ES2331216B2 - Dispositivo para la medida de deformaciones en el interior del terreno. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la medida de deformaciones en
el interior del terreno, desarrollado para su colocación dentro de
un orificio circular realizado al efecto (sondeo), constituido por
dos tubos, uno interior (1) al otro (2), y de un determinado número
de elementos de fijación (3), constituidos por cilindros y pistones
comprimidos con un muelle (5) y fijados mediante un pasador (4) que
se retira desde el exterior mediante un cable (6) o eléctricamente
liberando así el muelle y consiguiendo la fijación al terreno de
dichos cilindros. Los movimientos del punto en el que se fijan se
transmiten al exterior mediante cables o varillas (7) guiadas,
sujetas en uno de sus extremos a los cilindros y en el otro a un
captador de desplazamiento de tipo eléctrico o mecánico (8). De
aplicación en el control de movimientos en el terreno, tanto para
aspectos relacionados con investigación como para el control de
obras.
Description
Dispositivo para la medida de deformaciones en
el interior del terreno.
El objeto de la presente invención es un
dispositivo mecánico para la medida de deformaciones en el terreno.
El sector del área de la técnica es el de maquinaria y equipo
mecánico, mientras que sería de aplicación tanto en el sector de
obra civil como de minería para el control de movimientos en el
terreno, en minas, túneles, taludes, balsas etc., aplicable tanto
para investigación como para control de obras.
En la actualidad los dispositivos que se conocen
se denominan extensómetros multipunto y son fundamentalmente de dos
tipos: los que para su colocación necesitan emplear una resina o
cemento para su fijación al terreno o los que disponen de un
dispositivo mecánico accionado mediante un tornillo (formado por
garras o uñas), hidráulico o neumático, que se hincha para su
fijación al terreno. En todos los casos la transmisión del
movimiento se realiza mediante barras gruesas, cables dentro de
camisas flexibles o pequeños tubos con el fin de evitar
deformaciones que puedan modificar la medida. Esto da lugar a
limitaciones en el número de puntos de medida, a la modificación de
las propiedades del terreno por una rigidización excesiva de las
zonas contiguas al punto de medida y a un aumento del peso del
conjunto.
La invención que se presenta es un dispositivo
mecánico que permite la medida de movimientos relativos en el
terreno. Se compone de dos tubos cilíndricos de diámetros
diferentes, de forma que uno pueda introducirse dentro del otro,
quedando una pequeña holgura entre ellos que permita su movimiento
relativo.
A estos dos tubos se acoplan las siguientes
partes:
- -
- Una brida que se une a los tubos y que permite su fijación a la superficie exterior del terreno.
- -
- Varios elementos de fijación al terreno del sondeo situados en los tubos, en los lugares adecuados de acuerdo a los puntos de medida previamente elegidos, y cuya misión es la de anclarse al terreno y moverse solidariamente con él. Estos elementos de fijación se componen de un tubo dentro del cual se sitúan dos pistones entre los que se ubica un resorte comprimido fijado mediante un pasador. Cuando se retira dicho pasador los pistones se liberan y se fijan al terreno por acción del resorte.
- -
- El conjunto se completa con varillas o cables, según el tipo de construcción, unidas a los elementos de fijación al terreno cuya misión es transmitir los movimientos al exterior. Para su posicionamiento se mecanizan sobre los tubos ranuras longitudinales con una longitud adecuada al rango de medida deseado y con radios coincidentes con el radio de los elementos de fijación.
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Además el dispositivo se compone de:
- -
- Separadores y posicionadores de varillas o cables fijados al tubo interior cada cierta longitud. Su función dentro del equipo es el guiado de las varillas o de los cables, impidiendo que se produzcan flexiones que desvirtúen las medidas.
- -
- Equipo de medida de desplazamientos, situado sobre la brida exterior, formado por un soporte sobre el que se sitúan transductores de desplazamiento eléctricos o mecánicos y que permite la medida de los movimientos sufridos por el extremo de las varillas o de los cables y, por lo tanto, del punto del terreno donde se asientan los elementos de fijación.
- -
- Cables, de cualquier material resistente, para el desbloqueo de los elementos de fijación. Van unidos a los pasadores.
- -
- Manguitos de conexión para los tubos interiores y para los tubos exteriores que permiten la unión entre tubos para alcanzar la longitud deseada.
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La invención aporta, frente a los dispositivos
que actualmente se conocen, una serie de ventajas, como son la
posibilidad de medida de movimientos en un gran número de puntos
sin un montaje complejo; la gran facilidad en la fijación al terreno
de los puntos fijos que servirán de referencia en las medidas; el
uso de varillas o cables de transmisión de movimiento de pequeño
diámetro y bajo peso, dado que todo el sistema se introduce en dos
tubos de materiales muy ligeros que permiten, por una parte, el
montaje y posicionamiento de los elementos que se han de fijar al
terreno y, por otra, el guiado de las varillas o de los cables de
transmisión de movimiento impidiendo su deformación, lo que
posibilita además su pequeño diámetro.
La característica más importante de la presente
invención, y que la distingue de las que actualmente se conocen, es
precisamente la disposición del conjunto de los elementos de
fijación, de transmisión de deformaciones y de desbloqueo de los
elementos de fijación dentro de dos tubos y cuya misión fundamental
es:
- -
- Situar exactamente la posición de los elementos de fijación y en consecuencia de los puntos de medida.
- -
- Desbloqueo de los elementos de fijación.
- -
- Guiado de las varillas o cables de transmisión de desplazamiento.
- -
- Guiado de los cables de desbloqueo.
- -
- Preparación del conjunto para su transporte y posicionamiento en obra.
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Es de aplicación industrial en el control de
movimientos en el terreno, en minas, túneles, taludes, terraplenes,
presas, etc. tanto para investigación como para control de
obras.
Para facilitar la comprensión de lo descrito en
esta memoria se acompañan unos dibujos que, sin ser limitativos de
su alcance, representan un modo práctico de realización del
dispositivo objeto de esta patente, así como su colocación y el
proceso de medida:
La figura 1 representa una vista en alzado del
dispositivo.
La figura 2 es una vista en planta del
dispositivo.
La figura 3 indica la forma de montaje en el
sondeo y su posición final antes de desbloquear los elementos de
fijación al terreno.
La figura 4 es una vista de su posición final
dentro del terreno con los elementos de fijación desbloqueados y
liberados de los tubos, y los tubos en su posición final.
La figura 5 representa un detalle de los
elementos de fijación al terreno.
La figura 6 es una vista en tres dimensiones de
los tubos y su forma de conexión.
La figura 7 muestra una vista espacial del
dispositivo con varios tubos acoplados.
La figura 8 representa la forma de apilamiento
de los tubos para su transporte así como la situación de los
conectadores de las varillas.
La invención que se presenta puede fabricarse
para distintas longitudes de medida y distintos diámetros de
sondeo. Se explicará una forma de realización preferente para una
longitud total de 21 m y puntos de medida a los 2 m, 5 m, 15 m y 20
m, y para un diámetro de sondeo de 68 mm:
Se parte de dos tubos [1 y 2] comerciales de
PVC, aluminio o fibra de vidrio. El tubo exterior [2] tiene un
diámetro exterior de 63 mm y un diámetro interior de 53 mm;
mientras que el tubo interior [1] tiene un diámetro exterior de 50
mm y un diámetro interior de 44 mm. Los tubos [1] y [2] se cortan
en 6 tramos de 3,5 m de longitud y se preparan los manguitos de
conexión [12] y [13]. Se unen los tubos y se marcan los puntos de
medida antes seleccionados (2 m, 5 m, 15 m y 20 m). Posteriormente,
se desacoplan los tubos y se mecanizan las ranuras longitudinales
[10] en las posiciones marcadas tanto en el tubo interior [1] como
en el exterior [2]. Se introduce un tubo en el interior del otro
(en tramos de 3,5 m) y se alinean las ranuras, es decir, se hacen
coincidir las de los dos tubos, introduciéndose en su interior los
elementos de fijación [3] y uniendo a ellos las varillas [7]
previamente introducidas en el tubo interior. Se colocan las guías
de varillas [16] y, una vez realizada esta operación, se sacan al
exterior de los tubos los cables de desbloqueo [6] por los orificios
[11] y se fijan al exterior del tubo [2] mediante cinta adhesiva.
Seguidamente se desplazan ambos tubos en dirección longitudinal y
sentidos contrarios hasta que los elementos de fijación [3] queden
perfectamente sujetos, tal como aparecen dibujados en la figura 3,
procediendo a su inmovilización mediante un tornillo o remache [15].
Se colocan los elementos de unión de varillas [22] y se apilan los
diferentes tramos uniéndolos mediante la abrazadera [23], quedando
de esta forma listos para el transporte. Por ultimo se prepara el
soporte de los captadores [17].
A partir de este momento se puede introducir el
dispositivo en el agujero realizado en el terreno, para lo cual se
sueltan los tubos, se eliminan de las abrazaderas [23] y se van
introduciendo los diferentes tramos uniendo los tubos entre sí
mediante los manguitos de conexión [12] y [13], y las varillas [7]
mediante los correspondientes elementos de unión [22]. Una vez
introducido totalmente, se coloca en el exterior el soporte de los
captadores [17], se inmovilizan los tubos y se procede al
desbloqueo, desde el exterior, de los elementos de fijación [3]
mediante los cables [6], que son retirados completamente.
Posteriormente se dejan libres los tubos [1, 2] y se mueven hasta
que los elementos de fijación [3] queden perfectamente libres, tal
como se muestra en la figura 4. En este momento se fijan los tubos
al soporte de los captadores [17] mediante tornillos [14] y se
ajustan los captadores o elementos de medida [8].
En estas condiciones los tubos solamente tienen
la misión de soporte de las guías de las varillas de medida [7] y
permiten el libre movimiento de los elementos de fijación, que se
moverán solidariamente con el punto del terreno al que están
sujetos.
Otros elementos representados en las figuras
son:
- [9]
- tambor para el desbloqueo de los elementos de fijación al terreno.
- [24]
- sondeo realizado en el terreno.
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La figura 5 representa los elementos de fijación
al terreno y se compone de:
- [4]
- pasador de desbloqueo, libera los pistones [18] y [21].
- [5]
- muelle para ejercer la fuerza de anclaje.
- [18]
- pistón interior.
- [21]
- pistón exterior.
- [20]
- tubo de guiado de pistones.
- [19]
- elemento de conexión de varillas [7].
Claims (4)
1. Dispositivo para la medida de deformaciones
en el interior del terreno que comprende dos tubos, colocados uno
en el interior del otro [1] y [2], con ranuras longitudinales [10]
que permiten la inmovilidad durante el transporte y el
posicionamiento en el sondeo de varios elementos de fijación al
terreno [3], fijación que se consigue liberando un pasador [4]
mediante el uso de cables de pequeña sección, preferentemente entre
1 mm y 2 mm de diámetro [6] y varillas o cables [7] capaces de
transmitir el movimiento desde los elementos de fijación al terreno
a captadores de desplazamiento [8] situados en el exterior de
terreno.
2. Dispositivo para la medida de deformaciones
en el interior del terreno, según la reivindicación 1,
caracterizado porque los elementos de fijación al terreno
[3] se componen de un tubo [20] dentro del cual se sitúan dos
pistones [18 y 21] entre los que ubica un muelle de alta rigidez
[5], el cual se mantiene comprimido mediante un pasador [4] que es
liberado desde el exterior mediante un cable [6].
3. Dispositivo para la medida de deformaciones
en el interior del terreno, según la reivindicación 1,
caracterizado porque las varillas o los cables [7] son
conducidas mediante guías [16] situadas sobre el tubo interior [1]
para impedir su flexión lateral, y se encuentran sujetas en uno de
sus extremos a los elementos de fijación al terreno [3] y en el
otro a un captador de desplazamiento de tipo eléctrico o mecánico
[8].
4. Dispositivo para la medida de deformaciones
en el interior del terreno, según reivindicaciones anteriores,
caracterizado por disponer de elementos de interconexión de
tubos, manguitos de conexión [12] y [13], que permiten la
colocación de un número muy elevado de puntos de medida (superior a
10) a una distancia de la superficie exterior del terreno superior
a 100 m debido a la posibilidad de apilar los tubos en longitudes
razonables (entre 3 m y 5 m) para su transporte y manipulación.
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| ES2331216A1 ES2331216A1 (es) | 2009-12-23 |
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| US4719803A (en) * | 1987-04-20 | 1988-01-19 | Roctest Ltee/Ltd. | Borehole extensometer for monitoring relative mass displacements |
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