Устройство для определения просадки поверхности земли
Владельцы патента RU 2376469:
Учреждение Российской академии наук Центр геофизических исследований Владикавказского научного центра РАН и правительства Республики Северная Осетия-Алания (ЦГИ ВНЦ РАН и РСО-А) (RU)
Изобретение относится к области гидрогеологии и инженерной геологии и может найти применение при оценке деформации поверхности земли. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, повышение точности определения просадки грунта, что позволяет предупредить надвигающуюся катастрофу. Устройство содержит наблюдательную скважину, обсадную трубу, датчик, конвертер, гибкий трос, мерный шкив с профилированной канавкой и глубинный анкер, установленный в необсаженной части наблюдательной скважины. При этом датчик выполнен в виде преобразователя. Мерный шкив установлен на двух опорах с возможностью свободного вращения. Гибкий трос уложен в профилированной канавке мерного шкива в два оборота и одним концом жестко закреплен на глубинном анкере в забое скважины, а другим через мерный шкив соединен с противовесом. Ось мерного шкива имеет жесткую связь с преобразователем, который прикреплен к третьей опоре и соединен с конвертером для передачи цифрового кода в центр мониторинга.
Изобретение относится к области гидрогеологии и инженерной геологии и может быть использовано при оценке деформации поверхности земли в результате интенсивной эксплуатации грунтовых вод.
Известно устройство, содержащее измерительную тягу, пропущенную через трубу, один конец которой прикреплен к блоку и датчику, а другой к реперу (патент № 2013544, опубликован 30.05.1994 г., МПК Е21С 39/00).
Однако известное устройство имеет спиральную пружину, не позволяющую определить вертикальное смещение грунта и произвести точную оценку его проседания в рыхлых водовмещающих породах.
Наиболее близким техническим решением является устройство, для определения оседания поверхности земли, которое содержит плотномер, металлическую трубу, бетонное основание и балку, с помощью которой фиксируется вертикальное смещение поверхности (Плотников Н.И. «Эксплуатационная разведка подземных вод», Москва, «Недра», 1979 г., с.63).
В устройстве-прототипе имеются следующие недостатки:
- усложненная конструкция за счет цилиндрического вала, соединенного с датчиком и обсадной фильтровой колонной скважины;
- в условиях рыхлых грунтов снижается качественная оценка просадки грунтов. Технический результат - упрощение конструкции, повышение точности определения просадки грунта.
Техническое решение заключается в том, что устройство для определения просадки поверхности земли, включающее наблюдательную скважину, обсадную трубу и датчик, отличающееся тем, что оно снабжено конвертором, гибким тросом, мерным шкивом с профилированной канавкой, глубинным анкером, установленным в необсаженной части наблюдательной скважины, а датчик выполнен в виде преобразователя, при этом мерный шкив установлен на двух опорах с возможностью свободного вращения, гибкий трос уложен в профилированной канавке мерного шкива в два оборота и одним концом жестко закреплен на глубинном анкере в забое скважины, а другим через мерный шкив соединен с противовесом, ось мерного шкива имеет жесткую связь с преобразователем, который прикреплен к третьей опоре и соединен с конвертором для передачи цифрового кода в центр мониторинга.
Величина постоянного натяжения гибкой тяги зависит от диаметра троса. Рекомендуются следующие веса груза (кг): 3, 5, 8, 12, 20 при диаметре троса (мм): 0,5; 0,8; 1,0; 1,4; 2,0 соответственно. Такая конструкция гибкой тяги обеспечивает непрерывное слежение за реверсивным изменением высоты измерителя, установленного на оголовке скважины.
Полученные данные по просадке поверхности передаются в информационный конвертор, адаптирующий цифровой код преобразователя.
На фиг.1 изображено устройство, состоящее из: 1 - наблюдательной скважины; 2 - оголовка; 3 - кожуха; 4 - конвертора; 5 - преобразователя; 6 - мерного шкива; 7 - груза; 8 -обсадной трубы; 9 - троса и 10 - анкера.
Устройство работает следующим образом. При просадке грунта в результате интенсивной эксплуатации грунтовых вод происходит проседание поверхности земли и, соответственно, вертикальное перемещение обсадной трубы (8), на которой крепится оголовок (1). При этом под воздействием противовеса (груза-7) проворачивается мерный шкив (6), который свободно вращается на двух опорах. К третьей опоре прикреплен преобразователь (5) «угол поворота - цифровой код», ось которого жестко связана с осью мерного ролика с пружиной муфты. В качестве преобразователя может быть использован абсолютный шифратор FVS 58 фирмы Pepperli+Fuchs (Германия). Диаметр мерного шкива может быть определен из выражения Д=256/π мм, в этом случае один градус угла поворота равен одному миллиметру длины окружности мерного ролика. Для более жесткого сцепления троса с роликом его наружная поверхность должна иметь профильную канавку с накатанной насечкой. В эту канавку в два оборота укладывается трос (9). Информационный конвертор (4), адаптируя цифровой код преобразователя (5) в цифровой вид единого формата всех типов датчиков локальной сети с помощью модема передает в центр мониторинга информацию по телефонному или радио каналу. Кожух (3) с резиновой прокладкой, герметизирующий внутренний объем датчика, предохраняет его от попадания влаги и пыли.
Таким образом, данное устройство позволяет в условиях эксплуатации водоносного горизонта грунтовых вод в рыхлых отложениях определить наиболее точно просадку поверхности земли на водозаборных участках, расположенных в черте города и предупредить надвигающуюся катастрофу.
Устройство для определения просадки поверхности земли, включающее наблюдательную скважину, обсадную трубу и датчик, отличающееся тем, что оно снабжено конвертером, гибким тросом, мерным шкивом с профилированной канавкой, глубинным анкером, установленным в необсаженной части наблюдательной скважины, а датчик выполнен в виде преобразователя, при этом мерный шкив установлен на двух опорах с возможностью свободного вращения, гибкий трос уложен в профилированной канавке мерного шкива в два оборота и одним концом жестко закреплен на глубинном анкере в забое скважины, а другим через мерный шкив соединен с противовесом, ось мерного шкива имеет жесткую связь с преобразователем, который прикреплен к третьей опоре и соединен с конвертером для передачи цифрового кода в центр мониторинга.
