Результат интеллектуальной деятельности: ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ГРУНТЕ

Предлагаемый прибор предназначен для измерения давлений и деформаций в грунтах, подвергающихся различного рода нагрузкам: ударным, кратковременным и вибрационным, например, под рабочими органами грунтоуплотняющих машин, в фундаментах под машинами вибрационного действия, под дорожными одеждами, при проезде транспорта и пр.

Известные приборы такого типа включают шаровой корпус и размещенный внутри него измерительный элемент в виде эластичной оболочки, к которой прикреплена мембрана с тензодатчиками.

Предлагаемый прибор обеспечивает одновременное измерение деформаций в грунте с измерением давления при высокой точности независимо от направления действия сил.

Достигается это тем, что на внутренней стороне измерительного элемента смонтирована катушка индуктивности со сферической намоткой, а между внутренней стенкой корпуса и эластичной оболочкой измерительного элемента образован сферический зазор, заполненный жидкостью.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого прибора; на фиг. 2 - схема измерения давлений и деформаций в грунте при взрыве с помощью предлагаемого прибора.

Описываемый прибор включает шаровой корпус и размещенный внутри него измерительный элемент 2 в виде эластичной оболочки, к которой прикреплена мембрана 3 с наклеенными на нее тензодатчиками 4 для измерения давлений в грунте и катушка 5 индуктивности со сферической намоткой для измерения деформаций. Измерительный элемент 2 соединен с регистрирующей аппаратурой (на чертеже не показана) посредством кабеля 6. Сферическая полость 7 между корпусом 1 и измерительным элементом 2 заполнена жидкостью, заливаемой через трубочки 8, которая вместе с мембраной 3 составляет гидравлический преобразователь, значительно повышающий жесткость прибора, и обеспечивает измерение давления в грунтах независимо от направления действия сил.

Корпус 1 выполнен с пазами 9 для возможности плоскопараллельного перемещения отдельных элементов корпуса относительно направления действующих сил.

Приборы 10 установлены в грунт на некотором расстоянии R от центра взрыва. Для измерения деформаций в грунт закладывают не менее двух приборов на расстоянии друг от друга, равном r, причем катушка 5 индуктивности в одном приборе выполняет функцию излучающей, а в другом - питающей катушки. При взрыве по грунту проходит ударная волна 11, которая распространяется от центра взрыва 12. Корпус 1 воспринимает давление от ударной волны, которое дальше передается через жидкость 7 на измерительную мембрану. Так как жидкость можно считать практически несжимаемой и давление в любой точке жидкости одинаково, следовательно, независимо от направления действия сил приборы 10 зафиксируют общее (всестороннее) давление в грунте.

Под действием ударной волны происходит деформация грунта, а, следовательно, вместе с грунтом будут перемещаться установленные в грунт приборы 10, и расстояние между ними после взрыва изменится до величины r₁. Изменение расстояния между приборами приведет к изменению величины э.д.с. в катушках 5 приборов 10 пропорционально величине измеряемой деформации.

С помощью предлагаемого прибора можно также производить измерение перемещений отдельных слоев грунта. Для этого на некотором расстоянии на неподвижной опоре 13 устанавливается плоская катушка 14 индуктивности параллельно направлению распространения ударной волны.

До взрыва расстояние между катушкой 14 и прибором 10 равно После взрыва расстояние уменьшится до Уменьшение расстояния между плоской катушкой 14 и приборами 10 приведет к изменению величины э.д.с пропорционально измеряемому перемещению грунта.

Для измерения давлений и деформаций в грунтах с помощью предлагаемого прибора может применяться обычная тензометрическая аппаратура.