Способ построения поперечного профиля грунтового откоса и устройство для его осуществления

 

Использование: в горном деле и строительстве. Сущность изобретения: способ заключается в прямых измерениях элементов высоты всех характерных точек и расстояний между ними вдоль оси, расположенной под заданным углом на оптимальном расстоянии от поверхности откоса. Устройство содержит неподвижный тросик 1, штыри-анкеры 2, лебедку 3, подвижный тросик 4, упорную муфту 5 с разъемным отверстием с резиновой прокладкой и четырьмя стяжными болтами с гайками и с конусообразным на входе отверстием. На конце подвижного тросика закреплен грузик 10 грушевидной формы. 2 с. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к горному делу и строительству, предназначено для построения поперечных профилей грунтовых откосов сложной конфигурации, деформированных оползнем, при решении обратной задачи с целью определения истинных значений параметров сопротивления грунтов сдвигу.

Известны способы и многочисленные инструменты и приборы для дистанционного измерения координат характерных точек на профиле, в том числе светодальномеры и др.

Недостатком известных способов является недоступность некоторых характерных точек для наблюдения и измерений по условиям соблюдения правил техники безопасности или по условиям закрытости. Все это снижает точность работ.

Известен прямой способ построения профиля на оползневых склонах ватерпасовка, с использованием рулетки и метровой рейки с ватерпасом на верху.

Недостатком этого способа является недоступность опасных оползневых участков по условиям соблюдения правил техники безопасности.

Наиболее близким к изобретению является способ измерения элементов профиля засечками двумя теодолитами вдоль неподвижного тросика, уложенного на поверхности откоса, с перемещением и остановками в характерных точках вдоль него специальной метки (сигнала).

Однако существенно повышая точность других известных способов, этот способ все же не позволяет измерить параметры некоторых характерных точек, например, там где неподвижный тросик не касается поверхности откоса. Для него также недоступны "закрытые" места. Этот способ как бы генерализует сложную поверхность откоса, исключая мелкие его детали: неровности, трещины и т. д. которые при анализе устойчивости откосов и при определении механизма деформаций часто являются решающими и определяющими.

Целью изобретения является повышение точности построения поперечного профиля грунтового откоса, деформированного оползнем и имеющего сложную конфигурацию с недоступными по условиям соблюдения правил безопасности и "закрытости" для измерения известными способами параметров характерных точек.

Цель достигается тем, что прямые измерения элементов высоты всех характерных точек и расстояний между ними производят вдоль оси, расположенной под заданным углом наклона на оптимальном (0,5 ≥ 1,5 м) расстоянии от поверхности откоса, фиксируя в необходимых местах расстояния от поверхности откоса до этой оси по вертикали и расстояния между точками промеров вдоль нее.

Построение поперечного профиля осуществляется без вычисления координат характерных точек графическим способом в полевых условиях, откладывая на оси с заданным углом наклона промеры по вертикали в выбранном масштабе.

Устройство для осуществления способа включает подвижный тросик, снабженный грузом грушевидной формы на одном конце и измерительной рейкой на другом, соединенный с неподвижным тросиком специальной упорной муфтой с двумя круглыми отверстиями, расположенными друг на другом, при этом нижнее отверстие, через которое пропущен подвижный тросик, с грузом на конце, имеет на входе конусовидную форму (по форме груза), а верхнее отверстие, через которое пропущен неподвижный тросик, разъемное и снабжено резиновой прокладкой и четырьмя стягивающими болтами с гайками. Для натяжения неподвижного тросика используется лебедка с фиксатором ("собачкой"), а подвижный тросик перемещается вручную.

На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства в рабочем положении; на фиг.2 упорная муфта, разрез; на фиг.3 сечение А-А на фиг.2; на фиг.3 фрагмент построения поперечника графическим способом.

На фиг.1-4 показаны неподвижный тросик 1; штырь-анкер 2, лебедка 3, подвижный тросик 4, упорная муфта 5, верхнее разъемное отверстие 6 в муфте, резиновая прокладка 7, стягивающий болт 8 с гайкой, нижнее отверстие 9 в муфте с конусовидным входом, грузик 10 грушевидной формы 10, первая характерная точка 11 на откосе, величина 12 перемещения муфты от точки отсчета до первой характерной точки вдоль неподвижного тросика l₁, измерительная рейка 13, поверхность 14 откоса после оползания, точка 15 отсчета (начало измерений бровка откоса), поверхность 16 откоса до его деформирования, поверхность 17 скольжения оползня, расстояние 18 по вертикали от неподвижного тросика до поверхности откоса в первой характерной точке h₁.

Изобретение осуществляется следующим образом.

На деформированном оползнем участке откоса сложной конфигурации (фиг.1) с недоступными местами для измерений известными способами, где намечается провести обратный расчет для получения истинных значений прочности грунтов в массиве, выполняют следующие работы.

Закрепляют неподвижный тросик 1 по оси намеченного поперечного профиля, перпендикулярного простиранию откоса, двумя штырями-анкерами 2. Натяжку тросика производят лебедкой 3, оборудованной фиксатором ("собачкой"), позволяющей регулировать натяжение тросика в случае его провисания. В натянутом состоянии измеряют угол наклона его угломером. Расстояние тросика от поверхности откоса эмпирически установлено в пределах 0,5-1,5 м. Величина 0,5 м обусловлена нижней границей чувствительности устройства, а 1,5 м возможностями измерения перемещений подвижного тросика 4.

Присоединяют подвижный тросик к неподвижному через упорную муфту 5 (фиг. 2), пропуская его через верхнее разъемное отверстие 6 с резиновой прокладкой 7, и стягивают разъем четырьмя болтами 8 до достижения величины необходимого усилия при перемещении муфты вдоль неподвижного тросика 1,5-2,0 кг. Муфту устанавливают в крайнее верхнее положение (исходное), пропускают через нижнее конусовидное на входе отверстие 9 подвижный тросик с грузом 10 на конце (весом порядка 3 кг) и подтягивают его в крайнее верхнее положение, когда он запирает собой конусовидное отверстие и позволяет при натяжении подвижного тросика перемещать упорную муфту вниз по откосу.

Начинают измерительные работы. Переместив муфту на необходимое расстояние (до первой характерной точки 11, фиг.4), измеряют величину 12 наклонного перемещения и перемещения грузика 18 по вертикали, опуская его до соприкосновения с поверхностью 14 откоса и вновь поднимая до упора в муфте. Все измерения перемещений подвижного тросика проводят на измерительной рейке 13. Переместив муфту в следующую характерную точку, все операции повторяют. И так до самого низа откоса. На особо сложных участках откоса его поверхность "прощупывают" вертикальными замерами через 10 см и менее.

По данным измерений в заданном масштабе строится поперечный профиль (фиг. 4) графическим способом в полевых условиях, что позволяет оперативно контролировать результаты измерений.

Формула изобретения

1. Способ построения поперечного профиля грунтового откоса, заключающийся в натуральных измерениях высоты характерных точек на откосе и расстояний между ними вдоль оси, перпендикулярной простиранию откоса, прямыми и дистанционными методами с последующим графическим построением профиля в заданном масштабе, отличающийся тем, что прямые измерения элементов высоты всех характерных точек и расстояний между ними производят вдоль оси, расположенной под заданным углом наклона на оптимальном расстоянии от оси до поверхности откоса, фиксируя в характерных точках расстояния от поверхности откоса до этой оси по вертикали и расстояния между этими точками промеров вдоль нее.

2. Устройство для построения поперечного профиля грунтового откоса, включающее два гибких тросика, соединительную муфту, "сигнал" и измерительные инструменты, отличающееся тем, что подвижный тросик снабжен грузом грушевидной формы на одном конце и измерительной рейкой на другом, соединен с неподвижным тросиком упорной муфтой с двумя круглыми отверстиями, расположенными друг над другом, при этом нижнее отверстие, через которое пропущен подвижной тросик, имеет на входе форму по форме грузика, а верхнее, через которое пропущен неподвижный тросик, разъемное и снабжено резиновой прокладкой и четырьмя стягивающими болтами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4