SU1523637A1

SU1523637A1 - Apparatus for measuring strain and deformation in soil mass

Info

Publication number: SU1523637A1
Application number: SU874342141A
Authority: SU
Inventors: Александр Валентинович Голли; Дмитрий Валентинович Белов
Original assignee: Ленинградский инженерно-строительный институт
Priority date: 1987-12-14
Filing date: 1987-12-14
Publication date: 1989-11-23

Abstract

Изобретение относитс к инженерно-геологическим изыскани м в строительстве и может быть использовано дл определени напр женно-деформированного состо ни массива грунтов. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей и повышение точности измерений напр жений и деформаций. Устройство состоит из внедренных в стенку скважины марок с мессдозами 2 и диэлектрической трубы, заанкернной в скважине с помощью кор . Мессдозы 2 выполнены с емкостным или индуктивным датчиком давлений 5 и магнитной направленной антенной-излучателем 6, образующими между собой колебательный контур. Контрольно-измерительна аппаратура включает генератор электромагнитных колебаний, частотомер и сигнальный элемент, выполненный в виде излучател -приемника, перемещаемого внутри диэлектрической трубы на мерной ленте. При нагружении массива мен етс его напр женно-деформированное состо ние и, соответственно, частота собственных колебаний контура и координата мессдозы относительно репера, что устанавливаетс повторным промером. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.The invention relates to engineering and geological surveys in construction and can be used to determine the stress-strain state of an array of soils. The purpose of the invention is to expand the functionality and improve the accuracy of measurements of stresses and strains. The device consists of grades embedded in the borehole wall with a mass-dose 2 and a dielectric tube, anchored in the borehole using a core. Messdoses 2 are made with a capacitive or inductive pressure sensor 5 and a magnetic directional antenna-radiator 6, which form an oscillating circuit between them. The instrumentation equipment includes a generator of electromagnetic oscillations, a frequency meter, and a signal element made in the form of an emitter receiver that is moved inside the dielectric tube on a measuring tape. When the array is loaded, its stress-strain state changes and, accordingly, the natural frequency of the contour and the coordinate of the massdose relative to the reference frame, which is established by repeated measurement. 2 hp f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относится к инженерногеологическим изысканиям в строительст ве.The invention relates to engineering and geological surveys in construction.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности измерений напряжений и деформаций.The aim of the invention is to expand the functionality and improve the accuracy of measurements of stresses and strains.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид¹, на фиг о 2 - мессдоза и схема колебательного контура, разрез.In FIG. 1 shows a device, general view ¹ , FIG. 2 shows a mass dose and an oscillatory circuit diagram, section.

Устройство для измерения напряжений и деформаций в массиве грунта состоит из внедренных в стенку скважины 1 с помощью механизма для внедрения марок с мессдозами 2, диэлектрической трубки 3, расположенной по центру скважины 1 и заанкеренной в скважине 1 с помощью якоря 4. Мессдозы 2 выполнены с емкостным датчиком давлений и магнитной направленной антенной (излучателем) 6 с зеркаломотражателем 7 и диафрагмой 8, что обеспечивает антенне 6 принимать (излучать) электромагнитные волны только в плоскости мессдозы 2с ееThe device for measuring stresses and strains in the soil mass consists of embedded in the wall of the well 1 using a mechanism for introducing grades with messozdozi 2, a dielectric tube 3 located in the center of the well 1 and anchored in the well 1 using an anchor 4. Messozoza 2 is made with capacitive a pressure sensor and a magnetic directional antenna (emitter) 6 with a mirror reflector 7 and a diaphragm 8, which allows the antenna 6 to receive (emit) electromagnetic waves only in the plane of the mass dose 2 with it

-.хвостовой части.-.Tail part.

Емкостный датчик 5 и антенна 6 образуют мея<ду собой колебательный контур. Контрольно-измерительная аппаратура включает генератор колебаний, частотомер и сигнальный элемент, выполненный в виде излучателя-приемника 9, перемещаемого внутри диэлектрической трубки 3 на мерной ленте 10, Для обеспечения натяжения ленты 10 к излучателю-приемнику 9 прикреплен груз.The capacitive sensor 5 and the antenna 6 form a mea <an oscillating circuit. Instrumentation includes an oscillation generator, a frequency meter and a signal element, made in the form of a transmitter-receiver 9, moved inside the dielectric tube 3 on the measuring tape 10, To ensure the tension of the tape 10, a load is attached to the transmitter-receiver 9.

В случае обеспечения достаточной чувствительности измерительной аппаратуры возможно выполнение антенны без зеркала 7 и диафрагмы 8. В этом . случае засечка момента прохождения излучателя-приемника 9 сквозь плоскость мессдозы производится по максимальной амплитуде отраженного сигнала .In the case of ensuring sufficient sensitivity of the measuring equipment, it is possible to perform an antenna without a mirror 7 and aperture 8. In this. In the case of notching the moment of passage of the emitter-receiver 9 through the plane of the mass dose is made at the maximum amplitude of the reflected signal.

Возможно выполнение датчика давлений 5 индуктивным, в этом случае колебательный контур внутри мессдозы 2 образует индуктивный датчик с антенной 6 и дополнительная фиксированная емкость.It is possible that the pressure sensor 5 is inductive, in this case the oscillatory circuit inside the mass dose 2 forms an inductive sensor with antenna 6 and an additional fixed capacity.

Устройство работает следующим образом;The device operates as follows;

В стенки пробуренной скважины 1 на необходимой глубине с помощью механизма внедрения устанавливают предварительно оттарированные мессдозы 2 •'' таким образом, .что плоскость мессдозы 2 перпендикулярна оси скважины 1. В скважине 1 на якоре 4 закрепляют I диэлектрическую трубку 3. Скважину 1 заполняют тиксотропным раствором. Для проведения замеров в диэлектрическую трубку 3 на мерной ленте 10 опускают излучатель-приемник 9, соединенный с генератором и частотомером. В момент прохождения излучателя-приемника 9 сквозь плоскость мессдозы 2 магнитная антенна 6 принимает сигнал и в контуре мессдозы 2 возбуждаются колебания, частота которых зависит от емкости конденсатора 5, т.е. от напряженного состояния грунта. Излучатель-приемник 9 принимает импульсы от антенны 6 и по тарировоч20 ным графикам показания частотомера расшифровываются как напряжения в массиве. В момент нахождения излучателяприемника 9 в плоскости мессдозы 2 снимают отсчет по мерной ленте 10, который расшифровывают как координату расположения мессдозы 2 относительно реперной марки. При нагружении массива меняется его напряженно-деформированное состояние· и, соответственно, 3θ емкость конденсатора 5 (частота собственных колебаний.контура мессдозы 2) и координата, мессдозы 2 относительно репера. Эти изменения возможно установить повторным промером.In the walls of the drilled well 1 at the required depth, using the injection mechanism, pre-calibrated messdozas 2 • '' are installed in such a way that the plane of the dozdo 2 is perpendicular to the axis of the well 1. In the well 1, the dielectric tube 3 is fixed at anchor 4. Well 1 is filled with a thixotropic solution . To conduct measurements in the dielectric tube 3 on the measuring tape 10 lower the emitter-receiver 9 connected to the generator and the frequency counter. At the moment of passage of the emitter-receiver 9 through the plane of the mass dose 2, the magnetic antenna 6 receives a signal and oscillations are excited in the circuit of the mass dose 2, the frequency of which depends on the capacitance of the capacitor 5, i.e. from the stress state of the soil. The emitter-receiver 9 receives pulses from the antenna 6 and according to calibration graphs the readings of the frequency meter are deciphered as voltages in the array. At the moment the emitter receiver 9 is in the plane of the mass doze 2, a count is taken on the measuring tape 10, which is deciphered as the coordinate of the location of the mass doze 2 relative to the reference mark. When loading an array, its stress-strain state changes · and, accordingly, 3θ capacitor 5 (natural frequency of oscillation. Mass dose 2 circuit) and coordinate, mass dose 2 relative to the reference point. These changes can be set by repeated measurement.

Использование устройства позволяет расширить диапазон исследований состояния массива грунта и повысить точность измерений напряжений и деформаций.Using the device allows you to expand the range of studies of the state of the soil mass and improve the accuracy of stress and strain measurements.

Claims

Formula of the invention 1 * Device for measuring stresses and strains in a soil mass, including a dielectric pipe,. magnetic marks, a signal element mounted on a measuring tape, and a control device measures the uru apparatus, which, in order to expand the functionality and improve the accuracy of measuring stresses and deformations, the magnetic marks are equipped with message trains containing sensors pressure and magnetic directional antennas, and the signal element is made in the form of a radiator, electromagnetic waves, ⁵⁵ while the pressure sensors form an oscillating circuit with magnetic antennas installed in the rear of the messdoe.

5 1523637

2. The device according to π. 1, due to the fact that the pressure sensors are capacitive. niy in

Device by π. 1, with the fact that the pressure sensors are made inductive.