RU2566402C1 - Method for determining penetration depth of object into soil - Google Patents
Method for determining penetration depth of object into soil Download PDFInfo
- Publication number
- RU2566402C1 RU2566402C1 RU2014123944/28A RU2014123944A RU2566402C1 RU 2566402 C1 RU2566402 C1 RU 2566402C1 RU 2014123944/28 A RU2014123944/28 A RU 2014123944/28A RU 2014123944 A RU2014123944 A RU 2014123944A RU 2566402 C1 RU2566402 C1 RU 2566402C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- penetration
- soil
- sensor
- depth
- fall
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к определению глубины проникания объекта в грунт.The invention relates to the field of measuring equipment, in particular to determining the depth of penetration of an object into the ground.
Известен способ определения параметров проникания метаемого тела в преграду, заключающийся в том, что осуществляют метание сборки, содержащей метаемое тело, установленное в отделяемом поддоне с дном, измерительный узел, размещенный в метаемом теле, и, по меньшей мере, один провод узла электрической связи, соединенный одним концом с отделяемым поддоном, а другим - с измерительным узлом. В процессе метания сборки обеспечивается разъединение отделяемого поддона с метаемым телом на улавливателе поддона, подключенном через измерительные каналы линии электрической связи к регистрирующей аппаратуре, с одновременным осуществлением замыкания отделяемого поддона на указанный улавливатель поддона и производят регистрацию параметров проникания метаемого тела в преграду (патент РФ №2263297, МПК7 G01N 3/30, опубликован 27.10.2005, бюл. №30).A known method for determining the parameters of penetration of a missile body into an obstacle, which consists in throwing an assembly containing a missile body installed in a detachable tray with a bottom, a measuring unit located in a missile body, and at least one wire of an electric communication unit, connected at one end with a detachable pallet, and at the other with a measuring unit. In the process of throwing the assembly, the detachable pallet is separated from the missile body on the pallet catcher connected via measuring channels of the electric communication line to the recording equipment, while the detachable pallet is shorted to the specified pallet catcher and the parameters of penetration of the missile body into the barrier are recorded (RF patent No. 2263297 , IPC 7 G01N 3/30, published October 27, 2005, bull. No. 30).
Недостатками способа определения параметров проникания метаемого тела в преграду являются:The disadvantages of the method for determining the parameters of penetration of a missile body into an obstacle are:
- необходимость размещения в метаемом теле ударостойкой измерительной аппаратуры;- the need to place shock-resistant measuring equipment in a missile;
- необходимость обеспечения сохранности электрической связи между измерительной и регистрирующей аппаратурой в процессе проникания тела в преграду;- the need to ensure the safety of the electrical connection between the measuring and recording equipment in the process of penetration of the body into the barrier;
- возможность применения способа только при гарантированном попадании с высокой точностью метаемого тела в улавливатель поддона.- the possibility of applying the method only with guaranteed hit with high accuracy of the throwing body in the trap of the pallet.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ определения параметров проникания объекта в грунт, используемый при работе зонда для исследования свойств грунта, содержащего корпус с размещенной в нем регистрирующей аппаратурой, отделяющийся хвостовик-стабилизатор с передающей радиоаппаратурой и узел проводной линии связи. Зонд сбрасывают с самолета или вертолета над исследуемой территорией. Под действием силы тяжести зонд разгоняется и внедряется в грунт. На начальном этапе внедрения происходит отделение от корпуса зонда хвостовика-стабилизатора. Хвостовик с передатчиком и антенной остается на поверхности. Корпус с заостренной носовой частью продолжает движение вглубь исследуемого массива. Разматывается кабель узла проводной линии связи. Регистрирующей аппаратурой, находящейся внутри корпуса, фиксируются параметры проникания (характеристики грунта). Информация по кабелю передается на аппаратуру хвостовика и далее - через антенну в виде радиосигналов - на внешнюю приемную аппаратуру (патент РФ №2111476, МПК 6 G01N 3/30, опубликован 20.05.1998).The closest technical solution, selected as a prototype, is a method for determining the parameters of penetration of an object into the soil, used when the probe is used to study the properties of the soil, which contains a housing with recording equipment placed in it, a detachable stabilizer shank with transmitting radio equipment and a wired communication line node. The probe is dropped from an airplane or helicopter over the study area. Under the influence of gravity, the probe accelerates and penetrates the ground. At the initial stage of implementation, the stabilizer shank is separated from the probe body. A shank with transmitter and antenna remains on the surface. The body with a pointed nose continues to move deep into the studied array. The cable of the wired link assembly is unwound. The recording equipment inside the case records the penetration parameters (soil characteristics). Information on the cable is transmitted to the shank equipment and then through the antenna in the form of radio signals to the external receiving equipment (RF patent No. 2111476, IPC 6 G01N 3/30, published on 05/20/1998).
Используя полученную информацию, например значения действующих на зонд перегрузок в зависимости от времени, может быть получена глубина проникания зонда в грунт.Using the information obtained, for example, the values of the overloads acting on the probe as a function of time, the penetration depth of the probe into the ground can be obtained.
Недостатками способа, используемого при работе зонда для исследования свойств грунта, являются:The disadvantages of the method used when operating the probe to study the properties of the soil are:
- необходимость размещения в корпусе зонда ударостойкой измерительной аппаратуры;- the need to place shockproof measuring equipment in the probe body;
- необходимость использования ударостойкой радиопередающей аппаратуры (передатчика и антенны) в хвостовике-стабилизаторе;- the need to use shockproof radio transmitting equipment (transmitter and antenna) in the stabilizer shank;
- необходимость обеспечения сохранности кабеля проводной линии связи измерительной и передающей аппаратурой в процессе проникания тела в преграду, что является сложной технической задачей и затруднительно при проникании тел в преграды (в т.ч. грунты различной плотности) с высокими начальными скоростями и на значительные глубины.- the need to ensure the safety of the cable of the wire communication line with measuring and transmitting equipment during the penetration of the body into the barrier, which is a difficult technical task and difficult for the penetration of bodies into obstacles (including soils of different densities) with high initial speeds and to significant depths.
Технической задачей, решаемой с помощью предлагаемого способа, является определение глубины проникания объекта в грунт.The technical problem solved by the proposed method is to determine the depth of penetration of an object into the ground.
Технический результат:Technical result:
- исключение необходимости размещения на борту объекта ударостойкой измерительной, регистрирующей и передающей аппаратуры и, соответственно, упрощение конструкции объекта, снижение его стоимости и, при необходимости, массогабаритных характеристик, а также повышение надежности измерений (снижение вероятности потери экспериментальных данных), необходимых для определения глубины проникания объекта в грунт;- elimination of the need to place shock-resistant measuring, recording and transmitting equipment on board the facility and, accordingly, simplifying the design of the facility, reducing its cost and, if necessary, weight and size characteristics, as well as increasing the reliability of measurements (reducing the likelihood of losing experimental data) needed to determine the depth penetration of an object into the ground;
- обеспечение многоразовости использования измерительной и регистрирующей аппаратуры.- ensuring the reusability of the use of measuring and recording equipment.
Указанный технический результат достигается тем, что способ определения глубины проникания объекта в грунт включает сбрасывание объекта с носителя и регистрацию параметров его проникания. В отличие от прототипа в заявляемом способе в зоне вероятного падения объекта на расстоянии друг от друга размещают, по крайней мере, два сейсмических датчика. После сбрасывания объекта с носителя фиксируют время регистрации каждым датчиком сейсмической волны, возникающей в процессе проникания объекта в грунт. Измеряют расстояния от каждого датчика до точки падения объекта, определяют скорость распространения сейсмической волны в грунте вблизи места падения объекта и, затем, с учетом угла подхода объекта к поверхности земли и углов между проекцией траектории движения объекта на поверхность земли и направлениями от точки падения объекта до каждого датчика определяют с помощью аналитических вычислений или графическим построением глубину его проникания в грунт.The specified technical result is achieved in that the method for determining the depth of penetration of an object into the ground includes dropping the object from the carrier and recording the parameters of its penetration. Unlike the prototype, in the inventive method, at least two seismic sensors are placed in the zone of probable object fall at a distance from each other. After dropping the object from the carrier, the registration time of each sensor with a seismic wave arising during the penetration of the object into the ground is recorded. Measure the distance from each sensor to the point of incidence of the object, determine the propagation velocity of the seismic wave in the ground near the place of incidence of the object, and then, taking into account the angle of approach of the object to the earth’s surface and the angles between the projection of the object’s trajectory on the earth’s surface and the directions from the object’s incidence each sensor is determined using analytical calculations or graphic construction of the depth of its penetration into the ground.
Размещение в зоне вероятного падения объекта на расстоянии друг от друга, по крайней мере, двух сейсмических датчиков, фиксация времени регистрации каждым датчиком сейсмической волны, возникающей в процессе проникания объекта в грунт, измерение расстояний от каждого датчика до точки падения объекта и определение скорости распространения сейсмической волны в грунте вблизи места падения объекта в совокупности позволяют с учетом угла подхода объекта к поверхности земли и углов между проекцией траектории движения объекта на поверхность земли и направлениями от точки падения объекта до каждого датчика определить с помощью аналитических вычислений или графическим построением глубину проникания объекта в грунт после его сброса с носителя без размещения на его борту ударостойкой измерительной, регистрирующей и передающей аппаратуры. Что в итоге обеспечивает:Placing at least two seismic sensors in the zone of probable object fall at a distance from each other, fixing the time of registration by each sensor of a seismic wave that occurs during the penetration of the object into the ground, measuring the distance from each sensor to the point of incidence of the object and determining the seismic propagation velocity waves in the ground near the place where the object falls Earth and directions from a point of incidence of the object to identify each probe by analytical calculation or graph plotted from the depth of penetration of the object into the ground after its discharge from the carrier without placing on board a shock-resistant measuring, recording and transmitting apparatus. What ultimately provides:
- упрощение конструкции объекта, снижение его стоимости и, при необходимости, массогабаритных характеристик;- simplification of the design of the object, reducing its cost and, if necessary, weight and size characteristics;
- повышение надежности измерений (снижение вероятности потери экспериментальных данных), необходимых для определения глубины проникания объекта в грунт;- increasing the reliability of measurements (reducing the likelihood of losing experimental data) necessary to determine the depth of penetration of an object into the ground;
- многоразовость использования измерительной и регистрирующей аппаратуры.- reusability of the use of measuring and recording equipment.
Изобретение поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:
- на фиг. 1 представлена общая схема определения глубины проникания объекта в грунт;- in FIG. 1 presents a general scheme for determining the depth of penetration of an object into the ground;
- на фиг. 2 представлены условные графики регистрации сейсмической волны двумя датчиками в системе единого времени;- in FIG. 2 shows conditional graphs of registration of a seismic wave by two sensors in a single time system;
- на фиг. 3 представлена схема определения глубины проникания объекта в грунт графическим построением.- in FIG. 3 presents a diagram for determining the depth of penetration of an object into the ground by a graphical construction.
Способ определения глубины 1 проникания объекта 2 в грунт 3 включает размещение в зоне 4 вероятного падения объекта 2 на некотором расстоянии друг от друга, по крайней мере, двух сейсмических датчиков 5 и 6. После сброса объекта 2 с носителя 7 фиксируют время регистрации каждым датчиком 5 и 6 сейсмической волны 8, возникающей в процессе проникания объекта 2 в грунт 3. Измеряют расстояния 9 и 10 от каждого датчика 5 и 6 до точки 11 падения объекта 2. Определяют скорость распространения сейсмической волны 8 в грунте 3 вблизи места падения 11 объекта 2, затем с учетом угла 12 подхода объекта 2 к поверхности земли и углов 13, 14 между проекцией 15 траектории 16 движения объекта 2 на поверхность земли и направлениями 9, 10 от точки 11 падения объекта 2 до каждого датчика 5 и 6 определяют с помощью аналитических вычислений или графическим построением глубину 1 проникания объекта 2 в грунт 3.The method for determining the
Аналитическое вычисление глубины проникания 1 объекта 2 в грунт 3 осуществляется с использованием следующей системы уравнений:Analytical calculation of the depth of penetration of 1
где t1 - время прохождения сейсмической волны 8 от точки 11 падения объекта 2 до датчика 5;where t 1 is the travel time of the seismic wave 8 from the
t2 - время прохождения сейсмической волны 8 от точки 11 падения объекта 2 до датчика 6;t 2 is the travel time of the seismic wave 8 from
- время регистрации сейсмической волны 8 датчиком 5; - time of registration of a seismic wave 8 by a
- время регистрации сейсмической волны 8 датчиком 6; - time of registration of a seismic wave 8 by a
tпроник - время проникания баллистического объекта 2 в грунт 3;t penetrated - the time of penetration of the
- время прохождения сейсмической волны 8 от точки максимального заглубления 17 объекта 2 до датчика 5; - the transit time of the seismic wave 8 from the point of maximum deepening 17 of the
- время прохождения сейсмической волны 8 от точки максимального заглубления 17 объекта 2 до датчика 6; - the transit time of the seismic wave 8 from the point of maximum deepening 17 of the
V - скорость распространения сейсмической волны 8 в грунте 3 в районе точки 11 падения объекта 2;V is the propagation velocity of the seismic wave 8 in the soil 3 in the region of the
H - глубина 1 проникания объекта 2 в грунт 3;H -
α - угол 12 подхода объекта 2 к поверхности земли;α is the angle 12 of the approach of
X1 - расстояние 9 от датчика 5 до точки 11 падения объекта 2;X 1 - the distance 9 from the
X2 - расстояние 10 от датчика 6 до точки 11 падения объекта 2;X 2 - the distance 10 from the
β - угол 13 между проекцией 15 траектории 16 движения объекта 2 на поверхность земли и направлением 9 от точки падения 11 объекта 2 до датчика 5;β is the angle 13 between the projection 15 of the
γ - угол 14 между проекцией 15 траектории 16 движения объекта 2 на поверхность земли и направлением 10 от точки 11 падения объекта 2 до датчика 6.γ is the angle 14 between the projection 15 of the
Глубина H и времена tпроник, и являются искомыми величинами, определяемыми в результате решения указанной системы уравнений. Остальные параметры могут быть определены, например, следующим образом.Depth H and t times penetrated , and are the sought quantities determined by solving the specified system of equations. The remaining parameters can be determined, for example, as follows.
Скорость V распространения сейсмической волны может быть определена заблаговременно с помощью подрыва взрывчатого вещества в фиксированной точке в зоне вероятного падения объекта и измерения времени прихода сейсмической волны в точку, отстоящую от точки подрыва на известном (заданном) расстоянии.The velocity V of the propagation of a seismic wave can be determined in advance by detonating an explosive at a fixed point in the zone of probable fall of the object and measuring the time of arrival of the seismic wave at a point that is a known (predetermined) distance from the point of detonation.
Времена t1 и t2 могут быть определены по соотношениям:Times t 1 and t 2 can be determined by the ratios:
Времена определяются непосредственно по показаниям сейсмических датчиков.Time determined directly by the readings of seismic sensors.
Угол α может быть определен с помощью оптических средств регистрации полета объекта.The angle α can be determined using optical means of recording the flight of the object.
Расстояния X1, X2 и углы β, γ могут быть определены с помощью геодезических измерений.Distances X 1 , X 2 and angles β, γ can be determined using geodetic measurements.
Определение глубины 1 проникания объекта 2 в грунт 3 графическим построением осуществляется следующим образом.The determination of the
С учетом масштаба производят пространственное построение точки 11 падения, траектории 16, точек расположения сейсмических датчиков 5 и 6.Taking into account the scale, spatial construction of the
Определяют величину R:The value of R is determined:
Если R>0, то строится первая сфера 18 радиусом R с центром в точке расположения датчика 5, если R<0, то строится первая сфера 18 радиусом |R| с центром в точке расположения датчика 6.If R> 0, then the
Строится вторая сфера 19 с центром на траектории 16, касательная к первой сфере 18 и проходящая через точку расположения датчика 6 (если R>0) или через точку расположения датчика 5 (если R<0).A
Центр второй сферы 19 является точкой максимального заглубления 17 объекта 2, а расстояние от нее до плоскости, образованной точкой падения 11 и точками расположения сейсмических датчиков 5, 6, является глубиной проникания 1 объекта 2 в грунт 3.The center of the
Определение глубины проникания 1 объекта 2 в грунт 3 графическим построением, например, может осуществляется в CAD-системах 3D проектирования.Determination of the penetration depth of 1
Использование предлагаемого способа позволяет:Using the proposed method allows you to:
- упростить конструкцию объекта, снизить его стоимость и, при необходимости, массогабаритные характеристики;- to simplify the design of the object, reduce its cost and, if necessary, weight and size characteristics;
- повысить надежность измерений (снизить вероятность потери экспериментальных данных), необходимых для определения глубины проникания объекта в грунт;- increase the reliability of measurements (reduce the likelihood of losing experimental data) necessary to determine the depth of penetration of the object into the ground;
- обеспечить многоразовость использования измерительной и регистрирующей аппаратуры.- to ensure reusability of the use of measuring and recording equipment.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014123944/28A RU2566402C9 (en) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Method for determining penetration depth of object into soil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014123944/28A RU2566402C9 (en) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Method for determining penetration depth of object into soil |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2566402C1 true RU2566402C1 (en) | 2015-10-27 |
RU2566402C9 RU2566402C9 (en) | 2016-06-10 |
Family
ID=54362224
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014123944/28A RU2566402C9 (en) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Method for determining penetration depth of object into soil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2566402C9 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2768502C1 (en) * | 2021-04-26 | 2022-03-24 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method for determining parameters of striker penetration into soil barrier |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4007633A (en) * | 1975-10-14 | 1977-02-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method of determining the physical characteristics of a sea floor |
US5504685A (en) * | 1994-09-09 | 1996-04-02 | Sonatech, Inc. | Method and apparatus for routing an underwater cable system |
US5681982A (en) * | 1995-11-01 | 1997-10-28 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Probe for evaluating seafloor geoacoustic and geotechnical properties |
RU2097736C1 (en) * | 1991-02-18 | 1997-11-27 | Сергей Владимирович Мишин | Method designed to estimate material resistance to deformation at shock loading |
RU2111476C1 (en) * | 1996-05-31 | 1998-05-20 | Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики | Probe for examination of soil properties |
RU2263297C1 (en) * | 2004-06-04 | 2005-10-27 | Васильев Андрей Юрьевич | Method and device for determining parameters of penetration of body throwing against obstacle |
-
2014
- 2014-06-10 RU RU2014123944/28A patent/RU2566402C9/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4007633A (en) * | 1975-10-14 | 1977-02-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method of determining the physical characteristics of a sea floor |
RU2097736C1 (en) * | 1991-02-18 | 1997-11-27 | Сергей Владимирович Мишин | Method designed to estimate material resistance to deformation at shock loading |
US5504685A (en) * | 1994-09-09 | 1996-04-02 | Sonatech, Inc. | Method and apparatus for routing an underwater cable system |
US5681982A (en) * | 1995-11-01 | 1997-10-28 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Probe for evaluating seafloor geoacoustic and geotechnical properties |
RU2111476C1 (en) * | 1996-05-31 | 1998-05-20 | Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики | Probe for examination of soil properties |
RU2263297C1 (en) * | 2004-06-04 | 2005-10-27 | Васильев Андрей Юрьевич | Method and device for determining parameters of penetration of body throwing against obstacle |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2768502C1 (en) * | 2021-04-26 | 2022-03-24 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method for determining parameters of striker penetration into soil barrier |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2566402C9 (en) | 2016-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109613616B (en) | Geological comprehensive three-dimensional detection method for shallow karst tunnel | |
US10520642B2 (en) | Rock movement sensor for use during blasting | |
AU2010230007B2 (en) | Determining a position of a survey receiver in a body of water | |
US11531134B2 (en) | Multi-sensor system for airborne geophysical prospecting and method | |
CN103995296A (en) | Transient electromagnetic method ground hole detection method and device | |
US8598501B2 (en) | GPS independent guidance sensor system for gun-launched projectiles | |
US9726006B2 (en) | Kinetic penetrator beacons for multistatic geophysical sensing | |
CN105022097B (en) | A kind of soil-slope sliding surface Comprehensive prediction method | |
US9285495B2 (en) | Methods and apparatus for node positioning during seismic survey | |
Gosar | Analysis of the capabilities of low frequency ground penetrating radar for cavities detection in rough terrain conditions: The case of Divača cave, Slovenia | |
US20170122035A1 (en) | Kinetic penetrator with a retrieval tether | |
US8656760B2 (en) | Impact penetrometer systems for characterizing soil properties | |
RU2656281C1 (en) | Method of applying swarm of unmanned aerial vehicles for remote determination of location of underground communications, their cross section and depth in ground | |
RU2566402C1 (en) | Method for determining penetration depth of object into soil | |
RU2593518C1 (en) | Method for determining ammunition fugacity characteristics | |
RU2516205C2 (en) | Method of charge fall point coordinates determination | |
RU2263297C1 (en) | Method and device for determining parameters of penetration of body throwing against obstacle | |
JP2018194454A (en) | Underground electromagnetic survey device | |
CN113959278A (en) | Method for positioning underground unexploded penetration warhead in missile flight test | |
CN113447982A (en) | Impact danger detection method for advanced area of single-head tunneling roadway | |
Gundelach et al. | Underground GPR measurements for spatial investigations in a salt dome | |
KR101656150B1 (en) | Object detection flying apparatus for detection of object entombed on lower part of ground surface and object detection method | |
Ralston et al. | 3D robotic imaging of coal seams using ground penetrating radar technology | |
CN216285767U (en) | Infrared beam emitter | |
RU2547839C1 (en) | Method to detect method of test object meeting obstacle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TH4A | Reissue of patent specification | ||
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 30-2015 FOR TAG: (72) |