ITGE20110045A1

ITGE20110045A1 - Dispositivo e metodo per il monitoraggio di parametri geotecnici-strutturali di terreni, rocce e strutture in genere, in fori diversamente inclinati o giaciture su superfici aventi diversi orientamenti spaziali

Info

Publication number: ITGE20110045A1
Application number: IT000045A
Authority: IT
Inventors: Luigi Foglino; Sara Foglino; Valentina Foglino
Original assignee: C S G Srl
Priority date: 2011-04-18
Filing date: 2011-04-18
Publication date: 2012-10-19
Also published as: EP2514916B1; EP2514916A2; EP2514916A3

Description

DESCRIZIONE dell'Invenzione Industriale dal titolo: "Dispositivo e metodo per il monitoraggio di parametri geotecnici-strutturali di terreni, rocce e strutture in genere, in fori diversamente inclinati o giaciture su superfici aventi diversi orientamenti spaziali"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo per il monitoraggio di parametri geotecnici-strutturali di terreni, rocce e strutture in genere, comprendente almeno due o piÃ¹ elementi rigidi di alloggiamento, in almeno uno dei quali Ã ̈ montato almeno un sensore relativo ad almeno un parametro da monitorare.

Gli almeno due o piÃ¹ elementi rigidi d'alloggiamento sono disposti in successione uno di seguito all'altro lungo una prestabilita linea od un prestabilito asse, essendo interposto fra ciascun elemento rigido di alloggiamento e quello immediatamente successivo un elemento di connessione deformabile, che consente almeno un grado di libertÃ di movimento relativo fra i due elementi rigidi che collega.

L'almeno un sensore comunica con mezzi di raccolta dei segnali in uscita dallo stesso che possono essere montati nel dispositivo o in una separata stazione remota.

Esistono diversi dispositivi per il monitoraggio di parametri geotecnici-strutturali noti allo stato dell'arte, tra cui il dispositivo descritto all'interno del documento EF 1664486 di titolaritÃ della stessa richiedente, che Ã ̈ da considerarsi parte integrante della presente descrizione.

I dispositivi noti allo stato dell'arte si presentano dunque come una successione di elementi rigidi disposti lungo un asse, alternati ad elementi deformabili, assumendo la forma di una sorta di colonna deformabile, snodata alle estremitÃ degli elementi rigidi, in modo da aderire al terreno all'interno della sede, ossia il foro, dove viene inserito il dispositivo per il monitoraggio.

Attualmente tali dispositivi noti allo stato dell'arte sono multiparametrici, ossia i sensori presenti all'interno dei dispositivi di monitoraggio sono costituiti da sensori chimici, sensori di temperatura, sensori di pressione e di livello piezometrico, misuratore di potenziale elettrico, nonchÃ© sensori inclinometrici.

I sensori perÃ² sono sensibili al posizionamento del singolo elemento rigido all'interno del quale sono posizionati, per cui risentono fortemente del posizionamento iniziale dell'elemento rigido, in quanto la condizione iniziale dello stesso Ã ̈ il valore che il sensore prende come riferimento per la registrazione del parametro di interesse da monitorare.

In particolar modo riguardo ai sensori inclinometrici, il sistema di riferimento del sensore Ã ̈ coincidente al sistema di riferimento dell'elemento rigido, ossia gli assi x, y, z del sensore sono coincidenti con quelli dell'elemento rigido e il sensore registra variazioni lungo gli assi in caso di spostamento dell'elemento rigido.

I sensori inclinometrici hanno perÃ² range limitati, ossia non misurano oltre una determinata angolazione che puÃ² variare, in determinati modelli di sensore, per mantenere caratteristiche di accuratezza compatibili con il tipo di applicazione; oltre questo range il sistema di misura diventa impreciso.

Questo inconveniente risulta particolarmente svantaggioso nei casi in cui il monitoraggio deve avvenire su superfici o giaciture che presentano giÃ una inclinazione rispetto al piano verticale, in quanto eventuali variazioni di inclinazioni che escono dal range di valori del sensore inclinometrico non verrebbero segnalate. Questo malfunzionamento avviene anche quando la superficie da monitorare non solo risulta inclinata rispetto al piano verticale, ma presenta continue variazioni di inclinazione, come nel caso di una galleria o di un profilo di cresta rocciosa, dove ogni elemento rigido del dispositivo si trova orientato con una differente inclinazione.

I dispositivi noti allo stato dell'arte cercano di risolvere tale inconveniente attraverso il montaggio del sensore inclinometrico su un supporto giÃ angolato che presenta l'angolazione della zona che si intende monitorare, ma ciÃ² oltre ad una richiesta conoscenza della zona di interesse, non consente la riutilizzazione del dispositivo se non per fori che presentano la medesima inclinazione.

Esiste dunque una necessitÃ non soddisfatta di realizzare un dispositivo per il monitoraggio di parametri geotecnici-strutturali di terreni, rocce e strutture in genere che tramite accorgimenti relativamente semplici e poco costosi consenta il monitoraggio indipendentemente dalle condizioni di tale struttura, ossia realizzando un dispositivo versatile e di semplice utilizzo che possa adattare le proprie caratteristiche di rilevamento in base alle condizioni durante le operazioni "di campo".

L'invenzione consegue gli scopi di cui sopra realizzando un dispositivo come descritto in precedenza in cui all'interno di ciascuno degli almeno due o piÃ¹ elementi rigidi di alloggiamento sono presenti mezzi per la regolazione delle condizioni di funzionamento dell'almeno un sensore con riferimento alle condizioni di funzionamento del corrispondente elemento di alloggiamento, per regolare il segnale in uscita dal sensore ad un valore di riferimento prestabilito che Ã ̈ all'interno del range di misurazione del sensore nella condizione iniziale di installazione del dispositivo.

Sono dunque presenti, alloggiati all'interno degli elementi rigidi, ulteriori mezzi di regolazione che consentono la registrazione del e/o dei sensori presenti all'interno dell'elemento rigido, che permettono un adattamento del funzionamento del e/o dei sensori tramite una regolazione del segnale in uscita degli stessi, ad un valore che rientra all'interno del range del e/o dei sensori.

Vantaggiosamente infatti tale regolazione avviene tramite l'impostazione delle condizioni iniziale del e/o dei sensori, ossia si agisce sui valori acquisiti dal e/o dei sensori sul parametro da monitorare all'inizio della registrazione.

Le condizioni iniziali vengono preferibilmente impostate ad un valore pari a zero che corrisponde al valore zero del segnale in uscita dell'almeno un sensore.

PoichÃ© le variazioni dei parametri da monitorare non sono generalmente maggiori della scala di valori che il sensore Ã ̈ in grado di misurare, questa importante caratteristica consente di impostare tramite i mezzi di regolazione, lo zero del segnale di uscita dal sensore in corrispondenza delle condizioni "di campo", ossia si varia il sistema di riferimento del sensore in riferimento alle condizioni del campo e non in riferimento al posizionamento di ogni singolo elemento rigido di alloggiamento del sensore stesso.

Questo consente di monitorare variazioni che nei dispositivi noti allo stato dell'arte rischierebbero di uscire dal range di valori che il sensore Ã ̈ in grado di registrare, specialmente quando i valori le condizioni della zona da monitorare si discostano dai valori di riferimento con i quali i sensori vengono settati.

Si specifica che all'interno del dispositivo della presente invenzione si puÃ² prevedere un numero qualsivoglia di sensori, si possono prevedere sensori di tipologie differenti, ossia di tutte le tipologie note allo stato dell'arte, alloggiati all'interno del medesimo elemento rigido di alloggiamento, oppure in diversi elementi rigidi di alloggiamento. Ogni elemento di alloggiamento puÃ² avere lo stesso numero di sensori, oppure ognuno puÃ² presentare sensori differenti sia di numero che di tipologia.

Indipendentemente dal numero e dalla tipologia dei sensori i mezzi di regolazione possono, secondo una variante esecutiva, essere costituiti da mezzi elettronici che riprogrammano il sensore, impostando il range di funzionamento in modo che lo zero del segnale di uscita dei diversi sensori corrisponda al valore del parametro da monitorare, rilevato durante la registrazione.

Secondo una variante esecutiva del dispositivo oggetto della presente invenzione l'almeno un sensore Ã ̈ un sensore di posizione ed i mezzi di regolazione sono costituiti da un elemento di supporto per l'almeno un sensore, che Ã ̈ montato all'interno dell'elemento rigido d'alloggiamento, in modo spostabile secondo almeno un grado di libertÃ relativamente all'elemento rigido di alloggiamento ed sempre all'interno dell'elemento rigido sono previsti mezzi di comando dello spostamento dell'elemento di supporto in una posizione, fra una pluralitÃ di posizioni, e di bloccaggio nella detta posizione i quali mezzi sono azionabili dall'esterno e a distanza dall'elemento rigido di alloggiamento.

Ãˆ dunque possibile azionare la movimentazione dell'elemento di supporto a distanza, preferibilmente tramite mezzi di comando elettrici che comunicano con i mezzi di raccolta dei dati in uscita descritti in precedenza, che sono a loro volta collegati con i sensori e in questo caso particolare con l'uno o piÃ¹ elementi di supporto dei sensori.

Alternativamente, sempre nel caso in cui il sensore sia un sensore di posizione ed i mezzi di regolazione siano costituiti da un elemento di supporto per il sensore, montato all'interno dell'elemento rigido d'alloggiamento, in modo spostabile secondo almeno un grado di libertÃ relativamente all'elemento rigido di alloggiamento, sono previsti mezzi di comando dello spostamento dell'elemento di supporto in una posizione, fra una pluralitÃ di posizioni, e di bloccaggio nella detta posizione i quali mezzi sono all'interno del detto elemento di alloggiamento e sono accessibili dall'esterno attraverso una sfinestratura di accesso provvista di un coperchio amovibile di chiusura a tenuta della stessa.

Quindi non Ã ̈ solo possibile controllare la movimentazione dell'elemento di supporto del sensore tramite mezzi elettronici a distanza, ma Ã ̈ possibile agire direttamente, anche manualmente, per regolare il posizionamento dell'elemento di supporto e conseguentemente il funzionamento del e/o dei sensori.

Una forma attuativa del dispositivo oggetto della presente invenzione prevede che siano presenti mezzi di controllo atti al controllo della regolazione dei mezzi di regolazione dell'almeno un sensore. Tali mezzi di controllo possono rilevare il segnale in uscita per controllare se le condizioni iniziali del sensore sono state correttamente impostate in base alle condizioni iniziali del parametro da monitorare. Alternativamente o in combinazione i mezzi di controllo possono agire direttamente sulla condizione di funzionamento impostata, ad esempio sul posizionamento corretto dell'elemento di supporto del sensore.

La prima soluzione puÃ² essere preferibilmente utilizzata quando i mezzi di comando sono costituiti da mezzi elettronici, mentre la seconda quando i mezzi di comando sono costituiti da mezzi meccanici e/o di regolazione manuale.

Secondo una variante esecutiva preferita, il sensore all'interno dell'elemento rigido di alloggiamento Ã ̈ costituito da un inclinometro ed l'elemento di supporto Ã ̈ montato oscillante all'interno dell'elemento rigido, secondo un prestabilito asse, in modo da modificare l'orientamento relativo fra il sensore d'inclinazione ed un asse dell'elemento rigido di alloggiamento.

Analogamente a quanto descritto prima, nel l'angolazione dell'elemento di supporto che viene montato oscillante all'interno dell'elemento rigido di alloggiamento Ã ̈ regolabile attraverso mezzi di comando, manualmente oppure mediante mezzi comandabili a distanza come mezzi motorizzati o simili .

Secondo le caratteristiche appena descritte, anche quando la zona da monitorare Ã ̈ costituita da fori o giaciture o superfici che presentano una inclinazione diversa da zero rispetto al piano verticale, l'ampiezza dell'inclinazione viene registrata come valore zero dal sensore grazie all'oscillazione dell'elemento di supporto che viene movimentato per compiere una oscillazione di uguale ampiezza ma opposto verso rispetto a quella compiuta dall'asse verticale dell'elemento rigido di alloggiamento .

Un perfezionamento del dispositivo oggetto della presente invenzione prevede che ciascun elemento rigido di alloggiamento sia costituito da una cassa tubolare rigida, che presenta almeno una finestratura sulla parete di mantello in modo tale per cui Ã ̈ possibile accedere dall'esterno al fine di regolare l'elemento di supporto all'interno della cassa stessa, mentre sono previsti mezzi amovibili di chiusura a tenuta per tale finestratura.

In particolare i mezzi di chiusura a tenuta della finestratura sono costituiti da un manicotto tubolare, montato scorrevole lungo la superficie esterna della cassa tubolare e coassiale alla stessa e sulle estremitÃ del manicotto sono presenti guarnizioni del tipo "o-ring" che garantiscono lo scorrimento a tenuta del manicotto.

L'utilizzo del manicotto permette oltre ad un agevole scorrimento anche di facilitare l'accesso per la regolazione del funzionamento del sensore, che puÃ² essere ottenuta tramite la regolazione dell'elemento di supporto, come descritto in precedenza.

Secondo una variante esecutiva preferita il sensore di inclinazione Ã ̈ montato su un elemento di supporto costituito da una piastrina di supporto che risulta oscillante all'interno dell'elemento di alloggiamento tubolare intorno ad un asse diametrale, mentre l'asse di riferimento del sensore di inclinazione Ã ̈ orientato in direzione dell'asse longitudinale dell'elemento rigido tubolare, mentre la posizione angolare fra l'asse di riferimento del sensore d'inclinazione e l'asse dell' elemento tubolare viene variata mediante oscillazione della piastrina di supporto intorno all'asse diametrale di oscillazione, essendo la piastrina spostabile angolarmente su un alberino coassiale all'asse ed essendo bloccabile mediante mezzi di serraggio sul detto asse o di frenatura nella posizione angolare impostata.

Questa importante caratteristica consente, mantenendo inalterate le caratteristiche del sensore inclinometrico, di operare in qualsiasi condizione spaziale, da 0° a 360°, conservando la direzionalitÃ degli assi dello stesso mediante ad esempio un semplice serraggio meccanico, ottenuto tramite viti o simili, dell'elemento di supporto del sensore.

Vantaggiosamente ciascun elemento rigido di alloggiamento od almeno parte dei detti elementi rigidi di alloggiamento Ã ̈ provvista di mezzi di ancoraggio e/o bloccaggio amovibile rispetto al terreno e/o alla struttura da monitorare.

Tali mezzi di ancoraggio sono costituiti da tutti i mezzi noti allo stato dell'arte che permettono un bloccaggio dei dispositivi per il monitoraggio di parametri geotecnici-strutturali alla zona di monitoraggio, in particolare possono essere costituiti dagli elementi deformabili del tipo "packer" noti allo stato dell'arte e/o descritti all'interno del documento EP 1664486.

Il dispositivo oggetto della presente invenzione risulta particolarmente efficiente se utilizzato all'interno di tubazioni o fori di sondaggio che presentano una inclinazione diversa da zero rispetto ad un asse verticale appartenente ad un sistema di riferimento assoluto. Si sottolinea che con sistema di riferimento assoluto si intende un sistema di riferimento orientato con gli assi x, y e z solidali a quelli del sistema di riferimento gravitazionale terrestre, nel quale l'asse verticale, ossia l'asse z, Ã ̈ diretto verso il centro della terra e perpendicolare alla superficie terrestre.

Alternativamente il dispositivo oggetto della presente invenzione puÃ² essere utilizzato lungo pareti, pendÃ¬i, volte di gallerie, ponti arcate o simili alle quali strutture il detto dispositivo viene fissato attraverso mezzi di fissaggio del tipo staffe o simili.

L'utilizzo del dispositivo oggetto della presente invenzione sotto forma di dispositivo modulare di elementi rigidi disposti con giaciture differenti, fino a sub-orizzontale permettere un'analisi degli spostamenti tridimensionali del terreno, effettuata in via in differenziale, rispetto alle condizioni iniziali di partenza, particolarmente utile ad monitorare gli effetti dello scavo di gallerie in ambito urbano.

Un ulteriore utilizzo del dispositivo oggetto della presente invenzione Ã ̈ quello previsto per installazioni sub-orizzontali in trincee di scavo.

Quest'ultima configurazione risulta particolarmente vantaggiosa e indicata nel caso di monitoraggi che interessano il monitoraggio di movimenti superficiali del terreno e lo studio delle condizioni di innesco di frane di colamento, per le colate detritiche torrentizie (fenomeni di debris flow) e per il soli slip.

Tutti questi fenomeni infatti si manifestano a livello superficiale e i dispositivi per il monitoraggio noti allo stato dell'arte non consentono una posa orizzontale, appena sotto la superficie, cosa che Ã ̈ invece possibile fare grazie ai mezzi di regolazione del dispositivo oggetto della presente invenzione che impostano il sensore inclinometrico in modo che le misurazioni effettuate con pose suborizzontali non escano dal range di misurazione dello stesso sensore.

In particolare il dispositivo di monitoraggio multiparametrico (inclinometrico, accelerometrico, piezometrico, termometrico, ecc.) oggetto della presente invenzione offre la possibilitÃ di monitorare in geotecnico direttamente all'interno del deposito instabile, lungo l'intera sezione a rischio e in continuo , rilevando precursori d'evento di meccanismi come i debris flow che difficilmente sono strumentabili se non in superficie.

La presente invenzione ha anche per oggetto un metodo per il monitoraggio di parametri geotecnicistrutturali di terreni, rocce e strutture in genere. Tale metodo prevede i seguenti passi:

a) posizionamento di un dispositivo per il monitoraggio di parametri geotecnici strutturali realizzato secondo una o piÃ¹ delle caratteristiche descritte in precedenza, lungo profili e/o giaciture e/o fori che presentano inclinazioni diverse da zero con riferimento ad un asse verticale,

b) regolazione del detto elemento di supporto in modo tale per cui gli assi di riferimento del detto almeno un sensore inclinometrico siano solidali ad un sistema di riferimento assoluto,

c) bloccaggio in posizione del detto elemento di supporto,

d) acquisizione dei valori relativi al parametro da monitorare.

Vantaggiosamente il passo b) puÃ² essere ottenuto facendo compiere all' elemento di supporto del sensore una oscillazione in ampiezza e verso opposto rispetto alla differenza tra l'asse verticale dell'elemento rigido ed un asse verticale assoluto.

Infatti il sistema di riferimento del sensore inclinometrico inizialmente Ã ̈ solidale con il sistema di riferimento dell'elemento rigido, ma questo non consente di effettuare tutte le misurazioni, specialmente quelle in fori o lungo pareti che presentano inclinazioni rispetto all'asse verticale con riferimento ad un sistema di riferimento assoluto.

Conseguentemente tramite una oscillazione dell'elemento di supporto del sensore si fa in modo che il sistema di riferimento del sensore sia solidale al sistema di riferimento assoluto, in modo che tutte le movimentazioni del terreno vengano registrate dal sensore senza andare fuori scala.

Tale regolazione dell'elemento di supporto puÃ² essere effettuata sul campo, le cui modalitÃ sono state descritte in precedenza, oppure Ã ̈ possibile determinare preventivamente dell'oscillazione che l'elemento di supporto deve compiere.

Infatti i diversi elementi rigidi del dispositivo di monitoraggio possono essere assemblati in laboratorio con impostazione angolare predeterminata, se Ã ̈ giÃ nota a priori la giacitura di installazione, viceversa possono essere assemblati con giacitura "0" in accordo al sistema fisso preorientato e solo successivamente durante l'installazione regolati in funzione del'inclinazione necessaria per rientrare nel campo di misura dei sensori .

Ne deriva una grande versatilitÃ e facilitÃ di impiego con la possibilitÃ di controllo lungo superfici anche irregolari non altrimenti monitorabili impiegando sensori di inclinometria fissa tradizionali, unendo il requisito della concatenazione modulare a quello della adattabilitÃ del campo di misura.

Secondo una forma attuativa del metodo oggetto della presente invenzione, i passi b) e c) possono essere ottenuti tramite i detti mezzi di comando azionabili dall'esterno e a distanza dall'elemento rigido di alloggiamento.

Alternativamente i passi b) e c) possono essere ottenuti tramite i mezzi di comando all'interno del detto elemento di alloggiamento e sono accessibili dall'esterno attraverso la detta sfinestratura di accesso. In questo caso si prevede un passo precedente al passo b) di apertura della detta sfinestratura attraverso lo scorrimento del detto manicotto tubolare, nonchÃ© un passo successivo la passo c) di chiusura della detta sfinestratura attraverso lo scorrimento del detto manicotto tubolare .

Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno piÃ¹ chiaramente dalla seguente descrizione di alcuni esempi esecutivi illustrati nei disegni allegati in cui:

la fig. 1 illustra la configurazione modulare del dispositivo oggetto della presente invenzione nonchÃ© dei dispositivi noti allo stato dell'arte;

la fig. 2a illustra una vista del dispositivo oggetto della presente invenzione secondo una forma esecutiva preferita;

la fig. 2b illustra una sezione lungo un piano verticale del dispositivo illustrato in figura 2a; la fig. 3a illustra il particolare relativo alla zona di alloggiamento del sensore della figura 2a; la fig. 3b illustra una sezione lungo un piano verticale del dispositivo illustrato in figura 3a; le figg. da 4a a 4d illustrano diverse installazioni del dispositivo oggetto della presente invenzione .

La figura 1 illustra la struttura modula del dispositivo per il monitoraggio oggetto della presente invenzione, secondo la quale tale dispositivo risulta costituito da una pluralitÃ di elementi rigidi di alloggiamento 11, in almeno uno dei quali Ã ̈ montato almeno un sensore relativo ad almeno un parametro da monitorare. Gli elementi rigidi di alloggiamento 11 sono disposti in successione uno di seguito all'altro lungo una prestabilita linea od un prestabilito asse, e fra ciascun elemento rigido 11 e quello immediatamente successivo Ã ̈ interposto un elemento di connessione deformabile 12.

La presenza dell'elemento deformabile 12 Ã ̈ volta a garantire almeno un grado di libertÃ ad ogni elemento rigido 11.

Il dispositivo oggetto della presente invenzione secondo una variante esecutiva preferita Ã ̈ di tipo 2D, ossia ogni elemento rigido 11 presenta 2 gradi di libertÃ , in particolare la movimentazione dell'elemento rigido 11 puÃ² avvenire sul piano x-y rispetto ad un sistema di riferimento assoluto solidale con il sistema di riferimento di gravitazione terrestre.

Ãˆ possibile prevedere che il giunto, ossia l'elemento di connessione deformabile 12 permetta 3 gradi di libertÃ ad ogni elemento rigido 11, ossia variazioni lungo gli assi x, y e z.

La distinzione delle due configurazioni base 2D e 3D del dispositivo deriva dal tipo di destinazione richiesta in funzione del mezzo da monitorare e da esigenze tecnico economiche costruttive.

Nello specifico, ad es. per il monitoraggio inclinometrico in frana, quando non Ã ̈ richiesta la misura delle variazioni di distanza tra gli elementi rigidi 11 ma Ã ̈ richiesta unicamente la misura della deflessione tra un elemento rigido e l'altro Ã ̈ opportuno utilizzare un giunto 2D costruttivamente piÃ¹ economico ed ugualmente efficace.

Quando Ã ̈ necessario realizzare misure di deflessione e monitorare la distanza tra i due elementi rigidi, ad esempio per problemi di cedimento per consolidazione del terreno o per problemi di crolli sotterranei Ã ̈ necessario usare il giunto 3D che rende possibile oltre alla misura degli assi x, y anche dell'asse z.

La configurazione illustrata in figura 1 Ã ̈ la struttura dei dispositivi per il monitoraggio noti allo stato dell'arte e che Ã ̈ ampliamente descritta all'interno del documento EP 1664486 di titolaritÃ della stessa richiedente, che Ã ̈ da considerarsi parte integrante della presente descrizione.

In particolare in figura 1 sono illustrati anche i mezzi di ancoraggio e/o bloccaggio amovibile 13 descritti nel suddetto documento, che permettono al dispositivo per il monitoraggio 1 di aderire al terreno e/o alle pareti della struttura da monitorare .

Preferibilmente ogni elemento rigido 11 Ã ̈ un elemento multiparametrico, ossia presenta diverse tipologie di sensori, sensori chimici, sensori di temperatura, sensori di pressione e di livello piezometrico, misuratore di potenziale elettrico, nonchÃ© sensori di posizione e inclinometrici.

Ogni sensore comunica con mezzi di raccolta dei segnali in uscita dallo stesso, che possono essere montati nel dispositivo, alloggiati all'interno degli elementi rigidi 11 o in una separata stazione remota.

La configurazione appena descritta perÃ² presenta gli inconvenienti e gli svantaggi visti in precedenza, per cui nelle figure da 2a a 3b Ã ̈ illustrato il dispositivo per il monitoraggio oggetto della presente invenzione secondo una variante esecutiva preferita che risolve tali inconvenienti.

In generale il dispositivo per il monitoraggio oggetto della presente invenzione prevede all'interno di ciascuno degli elementi rigidi di alloggiamento 11 mezzi 111 per la regolazione delle condizioni di funzionamento dei sensori 112 con riferimento alle condizioni di funzionamento del corrispondente elemento di alloggiamento 11, per regolare il segnale in uscita dal sensore 112 ad un valore di riferimento prestabilito che Ã ̈ all'interno del range di misurazione del sensore 112 nella condizione iniziale di installazione del dispositivo.

Preferibilmente la regolazione delle condizioni di funzionamento di ogni sensore 112 avviene tramite 1'impostazione delle condizioni iniziali dello stesso, essendo le condizioni iniziali i valori del parametro rilevati dal ogni sensore 112 all'inizio della rilevazione.

Con particolare riferimento alle figure 2a e 2b il dispositivo per il monitoraggio oggetto della presente invenzione Ã ̈ costituito da una pluralitÃ di elementi rigidi di alloggiamento 11 sotto forma di casse tubolari cilindriche, all'interno della quale cassa tubolare cilindrica 11 Ã ̈ alloggiato un sensore 112 in collegamento ad una scheda elettronica 115 di raccolta ed elaborazione dati che puÃ² a sua volta essere collegata, tramite una parte terminale 116 della detta cassa 11, ad una unitÃ remota non illustrata nelle figure.

La cassa cilindrica 11 Ã ̈ collegata ad un elemento deformabile 12, costituito, in questo caso particolare, da una molla che permette la movimentazione della cassa 11 secondo due gradi di libertÃ .

La molla 12 puÃ² essere rivestita da una calza armata 121, che impedisce durante la movimentazione della cassa tubolare 11 che la molla 12 subisca schiacciamenti laterali che limiterebbero la movimentazione della cassa 11.

In particolare nelle figure 3a e 3b Ã ̈ illustrato un particolare del dispositivo per il monitoraggio oggetto della presente invenzione, in cui il sensore Ã ̈ costituito da un sensore di posizione ed i mezzi di regolazione sono costituiti da un elemento di supporto 111 per il detto sensore 112.

L'elemento di supporto 111 Ã ̈ montato all'interno della cassa tubolare d'alloggiamento 11, in modo spostabile secondo almeno un grado di libertÃ relativamente al sistema di riferimento della stessa e sono previsti mezzi di comando 1111 dello spostamento dell'elemento di supporto 111 in una posizione fra una pluralitÃ di posizioni.

I mezzi di comando 1111 sono anche responsabili del bloccaggio nella posizione prestabilita e sono accessibili dall'esterno attraverso una finestratura 114 di accesso provvista di un coperchio amovibile di chiusura 113 a tenuta della stessa.

Alternativamente o in combinazione Ã ̈ possibile prevedere che i mezzi di comando siano azionabili dall'esterno e/o a distanza dall'elemento rigido di alloggiamento 11, preferibilmente comandabili elettricamente attraverso la scheda elettronica di controllo 115.

Oltre al mezzi di comando 1111 Ã ̈ possibile prevedere mezzi di controllo 1112 della movimentazione dell'elemento di supporto 111, atti a permettere la verifica del segnale di uscita del sensore 112 e/o la condizione di funzionamento, impostata.

Con particolare riferimento alle figure 3a e 3b il sensore 112 Ã ̈ costituito da un sensore inclinometrico 112 montato su una piastrina oscillante 111 che ne costituisce l'elemento di supporto e che permette di variare al posizione del sensore 112, variando cosÃ¬ il proprio sistema di riferimento .

Infatti il sensore 112 inizialmente presenta un sistema di riferimento solidale a quello della cassa tubolare 11, ossia con gli assi orientati nella medesima direzione. Nel caso in cui il sistema di riferimento della cassa 11 non fosse solidale al sistema di riferimento gravitazionale terrestre, ossia in presenza di un posizionamento del dispositivo che prevede una inclinazione rispetto all'asse verticale, la piastrina oscillante 111 permette di ruotare l'orientamento del sensore 112 in modo da rendere solidale il suo sistema di riferimento con il sistema di riferimento assoluto gravitazionale terrestre.

Nel caso particolare delle figure 3a e 3b la piastrina di supporto 111 compie una rotazione attorno all'asse x, ma Ã ̈ possibile prevedere rotazioni anche attorno agli assi y e z.

Inoltre i mezzi di controllo della rotazione del sensore sono costituiti da una livella sferica 1112 che permette di controllare che il valore "0" di uscita dal sensore inclinometrico 112 sia effettivamente dovuto ad una corrispondenza tra il sistema di riferimento del sensore 112 e il sistema di riferimento assoluto, in questo caso particolare che l'asse z del sensore 112 sia coincidente con l'asse verticale del sistema di riferimento assoluto.

Ãˆ possibile accedere ai mezzi di comando 1111 per la regolazione dell'inclinazione della piastrina di supporto 111 grazie alla finestratura 114 presente nella parete di mantello della cassa tubolare rigida 11.

La finestratura 114 prevede ulteriormente mezzi amovibili di chiusura a tenuta 113 (illustrati in figura 2a) costituiti da un manicotto tubolare 113 che Ã ̈ montato scorrevole lungo la superficie laterale della cassa rigida 11 e la cui tenuta Ã ̈ garantita da due guarnizioni del tipo "o-ring" 1131 o simili presenti su ciascuna delle estremitÃ del manicotto 113.

Le figure da 4a a 4d, illustrano alcuni dei possibili modi di utilizzo del dispositivo per il monitoraggio oggetto della presente invenzione.

Le caratteristiche fin qui descritte rendono particolarmente efficiente tale dispositivo all'interno di tubazioni o fori di sondaggio che presentano una inclinazione diversa da zero rispetto ad un asse verticale appartenente ad un sistema di riferimento assoluto all'interno di tubazioni o fori di sondaggio che presentano una inclinazione diversa da zero rispetto ad un asse verticale appartenente ad un sistema di riferimento assoluto, addirittura in fori orizzontali 2 come nel caso di figura 4°.

Inoltre poichÃ© ogni sensore inclinometrico 112 puÃ² essere regolato in base alle condizioni di posizionamento della cassa 11 all'interno della quale Ã ̈ alloggiato e in modo differente per ogni singola cassa, il dispositivo per il monitoraggio oggetto della presente invenzione puÃ² essere vantaggiosamente utilizzato su pareti 3 che presentano profili con continui cambi di direzione e di inclinazione, come nella figura 4b o nella galleria di figura 4a.

Un ulteriore utilizzo del dispositivo oggetto della presente invenzione Ã ̈ quello previsto per installazioni sub-orizzontali in trincee di scavo, illustrato nelle figure 4c e 4d.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) per il monitoraggio di parametri geotecnici-strutturali di terreni, rocce e strutture in genere, comprendente almeno due o piÃ¹ elementi rigidi di alloggiamento (11), in almeno uno dei quali Ã ̈ montato almeno un sensore (112) relativo ad almeno un parametro da monitorare, i quali almeno due o piÃ¹ elementi rigidi d'alloggiamento (11) sono disposti in successione uno di seguito all'altro lungo una prestabilita linea od un prestabilito asse, essendo interposto fra ciascun elemento rigido di alloggiamento e quello immediatamente successivo un elemento di connessione deformabile (12), il quale elemento di connessione deformabile (12) consente almeno un grado di libertÃ di movimento relativo fra i due elementi rigidi (11) che collega, il detto almeno un sensore (112) comunica con mezzi (115) di raccolta dei segnali in uscita dallo stesso, i quali mezzi di raccolta possono essere montati nel dispositivo (1) o in una separata stazione remota, caratterizzato dal fatto che all'interno di ciascuno dei detti almeno due o piÃ¹ elementi rigidi di alloggiamento (11) sono presenti mezzi (111) per la regolazione delle condizioni di funzionamento del detto almeno un sensore (112) con riferimento alle condizioni di funzionamento del corrispondente elemento di alloggiamento (11), per regolare il segnale in uscita dal sensore (112) ad un valore di riferimento prestabilito che Ã ̈ all'interno del range di misurazione del sensore nella condizione iniziale di installazione del dispositivo.
2. Dispositivo (1) per il monitoraggio di parametri geotecnici-strutturali secondo la rivendicazione 1, in cui la regolazione delle condizioni di funzionamento del detto almeno un sensore (112) avviene tramite l'impostazione delle condizioni iniziali del detto sensore, essendo le dette condizioni iniziali i valori del parametro rilevati dal detto almeno un sensore all'inizio della rilevazione .
3. Dispositivo (1) secondo le rivendicazioni 1 o 2, in cui il detto almeno un sensore (112) Ã ̈ un sensore di posizione ed i detti mezzi di regolazione (111) sono costituiti da un elemento di supporto (111) per il detto almeno un sensore (112), il quale elemento di supporto (111) Ã ̈ montato all'interno del detto elemento rigido d'alloggiamento (11), in modo spostabile secondo almeno un grado di libertÃ relativamente al detto elemento rigido di alloggiamento (11) ed in cui sono previsti mezzi di comando dello spostamento del detto elemento di supporto (111) in una posizione fra una pluralitÃ di posizioni e di bloccaggio nella detta posizione i quali mezzi (111) sono azionabili dall'esterno e a distanza dall'elemento rigido di alloggiamento (11).
4. Dispositivo (1) secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il detto almeno un sensore (112) Ã ̈ un sensore di posizione ed i detti mezzi di regolazione (111) sono costituiti da un elemento di supporto (111) per il detto almeno un sensore (112), il quale elemento di supporto Ã ̈ montato all'interno del detto elemento rigido d'alloggiamento (11), in modo spostabile secondo almeno un grado di libertÃ relativamente al detto elemento rigido di alloggiamento ed in cui sono previsti mezzi di comando (1111) dello spostamento del detto elemento di supporto in una posizione fra una pluralitÃ di posizioni e di bloccaggio nella detta posizione i quali mezzi sono all'interno del detto elemento di alloggiamento e sono accessibili dall'esterno attraverso una sfinestrature (114) di accesso provvista di un coperchio amovibile di chiusura (113) a tenuta della stessa.
5. Dispositivo secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, in cui il sensore (112) Ã ̈ un inclinometro ed il detto elemento di supporto (111) Ã ̈ montato oscillante all'interno del detto elemento rigido (11), in modo da modificare l'orientamento relativo fra il sensore d'inclinazione ed un asse dell'elemento rigido di alloggiamento.
6. Dispositivo secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, in cui ciascun elemento rigido di alloggiamento (11) Ã ̈ costituito da una cassa tubolare rigida, la quale cassa tubolare rigida presenta almeno una finestratura (114) sulla parete di mantello in modo tale per cui Ã ̈ possibile accedere dall'esterno al fine di regolare il detto elemento di supporto (111), per la quale finestratura sono previsti mezzi amovibili (113) di chiusura a tenuta.
7. Dispositivo secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, in cui i detti mezzi di chiusura sono costituiti da un manicotto tubolare (113), montato scorrevole lungo la superficie esterna della detta cassa tubolare (11) e coassiale alla stessa, essendo presenti su ciascuna delle estremitÃ del detto manicotto guarnizioni del tipo "o-ring" o simili (1113).
8. Dispositivo secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni 5 a 7, in cui il sensore di inclinazione (112) Ã ̈ montato su una piastrina di supporto (111) che Ã ̈ oscillante all'interno dell'elemento di alloggiamento tubolare (11) intorno ad un asse diametrale, mentre l'asse di riferimento del sensore di inclinazione (112) Ã ̈ orientato in direzione dell'asse longitudinale dell'elemento rigido tubolare, venendo la posizione angolare fra detto asse di riferimento del sensore d'inclinazione e l'asse dell'elemento tubolare (11) variata mediante oscillazione della piastrina di supporto (111) intorno al detto asse diametrale di oscillazione, la detta piastrina (111) essendo spostabile angolarmente su un alberino coassiale al detto asse ed essendo bloccabile mediante mezzi di serraggio sul detto asse o di frenatura nella posizione angolare impostata.
9. Dispositivo secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, in cui ciascun elemento rigido di alloggiamento (11) od almeno parte dei detti elementi rigidi di alloggiamento Ã ̈ provvista di mezzi di ancoraggio e/o bloccaggio amovibile rispetto al terreno e/o alla struttura da monitorare (13).
10. Uso del dispositivo realizzato secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni da 1 a 9, all'interno di tubazioni o fori di sondaggio che presentano una inclinazione diversa da zero rispetto ad un asse verticale appartenente ad un sistema di riferimento assoluto.
11. Uso del dispositivo realizzato secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni da 1 a 9, lungo pareti, pendÃ¬i, volte di gallerie, ponti, arcate o simili alle quali pareti, pendÃ¬i, volte di gallerie, ponti, arcate o simili il detto dispositivo viene fissato attraverso mezzi di fissaggio del tipo staffe 0 simili.
12. Uso del dispositivo realizzato secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni da 1 a 9, per installazioni sub-orizzontali in trincee di scavo.
13. Metodo per il monitoraggio di parametri geotecnici-strutturali di terreni, rocce e strutture in genere, caratterizzato dal fatto che prevede i seguenti passi: a) posizionamento di un dispositivo per il monitoraggio di parametri geotecnici strutturali realizzato secondo una o piÃ¹ delle rivendicazioni da 1 a 12, lungo profili e/o giaciture e/o fori che presentano inclinazioni diverse da zero con riferimento ad un asse verticale, b) regolazione del detto elemento di supporto in modo tale per cui gli assi di riferimento del detto almeno un sensore inclinometrico siano solidali ad un sistema di riferimento assoluto, c) bloccaggio in posizione del detto elemento di supporto, d) acquisizione dei valori relativi al parametro da monitorare.
14. Metodo secondo la rivendicazione 13, in cui il passo b) Ã ̈ ottenuto facendo compiere al detto elemento di supporto una oscillazione in ampiezza e verso opposto rispetto alla differenza tra l'asse verticale del detto elemento rigido ed un asse verticale assoluto.
15. Metodo secondo le rivendicazioni 13 o 14, in cui i passi b) e c) sono ottenuti tramite i detti mezzi di comando all'interno del detto elemento di alloggiamento e sono accessibili dall'esterno attraverso la detta sfinestratura di accesso, essendo previsto un passo precedente al passo b) di apertura della detta sfinestratura attraverso lo scorrimento del detto manicotto tubolare, nonchÃ© un passo successivo la passo c) di chiusura della detta sfinestratura attraverso lo scorrimento del detto manicotto tubolare.