additionally measures the flow velocity of the medium surrounding it, which is vertical to its direction of movement, and / or - if necessary as a check - the path covered relative to the medium assumed to be fixed.
Im einzelnen wird aus der zweifachen Integration der Abwärtsbeschleunigung und der Zeit bis zum Auf treffen der Sonde auf die Oberfläche der Weg bzw. die Gewässertiefe erhalten. Dies gilt für Querbeschleuni gung, Strömungsgeschwindigkeit und Abdrift entspre chend.In detail, double integration becomes the downward acceleration and the time to up hit the probe on the surface of the path or the Preserve water depth. This applies to lateral acceleration supply, flow velocity and drift correspond chatting.
Der zeitliche Verlauf der negativen Beschleunigung beim Auftreffen auf die Oberfläche ist ein indirektes Maß für die Tragfähigkeit des Grundes. Je lockerer der Boden ist,The time course of the negative acceleration when hitting the surface is an indirect one Measure of the load-bearing capacity of the ground. The looser the bottom is
- - desto geringer wird das Maß der Abbremsung sein und- the lower the degree of braking will be and
- - desto tiefer wird die Sonde in den Boden eindringen.- the deeper the probe will penetrate into the ground.
So kann z.B. ohne große Schwierigkeit ein nicht trag fähiger mooriger Untergrund leicht ermittelt werden.For example, not a problem without great difficulty capable boggy subsoil can be easily determined.
Im konstruktiv einfachsten Fall besteht die Halterung aus mindestens zwei, um Schwenkpunkte seitlich ab schwenkbare Schenkel, die die Sonde lösbar halten. Durch Abschwenken der Schenkel kann die Sonde ausge klinkt werden, wobei der exakte Ausklinkzeitpunkt meßtechnisch zuverlässig überwacht werden kann.In the simplest case, the bracket is available from at least two to pivot points laterally swiveling legs that releasably hold the probe. The probe can be swung out by swiveling the legs be clicked, the exact release time can be reliably monitored by measurement technology.
Zur weiteren Automatisierung hat es sich bewährt, daß jeder der Schenkel ein Arm eines zweiarmigen Hebels ist, in dessen Drehpunkt vorzugsweise die Achse für eine Kabeltrommel gelagert ist, die ein mit der Sonde verbundenes Rückholseil aufnimmt.It has proven itself for further automation, that each of the legs is an arm of a two-armed lever is in the pivot point, preferably the axis for a cable drum is mounted, one with the probe connected return rope.
Die Beschleunigung der Sonde kann bei Absenk- bzw. Fallbewegungen einerseits durch ihr Eigengewicht herbeigeführt werden, andererseits kann die Sonde eine Haltevorrichtung besitzen, die als Druckbehälter mit einer Austrittsöffnung ausgebildet ist, die der Form des Sondenmantels entspricht. In diesem Druckbe hälter wird durch pneumatischen Druck oder ein Kraft speicherelement die oberseitige Sondenstirnfläche beaufschlagt. Solange die Sonde in der Halterung festklemmt, bleibt der Innendruck wirkungslos; nach Abschwenken der genannten Schenkel oder einer anderen Befestigung wird die Sonde durch die aus dem Innen druck resultierende Kraft beschleunigt.The acceleration of the probe can be Falling movements on the one hand due to their own weight can be brought about, on the other hand the probe have a holding device that acts as a pressure vessel is formed with an outlet opening which Corresponds to the shape of the probe jacket. In this Druckbe Pneumatic pressure or a force will hold the container storage element the top face of the probe acted upon. As long as the probe is in the holder clamped, the internal pressure remains ineffective; to Swiveling the mentioned legs or another The probe is fastened through from inside pressure resulting force accelerates.
Für die Weiterleitung der Meßwerte aus der Sonde dient eine ebenfalls auf der Kabeltrommel aufgewickel te bzw. mit dem Rückholseil verbundene Meßleitung oder ein Sender, der die Meßwerte dem Empfänger als Teil des Meß- und Auswertegerätes sendet.For forwarding the measured values from the probe also serves a wound on the cable drum te or measuring line connected to the return cable or a transmitter that sends the measured values to the receiver sends as part of the measuring and evaluation device.
Die Sonde sollte möglichst strömungsgünstige Formen besitzen; vorzugsweise besteht sie aus einem im wesentlichen zylindrischen Körper mit einer konischen Sondenspitze. The probe should be as aerodynamic as possible have; it preferably consists of an im essentially cylindrical body with a conical Probe tip.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous embodiments of the invention are marked in the subclaims.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt, anhand der das Verfahren und die Vorrichtung näher erläutert wird. Es zeigenAn embodiment of the invention is in the Drawings shown using the process and the device is explained in more detail. Show it
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch die Vorrichtung und Fig. 1 shows a schematic cross section through the device and
Fig. 2 bis 4 jeweilige Diagramme mit der Beschleuni gung, der Geschwindigkeit und dem zurückgelegten Weg der Sonde gegen die Zeit. Fig. 2 to 4 respective diagrams with the acceleration, the speed and the distance covered by the probe against time.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem nicht näher bezifferten Gehäuse mit einer Halterung 11 für die Sonde 10, die eine ebene, obenseitige Sondenstirnfläche 10 a und eine Sondenspitze 10 b besitzt. Im übrigen ist die Sonde im wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Als Beschleuniger 12 der Sonde dient ein Behälter mit einer unterseitigen Austrittsöffnung 20, die der Mantelform der Sonde 10 entspricht. Die zur Beschleunigung benötigte Kraft kann mittels pneumatischem Druck oder z.B. einer vorgespannten Feder aufgebracht werden. Wesentlicher Bestandteil sind Meßwertaufnehmer für deren Beschleunigung in mindestens drei Achsen. Im einfachsten Fall werden die von einem Beschleu nigungsaufnehmer 13 aufgenommenen Beschleunigungs signale mittels einer elektrischen Leitung weiter gegeben, die vorzugsweise mit dem Rückholseil 18 ge koppelt ist, das ab- bzw. aufwickelbar auf der Kabel trommel 17 liegt. Eine drahtlose Datenübertragung mittels eines in der Sonde 10 angebrachten Senders 21 und eines in dem Auswertgerät installierten Empfängers ist entsprechend möglich. Vor Betätigung der Sonde 10 wird diese mit Klemmbacken von Schenkeln 14 gehalten, die Teil eines um die Drehpunkte 16 schwenkbaren, zweiarmigen Hebels sind. Die Drehpunkte 16 sind gleichzeitig Aufnahmepunkte für die Achse der Kabeltrommel 17. Die den genannten Halteschen keln 14 abgewandten Hebelarme der Halterung 11 sind endseitig an Befestigungspunkten 15 mit einer Spann vorrichtung 19 gekoppelt, so daß durch Betätigung dieser die Sonde 10 ausgelöst werden kann.The device shown in Fig. 1 consists essentially of an unspecified housing with a holder 11 for the probe 10 , which has a flat, top-side probe end face 10 a and a probe tip 10 b . Otherwise, the probe is essentially cylindrical. A container with an outlet opening 20 on the underside, which corresponds to the jacket shape of the probe 10 , serves as the accelerator 12 of the probe. The force required for acceleration can be applied using pneumatic pressure or, for example, a preloaded spring. An essential part are sensors for their acceleration in at least three axes. In the simplest case, the acceleration signals recorded by an acceleration transducer 13 are passed on by means of an electrical line, which is preferably coupled to the return cable 18 , which can be unwound or wound on the cable drum 17 . A wireless data transmission by means of a transmitter 21 mounted in the probe 10 and a receiver installed in the evaluation device is correspondingly possible. Before the probe 10 is actuated, it is held with jaws by legs 14 which are part of a two-armed lever which can be pivoted about the pivot points 16 . The fulcrums 16 are also receiving points for the axis of the cable drum 17 . The above-mentioned retaining legs 14 facing away lever arms of the bracket 11 are coupled at the end to attachment points 15 with a clamping device 19 , so that the probe 10 can be triggered by actuation of this.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Spannvorrichtung 19 derart betätigt, daß die oberen Hebelarme der Halterung 11(Befestigungspunkte 15) aufeinanderzu geschwenkt werden. Hierdurch werden die Schenkel 14 seitlich abgeschwenkt und die Sonde 10 freigegeben. Die in dem Druckbehälter 12 erzeugte Kraft drückt auf die oberseitige Stirnfläche 10 a, so daß auf die Sonde 10 diese als auch die durch ihre Eigenmasse bestimmte Kraft wirkt. Bei Bewegung der Sonde 10 nach unten wird diese zunächst durch die auf die obenseitige Stirnfläche wirkende Kraft relativ stark beschleunigt. Die vertikalen Be schleunigungswerte a (t) sind der Fig. 2 zu entnehmen. Der Auslösezeitpunkt der Sonde 10 ist mit t 1 bezeichnet. Nachdem die Sonde 10 den Druckbehälter 12 verlassen hat, wirkt nur noch die durch ihre eigene Masse bestimmte Gewichtskraft beschleunigend, aller dings vermindert um den Reibungswiderstand sowie den Auftrieb.To carry out the method according to the invention, the tensioning device 19 is actuated such that the upper lever arms of the holder 11 (fastening points 15 ) are pivoted towards one another. As a result, the legs 14 are pivoted sideways and the probe 10 is released. The force generated in the pressure vessel 12 presses on the top face 10 a , so that this acts on the probe 10 as well as the force determined by its own weight. When the probe 10 is moved downwards, it is initially accelerated relatively strongly by the force acting on the top end face. The vertical acceleration values a (t) are shown in FIG. 2. The triggering time of the probe 10 is designated t 1 . After the probe 10 has left the pressure vessel 12 , only the weight force determined by its own mass has an accelerating effect, but less by the frictional resistance and the buoyancy.
Die Beschleunigungskurve wird daher nach Verlassen des Druckbehälters zum Zeitpunkt t 1′ fast bis auf etwa Erdbeschleunigung (1 g) abfallen, wobei im vorliegenden Fall eine konstante, aus der Eigenmasse angenommene Beschleunigung angenommen wird. Zum Zeit punkt t 2 trifft die Sonde 10 auf die zu prüfende Oberfläche, wo sie relativ stark abgebremst wird und innerhalb kurzer Zeit ihre gesamte kinetische Energie einbüßt. Zum Zeitpunkt t 3 kommt die Sonde 10 nach Durchlaufen eines gewissen Eindringweges (vgl. Fig. 4) zur Ruhe.The acceleration curve will therefore, after leaving the pressure vessel at time t 1 ', drop almost to approximately gravitational acceleration ( 1 g ), in the present case a constant acceleration assumed from the dead weight is assumed. At time t 2 , the probe 10 hits the surface to be tested, where it is braked relatively strongly and loses all of its kinetic energy within a short time. At time t 3 , the probe 10 comes to rest after passing through a certain penetration path (cf. FIG. 4).
Die Zeitfunktion der Geschwindigkeit ist der Fig. 3 zu entnehmen, insbesondere wird dort deutlich, daß die Geschwindigkeit sehr stark zwischen den vordefinierten Zeiten t 1 und t 1′ zunimmt, zwischen t 1′ und t 2 mit kleiner Steigerung wächst bis die Geschwindigkeit zwischen t 2 und t 3 rapide abnimmt. Fig. 4 zeigt den Wegverlauf, wobei als Null-Linie der Abschußort der Sonde 10 angenommen wird.The time function of the speed is shown in FIG. 3, in particular it becomes clear that the speed increases very strongly between the predefined times t 1 and t 1 ', between t 1 ' and t 2 increases with a small increase until the speed between t 2 and t 3 decreases rapidly. FIG. 4 shows the course of the path, the launching location of the probe 10 being assumed as the zero line.
Zwischen den Zeiten t 1 und t 1′ wird der zurückgelegte Weg durch das Maß der vom Druckbehälter 12 herrührenden Beschleunigung bestimmt. Ab dem Zeitpunkt t 2 wird der zurückgelegte Weg nur noch um die Eindringtiefe s E wachsen (vergrößert dargestellt).Between times t 1 and t 1 ', the distance covered is determined by the degree of acceleration originating from pressure vessel 12 . From time t 2 , the distance covered will only grow by the penetration depth s E (shown enlarged).
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19883834846 DE3834846A1 (en) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | Method and device for the examination of the surface condition in terrain which is difficult to access or inaccessible |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19883834846 DE3834846A1 (en) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | Method and device for the examination of the surface condition in terrain which is difficult to access or inaccessible |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3834846A1 true DE3834846A1 (en) | 1990-04-19 |
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ID=6365008
Family Applications (1)
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DE19883834846 Withdrawn DE3834846A1 (en) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | Method and device for the examination of the surface condition in terrain which is difficult to access or inaccessible |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3834846A1 (en) |
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- 1988-10-13 DE DE19883834846 patent/DE3834846A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BLOHM + VOSS INTERNATIONAL GMBH, 2000 HAMBURG, DE |
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8141 | Disposal/no request for examination |