RU2540252C1 - Device for soil control - Google Patents
Device for soil control Download PDFInfo
- Publication number
- RU2540252C1 RU2540252C1 RU2013137802/28A RU2013137802A RU2540252C1 RU 2540252 C1 RU2540252 C1 RU 2540252C1 RU 2013137802/28 A RU2013137802/28 A RU 2013137802/28A RU 2013137802 A RU2013137802 A RU 2013137802A RU 2540252 C1 RU2540252 C1 RU 2540252C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- cable
- sensor
- weights
- sensitive
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам контроля грунта, использующим для оценки состояния грунта измерения распределения деформации волоконно-оптического чувствительного элемента, связанного с грунтом.The invention relates to soil control devices using, to assess the state of the soil, measurements of the strain distribution of the fiber optic sensing element associated with the soil.
Целостность и исправность распределенных объектов во многом определяется свойствами и состоянием грунта, на котором они расположены. Как правило, повреждения распределенных объектов, таких как подземные трубопроводы, автомобильные и железные дороги, туннели и др. сооружения, вызваны подвижками грунта, несанкционированными раскопками, потерей грунтом несущей способности или процессами карстообразования. Особенно остро проблемы целостности распределенных объектов стоят при их прокладке под водой, в горных районах (на склонах), в карстоопасных районах и в условиях оттаивания и замерзания окружающего их грунта. Для предотвращения аварий распределенных объектов применяют непрерывный или периодический мониторинг подвижек (смещений) грунта и его температуры в непосредственной близости от объекта. В грунте, на участке, подверженном риску смещений, прокладывают сенсорный оптический кабель таким образом, чтобы подвижки грунта вызывали деформацию растяжения-сжатия участков оптических волокон, входящих в состав кабеля. Распределение по длине деформации оптического волокна измеряют и используют для анализа состояния грунта и его подвижек.The integrity and serviceability of distributed objects is largely determined by the properties and condition of the soil on which they are located. Typically, damage to distributed objects, such as underground pipelines, roads and railways, tunnels, and other structures, is caused by soil movements, unauthorized excavations, loss of bearing capacity by the soil, or karst formation processes. Particularly acute problems of the integrity of distributed objects are when they are laid under water, in mountainous areas (on slopes), in karst-hazardous areas and in conditions of thawing and freezing of the soil surrounding them. To prevent accidents of distributed objects, continuous or periodic monitoring of soil shifts (displacements) and its temperature in the immediate vicinity of the object is used. In the soil, in the area at risk of displacement, a sensor optical cable is laid so that the movement of the soil causes tensile-compression deformation of the sections of the optical fibers that make up the cable. The distribution along the strain length of the optical fiber is measured and used to analyze the state of the soil and its movements.
Известно устройство для измерения деформации и/или температуры (см. Патент РФ №2346235, опубликованный 27.07.2008), в котором используется способ, основанный на явлении вынужденного рассеяния Манделынтамма-Бриллюэна, возникающего в оптическом волокне. В этом способе оптическое волокно используется в качестве чувствительного элемента для детектирования деформации и/или температуры в среде, где размещено оптическое волокно. Известное устройство состоит из источника светового излучения накачки, чувствительного оптического волокна, оптического ответвителя, источника светового излучения зондирования и детектора. Чувствительное оптическое волокно с одного конца подключено к источнику светового излучения накачки, а со второго конца, при помощи оптического ответвителя, к источнику светового излучения зондирования и детектору.A device is known for measuring strain and / or temperature (see RF Patent No. 2346235, published July 27, 2008), which uses a method based on the phenomenon of stimulated Mandelyntamm-Brillouin scattering that occurs in an optical fiber. In this method, the optical fiber is used as a sensing element for detecting deformation and / or temperature in the environment where the optical fiber is located. The known device consists of a pumping light source, a sensitive optical fiber, an optical coupler, a sounding radiation source and a detector. A sensitive optical fiber is connected at one end to a pump light source, and from a second end, using an optical coupler, to a sounding light source and a detector.
В настоящее время приборы, в которых используется способ измерения распределения температуры и/или деформации оптического волокна вдоль его оси (растяжения или сжатия), основанный на явлении вынужденного рассеяния Манделынтамма-Бриллюэна, производятся и являются коммерчески доступными. В качестве примера таких устройств можно привести Бриллюэновский анализатор Ditest STA-R производства Omnisens SA [URL: http://www.omnisens.ch/ditest/3521-ditest-sta-r.php, дата обращения 06/08/13], Швейцария.Currently, instruments that use the method of measuring the temperature distribution and / or deformation of an optical fiber along its axis (tension or compression), based on the phenomenon of stimulated Mandelyntamm-Brillouin scattering, are manufactured and are commercially available. An example of such devices is the Ditest STA-R Brillouin analyzer manufactured by Omnisens SA [URL: http://www.omnisens.ch/ditest/3521-ditest-sta-r.php, accessed 06/08/13], Switzerland.
Также известны способ и устройство мониторинга трубопровода [Long-distance fiber optic sensing solutions for pipeline leakage, intrusion and ground movement detection. Marc Nikles Omnisens S.A. "SPIE Defense, Security and Sensing Conference", April 15-17, 2009, Orlando, Florida, USA, Proceedings of SPIE Vol.7316, 7316-01 (2009)]. Устройство включает непрерывный контроль перемещений и температуры грунта в непосредственной близости от трубопровода при помощи устройства, состоящего из блока мониторинга, который включает Бриллюэновский анализатор, оптический переключатель и оптический кросс и может располагаться, например, в компрессорных станциях трубопровода, и подключаемых к нему сенсорных оптических кабелей для измерения температуры и чувствительных к деформации сенсорных оптических кабелей для измерения подвижек грунта. Блок мониторинга может быть связан посредством сетевого интерфейса с расположенным удаленно пунктом управления. Устройство мониторинга трубопровода удовлетворяет требованиям к системам мониторинга целостности трубопроводов, измеряя распределения температуры и деформации вдоль соответствующих сенсорных кабелей на расстояниях, характерных для трубопроводов, соответствующих, например, расстоянию между компрессорными станциями трубопровода.Also known is a method and apparatus for monitoring a pipeline [Long-distance fiber optic sensing solutions for pipeline leakage, intrusion and ground movement detection. Marc Nikles Omnisens S.A. "SPIE Defense, Security and Sensing Conference", April 15-17, 2009, Orlando, Florida, USA, Proceedings of SPIE Vol.7316, 7316-01 (2009)]. The device includes continuous monitoring of movement and soil temperature in the immediate vicinity of the pipeline using a device consisting of a monitoring unit, which includes a Brillouin analyzer, an optical switch and an optical cross and can be located, for example, in compressor stations of the pipeline, and sensor optical cables connected to it for measuring temperature and strain-sensitive sensor optical cables for measuring ground movement. The monitoring unit may be connected via a network interface to a remotely located control center. The pipeline monitoring device satisfies the requirements for pipeline integrity monitoring systems by measuring temperature and strain distributions along respective sensor cables at distances characteristic of pipelines corresponding, for example, to the distance between pipeline compressor stations.
Известен сенсорный волоконно-оптический кабель (Патент Японии JP 2009103496 (A), опубл. 14.05.2009), предназначенный для измерения распределения деформации, который содержит, по меньшей мере, одно чувствительное к деформации оптическое волокно, трубку с, по меньшей мере, одним используемым для температурной компенсации (измерения температуры) оптическим волокном, которое свободно размещено в ней.Known sensor fiber optic cable (Japanese Patent JP 2009103496 (A), publ. 05/14/2009), designed to measure the distribution of strain, which contains at least one strain-sensitive optical fiber, a tube with at least one used for temperature compensation (temperature measurement) optical fiber, which is freely placed in it.
Известно устройство (DITEST SMARTEX SENSOR. - URL: http://www.roctest-group.com/sites/default/files/datasheets/products/11.1050ENDS_DiTeSt%20SMARTGeoTex%20Fabric_0.pdf Дата обращения 06.08.2013), предназначенное для повышения точности мониторинга смещений грунта, имеющее увеличенную поверхность сцепления кабеля с окружающим его грунтом. Устройство представляет собой геотекстиль с интегрированным в него сенсорным кабелем для измерения распределений деформации и температуры. Однако данное устройство не позволяет регистрировать такие опасные для распределенных объектов явления, как постепенный вынос грунта (например, вымывание или дефляция, т.е. разрушение под действием ветра) или его разжижение, так как они приводят к потере у устройства механической связи с грунтом.A device is known (DITEST SMARTEX SENSOR. - URL: http://www.roctest-group.com/sites/default/files/datasheets/products/11.1050ENDS_DiTeSt%20SMARTGeoTex%20Fabric_0.pdf Accessed 06.08.2013), intended to increase accuracy of monitoring soil displacements, having an increased adhesion surface of the cable to the surrounding soil. The device is a geotextile with an integrated sensor cable for measuring strain and temperature distributions. However, this device does not allow to register such dangerous phenomena for distributed objects as the gradual removal of soil (for example, leaching or deflation, i.e., destruction under the influence of wind) or its dilution, since they lead to the loss of the device’s mechanical connection with the soil.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство (см. Патент РФ №2485448, опубл. 27.09.2012) для измерения деформаций грунта, содержащее чувствительный к деформации сенсорный оптический кабель, измерительный блок, связанный с кабелем, якоря, связанные с кабелем и с грунтом, отличающееся тем, что снабжено системой защиты кабеля от разрушения, включающей встроенный в каждый якорь предохранитель, который срабатывает в случае, когда сила, действующая со стороны якоря на сенсорный кабель, превышает заданную величину.The closest technical solution (prototype) is a device (see RF Patent No. 2485448, published September 27, 2012) for measuring soil deformations, containing a strain-sensitive sensor optical cable, a measuring unit connected to the cable, anchors connected to the cable and soil, characterized in that it is equipped with a cable protection system from destruction, including a fuse integrated in each armature, which is triggered when the force exerted by the armature on the sensor cable exceeds a predetermined value.
Однако известное устройство имеет следующие недостатки. Так как якорь имеет механическую связь с грунтом, то регистрирует негативные явления только в случае закрепления якоря в грунте, однако существуют опасные для контролируемого объекта явления, которые приводят к потере механической связи якоря с грунтом и, следовательно, к нарушению работоспособности устройства для измерения деформаций грунта. Примерами таких явлений могут служить карстовые явления, суффозия или постепенная поверхностная эрозия грунта, приводящие к постепенному выносу (растворению, вымыванию и/или дефляции) грунта и потере связи сенсорного оптического кабеля с грунтом. Кроме того, в случае насыщения водой грунта или в случае воздействия на грунт вибрации, возможно его разжижение, что, с одной стороны, может представлять опасность для распределенного объекта, а с другой - не будет регистрироваться устройством вследствие нарушения связи якоря с грунтом.However, the known device has the following disadvantages. Since the anchor has a mechanical connection with the soil, it detects negative phenomena only if the anchor is fixed in the soil, however, there are phenomena that are dangerous for the controlled object, which lead to the loss of the mechanical connection of the anchor with the soil and, consequently, to a malfunction of the device for measuring soil deformation . Examples of such phenomena include karst phenomena, suffusion or gradual surface erosion of the soil, leading to the gradual removal (dissolution, washing out and / or deflation) of the soil and the loss of communication of the optical fiber cable with the soil. In addition, in case of saturation of the soil with water or in the event of vibration being exposed to the soil, it may be liquefied, which, on the one hand, can be a danger to a distributed object, and on the other hand, it will not be registered by the device due to a disturbance in the connection of the armature with the ground.
Технический результат заявленного изобретения позволяет выявлять и определять местоположение таких явлений, как разжижение грунта, вымывание грунта или эрозия грунта, которые приводят к потере механической связи чувствительного к деформации сенсорного кабеля с грунтом, и которые опасны для расположенных на таком грунте объектов и сооружений.The technical result of the claimed invention allows to identify and determine the location of such phenomena as soil dilution, soil leaching or soil erosion, which lead to the loss of mechanical connection of the strain-sensitive sensor cable to the soil, and which are dangerous for objects and structures located on such soil.
Указанный технический результат достигается за счет того, что известное устройство для измерения распределения деформаций грунта и контроля его разжижения и/или вымывания и/или дефляции, содержащее сенсорный оптический кабель, чувствительный к деформации по всей своей длине и связанный механически с грунтом, измерительный блок, связанный с кабелем, снабжено согласно заявленному изобретению закрепленными на кабеле пригрузами, провисание которых в случае разжижения, и/или вымывания, и/или дефляции грунта вызывает расчетную деформацию кабеля, регистрируемую измерительным блоком.The specified technical result is achieved due to the fact that the known device for measuring the distribution of soil deformations and controlling its dilution and / or leaching and / or deflation, containing a sensor optical cable that is sensitive to deformation along its entire length and mechanically connected to the soil, a measuring unit, connected with the cable, according to the claimed invention, is equipped with weights mounted on the cable, the sagging of which in case of liquefaction, and / or leaching, and / or soil deflation causes a calculated deformation to Abel recorded by the measuring unit.
Пригрузы могут служить якорями, обеспечивающими связь кабеля с грунтом.Weights can serve as anchors, providing a cable connection with the ground.
Использование пригрузов, которые одновременно выполняют функцию якорей, упрощает монтаж вмонтированной в грунт сенсорной системы, так как в этом случае не потребуется монтаж якорей, обеспечивающих механическую связь сенсорного кабеля с грунтом.The use of weights, which simultaneously perform the function of anchors, simplifies the installation of a sensor system mounted in the ground, since in this case, the installation of anchors that provide a mechanical connection of the sensor cable to the ground will not be required.
Использование пригрузов в виде мешков из полимерной ткани, заполненных невымываемым грунтом: песком, гравием, щебнем и т.п., позволяет уменьшить цену пригруза, в том числе за счет снижения затрат на транспортировку к месту монтажа, так как грунт для заполнения мешков может браться непосредственно в месте монтажа.The use of weights in the form of bags made of polymer fabric filled with indelible soil: sand, gravel, gravel, etc., allows you to reduce the price of the cargo, including by reducing the cost of transportation to the installation site, since the soil for filling the bags can be taken directly at the installation site.
Преимуществами пригрузов из бетона или железобетона являются простота изготовления, доступность и дешевизна бетона.The advantages of weights made of concrete or reinforced concrete are the simplicity of manufacture, accessibility and low cost of concrete.
Наличие в составе сенсорного кабеля оптического волокна, чувствительного к температуре по всей своей длине, позволит получить информацию о распределении температуры вдоль сенсорного кабеля, что повысит точность определения деформации путем исключения влияния температурных эффектов на результаты измерения деформации, например эффекта температурного расширения сенсорного кабеля. Кроме того, это позволит получить дополнительную информацию о состоянии грунта, например определить места промерзания или растепления грунта.The presence of a temperature-sensitive optical fiber in the sensor cable along its entire length will provide information on the temperature distribution along the sensor cable, which will increase the accuracy of determining strain by eliminating the influence of temperature effects on the results of strain measurements, for example, the effect of thermal expansion of the sensor cable. In addition, this will provide additional information about the state of the soil, for example, to determine the location of freezing or thawing of the soil.
Сенсорный оптический кабель может содержать оптическое волокно, чувствительное к температуре по всей своей длине.The sensor optical cable may comprise a temperature sensitive optical fiber along its entire length.
Изобретение иллюстрируется чертежами:The invention is illustrated by drawings:
на фиг.1 - чувствительный к деформации сенсорный оптический кабель со смонтированным на нем пригрузом;figure 1 - sensitive to deformation of the sensor optical cable with a mounted load;
на фиг.2 - схема, поясняющая возникновение деформации сенсора в случае вымывания грунта вокруг якоря.figure 2 is a diagram explaining the occurrence of deformation of the sensor in case of leaching of soil around the anchor.
Заявленное устройство содержит измерительный блок, подключенный к нему чувствительный к деформации сенсорный оптический кабель и закрепленные на нем пригрузы. В качестве измерительного блока может выступать Бриллюэновский анализатор или иное аналогичное устройство для измерения распределения деформации вдоль всего чувствительного к деформации сенсорного оптического кабеля. На чувствительный к деформации сенсорный оптический кабель 1 в заданных точках закреплены пригрузы 2 (фиг.1). Сенсорный оптический кабель имеет механическую связь с контролируемым грунтом. Один из способов такой механической связи может быть реализован путем использования якорей, связанных с кабелем и с грунтом, как в известном устройстве - прототипе. Сенсорный оптический кабель устанавливается под поверхностью грунта 3 в его толще (фиг.2). В заявляемом устройстве сенсорный кабель 1 воспринимает усилие растяжения вдоль своей оси, которое возникает вследствие подвижек грунта и/или провисания пригруза в области 4, где произошло разжижения грунта или его вымывание. В этом случае сенсорный кабель 1 за пределами области 4 зафиксирован в грунте, а участок кабеля на границе области 4 будет деформироваться (удлиняться) за счет действия сил гравитации на пригруз, прикрепленный кабелю. Относительное удлинение чувствительного к деформации сенсорного оптического кабеля 1 измеряется при помощи измерительного блока и используется для анализа состояния грунта: местоположения и параметров подвижек грунта, выявления областей разжижения грунта и областей вымывания грунта 4. При этом участки кабеля 1, которые деформированы (растянуты), показывают границы подвижек грунта и/или границы областей разжижения или вымывания грунта 4.The claimed device contains a measuring unit connected to it, a sensor-sensitive optical fiber cable and weights attached to it. The Brillouin analyzer or other similar device for measuring the strain distribution along the entire strain-sensitive sensor optical cable can act as a measuring unit. Sensitive to deformation of the sensor optical cable 1 at predetermined points secured weights 2 (figure 1). The sensor optical cable is mechanically coupled to controlled soil. One of the methods of such a mechanical connection can be implemented by using anchors connected to the cable and to the ground, as in the known prototype device. The sensor optical cable is installed under the surface of the
Относительное удлинение ε (безразмерная величина) равномерно растянутого отрезка кабеля может быть рассчитано по следующей формуле:The elongation ε (dimensionless value) of a uniformly stretched cable length can be calculated by the following formula:
ε=Δ/L,ε = Δ / L,
где L - длина отрезка в недеформированном состоянии, м; Δ - изменение длины отрезка в результате деформации, м.where L is the length of the segment in the undeformed state, m; Δ is the change in the length of the segment as a result of deformation, m
Например, в показанном на фигуре 2 случае участок чувствительного к деформации сенсорного кабеля 1 из исходного горизонтального положения на границе области 4 растягивается вследствие провисания одного пригруза 2. При этом относительное удлинение кабеля 1 вызвано перемещением пригруза 2 в области 4 под действием его веса. В соответствии с законом Гука, в пределе малых деформаций (ε<<1) удлинение кабеля и растягивающее усилие пропорциональны друг другу. Используя закон Гука, получим следующее выражение для проекции растягивающего усилия на вертикальную ось Fp (измеряется в ньютонах), см. на фиг.2:For example, in the case shown in FIG. 2, the portion of the strain-sensitive sensor cable 1 from the initial horizontal position at the boundary of
Fp=k·ε·sin(φ),F p = k ε ε sin (φ),
где k - коэффициент пропорциональности (жесткость), H. where k is the coefficient of proportionality (stiffness), H.
Считая, что кабель в исходном состоянии был расположен горизонтально и относительная деформация привела провисанию кабеля на угол φ, получимAssuming that the cable in the initial state was horizontal and the relative deformation caused the cable to sag at an angle φ, we obtain
С другой стороны, на кабель со стороны пригруза в области 4 действует направленная вниз сила Fп? равная сумме веса и силы Архимеда.On the other hand, the downward force F p acts on the cable from the side of the load in
Fп=mпg(1-ρс/ρп)F p = m p g (1-ρ s / ρ p )
где mпg - вес, H; mп - масса якоря, кг; g - ускорение свободного падения, м/с2; ρс - плотность вытесненной среды, кг/м3; ρп - средняя плотность пригруза, кг/м3. Здесь сила Архимеда рассчитывается по закону Архимеда и зависит от объема вытесненной пригрузом среды и плотности вытесненной среды (газа, жидкости или разжиженного грунта). В соответствии с законом Архимеда на погруженное тело действует со стороны среды поддерживающая сила, равная весу вытесненной телом среды.where m p g - weight, H; m p - weight of the anchor, kg; g is the acceleration of gravity, m / s 2 ; ρ with the density of the displaced medium, kg / m 3 ; ρ p - the average density of the cargo, kg / m 3 . Here, the strength of Archimedes is calculated according to the law of Archimedes and depends on the volume of the medium displaced by the load and the density of the displaced medium (gas, liquid or liquefied soil). In accordance with the law of Archimedes, a supporting force acts on the submerged body from the medium, equal to the weight of the medium displaced by the body.
Силы Fр и Fп уравновешивают друг друга, что позволяет рассчитать деформацию растянутого под действием веса пригруза участка кабеля.The forces F p and F p balance each other, which allows you to calculate the deformation of the cable section stretched under the influence of the weight of the load.
В пределе малых деформаций ε<<1 выражение для Fр можно упростить, используя известные тригонометрические формулы и разложение функций в ряд Тейлора:In the limit of small strains ε << 1, the expression for F p can be simplified using the well-known trigonometric formulas and the expansion of functions in a Taylor series:
В этом случае из условия равновесия сил Fр и Fп In this case, from the equilibrium of forces F p and F p
Таким образом, подбирая плотность и массу пригруза можно обеспечить деформацию кабеля с известной жесткостью до величины, превышающей точность измерения деформации заявленной системой и которая будет служить пороговой величиной при анализе состояния грунта на предмет поиска границ областей разжижения или вымывания грунта.Thus, choosing the density and mass of the load, it is possible to ensure cable deformation with a known stiffness to a value that exceeds the accuracy of measuring the strain by the claimed system and which will serve as a threshold value when analyzing the state of the soil in order to find the boundaries of the areas of thinning or leaching of the soil.
Для упрощения монтажа сенсорной системы возможно использование пригрузов, которые будут одновременно выполнять функцию якорей - то есть обеспечивать механическую связь сенсорного кабеля с грунтом. Такие пригрузы могут быть выполнены в виде якорей, обеспечивающих связь кабеля с грунтом как в известном устройстве-прототипе, изготовленных из материалов с высокой плотностью, например бетона, стали или других металлов.To simplify the installation of the sensor system, it is possible to use weights that will simultaneously serve as anchors - that is, provide a mechanical connection between the sensor cable and the ground. Such weights can be made in the form of anchors, providing a cable connection with the ground as in the known prototype device, made of materials with high density, such as concrete, steel or other metals.
Пригрузы могут быть выполнены в виде мешков из полимерной ткани, заполненных невымываемым грунтом: песком, гравием, щебнем, камнями и т.п., которые закрепляются на сенсорном кабеле при помощи, например, стяжек или хомутов или крепятся при помощи винтов, заклепок, шнура, хомута или крюка к якорям, обеспечивающим связь кабеля с грунтом. Пригрузы могут быть выполнены в виде отливки из бетона, железобетона, состоять из двух половинок, которые крепятся на кабеле при помощи винтов (см. фиг.1). Для получения дополнительной информации о состоянии грунта сенсорный оптический кабель может содержать оптическое волокно, чувствительное к температуре по всей своей длине. Оптическое волокно, чувствительное к температуре, может быть свободно размещено в трубке, входящей в состав сенсорного кабеля. При этом измерительный блок может быть в виде Бриллюэновского анализатора, который позволяет измерения распределения температуры вдоль всего чувствительного к температуре оптического волокна сенсорного оптического кабеля вмонтированной в грунт сенсорной системы. The weights can be made in the form of bags of polymer fabric filled with indelible soil: sand, gravel, rubble, stones, etc., which are fixed to the sensor cable with, for example, ties or clamps or are fastened with screws, rivets, a cord , clamp or hook to the anchors, providing a cable connection with the ground. The weights can be made in the form of castings made of concrete, reinforced concrete, consist of two halves that are mounted on the cable with screws (see figure 1). To obtain additional information about the state of the soil, the sensor optical cable may contain an optical fiber that is temperature sensitive over its entire length. The temperature-sensitive optical fiber can be freely placed in the tube included in the sensor cable. In this case, the measuring unit may be in the form of a Brillouin analyzer, which allows the temperature distribution to be measured along the entire temperature-sensitive optical fiber sensor optical cable mounted in the ground sensor system.
ПреимуществаBenefits
Наличие пригрузов позволяет выявлять и определять местоположение таких опасных для сооружений явлений, как разжижение грунта, вымывание грунта или эрозию грунта, которые приводят к потери механической связи чувствительного к деформации сенсорного кабеля с грунтом.The presence of weights makes it possible to identify and determine the location of such dangerous phenomena for structures as soil liquefaction, soil leaching or soil erosion, which lead to the loss of mechanical connection of the sensor cable with soil that is sensitive to deformation.
Использование пригрузов, которые одновременно выполняют функцию якорей, упрощает монтаж вмонтированной в грунт сенсорной системы, так как в этом случае не потребуется принятия дополнительных мер, обеспечивающих механическую связь сенсорного кабеля с грунтом, например монтажа якорей.The use of weights, which simultaneously perform the function of anchors, simplifies the installation of a sensor system mounted in the ground, since in this case no additional measures will be required to ensure the mechanical connection of the sensor cable to the ground, for example, the installation of anchors.
Использование пригрузов в виде мешков из полимерной ткани, заполненных невымываемым грунтом: песком, гравием, щебнем и т.п., позволяет уменьшить цену пригруза, в том числе за счет снижения затрат на транспортировку к месту монтажа, так как грунт для заполнения мешков может браться непосредственно в месте монтажа.The use of weights in the form of bags made of polymer fabric filled with indelible soil: sand, gravel, gravel, etc., allows you to reduce the price of the cargo, including by reducing the cost of transportation to the installation site, since the soil for filling the bags can be taken directly at the installation site.
Преимуществами пригрузов из бетона или железобетона являются простота изготовления, доступность и дешевизна бетона.The advantages of weights made of concrete or reinforced concrete are the simplicity of manufacture, accessibility and low cost of concrete.
Наличие в составе сенсорного кабеля оптического волокна, чувствительного к температуре по всей своей длине позволят получить информацию о распределении температуры вдоль сенсорного кабеля, что повысит точность определения деформации путем исключения влияния температурных эффектов на результаты измерения деформации, например эффекта температурного расширения сенсорного кабеля. Кроме того, это позволит получить дополнительную информацию о состоянии грунта, например определить места промерзания грунта.The presence of a temperature-sensitive optical fiber in the sensor cable along its entire length will provide information on the temperature distribution along the sensor cable, which will increase the accuracy of determining strain by eliminating the influence of temperature effects on the results of strain measurements, for example, the effect of thermal expansion of the sensor cable. In addition, this will provide additional information about the state of the soil, for example, determine the location of freezing of the soil.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013137802/28A RU2540252C1 (en) | 2013-08-13 | 2013-08-13 | Device for soil control |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013137802/28A RU2540252C1 (en) | 2013-08-13 | 2013-08-13 | Device for soil control |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2540252C1 true RU2540252C1 (en) | 2015-02-10 |
| RU2013137802A RU2013137802A (en) | 2015-02-20 |
Family
ID=53282039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013137802/28A RU2540252C1 (en) | 2013-08-13 | 2013-08-13 | Device for soil control |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2540252C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110057750A (en) * | 2019-05-23 | 2019-07-26 | 南京大学 | A kind of OFDR distributed sensing optical cable and Soil Interface Experimental Study On Mechanical Properties method and apparatus based on transparent soil |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001023831A2 (en) * | 1999-09-27 | 2001-04-05 | Mathis James I | Cable device for detecting and monitoring rock and soil displacement |
| US6696974B1 (en) * | 2000-07-28 | 2004-02-24 | James I. Mathis | Cable device for detecting and monitoring rock and soil displacement |
| RU2485448C2 (en) * | 2011-03-17 | 2013-06-20 | Закрытое Акционерное Общество "Лазер Солюшенс" | Device for soil deformation measurement |
-
2013
- 2013-08-13 RU RU2013137802/28A patent/RU2540252C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001023831A2 (en) * | 1999-09-27 | 2001-04-05 | Mathis James I | Cable device for detecting and monitoring rock and soil displacement |
| US6696974B1 (en) * | 2000-07-28 | 2004-02-24 | James I. Mathis | Cable device for detecting and monitoring rock and soil displacement |
| RU2485448C2 (en) * | 2011-03-17 | 2013-06-20 | Закрытое Акционерное Общество "Лазер Солюшенс" | Device for soil deformation measurement |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110057750A (en) * | 2019-05-23 | 2019-07-26 | 南京大学 | A kind of OFDR distributed sensing optical cable and Soil Interface Experimental Study On Mechanical Properties method and apparatus based on transparent soil |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013137802A (en) | 2015-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hong et al. | Recent progress of using Brillouin distributed fiber optic sensors for geotechnical health monitoring | |
| Zhu et al. | Investigation of the evolutionary process of a reinforced model slope using a fiber-optic monitoring network | |
| Wu et al. | Optical fiber-based sensing, measuring, and implementation methods for slope deformation monitoring: A review | |
| Mohamad et al. | Behaviour of an old masonry tunnel due to tunnelling-induced ground settlement | |
| Zhu et al. | An optical fibre monitoring system for evaluating the performance of a soil nailed slope | |
| Rajeev et al. | Distributed optical fibre sensors and their applications in pipeline monitoring | |
| Li et al. | Recent applications of fiber optic sensors to health monitoring in civil engineering | |
| Wang et al. | Introduction to an FBG-based inclinometer and its application to landslide monitoring | |
| Iten et al. | Landslide monitoring using a road-embedded optical fiber sensor | |
| Zheng et al. | Experimental research on a novel optic fiber sensor based on OTDR for landslide monitoring | |
| Xu et al. | Evaluation of interface shear behavior of GFRP soil nails with a strain-transfer model and distributed fiber-optic sensors | |
| Li et al. | Experimental investigation on pipe-soil interaction due to ground subsidence via high-resolution fiber optic sensing | |
| Ma et al. | A review of previous studies on the applications of fiber optic sensing technologies in geotechnical monitoring | |
| Mohamad et al. | Thermal strain sensing of concrete piles using Brillouin optical time domain reflectometry | |
| CN105089702A (en) | System and method capable of achieving large-scale high-precision on-line monitoring of faulting of slab ends of shield tunnel | |
| CN106959302A (en) | A kind of pile body integrity detection system and method based on low coherence interference technology | |
| Sun et al. | Application of distributed fiber optic sensing technique to monitor stability of a geogrid-reinforced model slope | |
| Lee et al. | Measurement of maximum strain of steel beam structures based on average strains from vibrating wire strain gages | |
| Zheng et al. | Experimental study on a parallel-series connected fiber-optic displacement sensor for landslide monitoring | |
| Mohamad et al. | Characterizing anomalies in distributed strain measurements of cast-in-situ bored piles | |
| Zhang et al. | An experimental evaluation of impact force on a fiber Bragg grating-based device for debris flow warning | |
| CN205000992U (en) | System for high accuracy on -line monitoring shield tunnel is wrong on a large scale | |
| CN110285769A (en) | A kind of scale expansion device for distributive fiber optic strain sensing | |
| RU2540252C1 (en) | Device for soil control | |
| RU135809U1 (en) | DEVICE FOR CONTROL OF SOIL |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190814 |