способ установки измерительных датчиков при исследовании напряженно-деформированного состояния мерзлого грунта

Формула изобретения

СПОСОБ УСТАНОВКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ДАТЧИКОВ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МЕРЗЛОГО ГРУНТА,включающий отсыпку грунта в лоток, размещение в грунте в местах измерения датчиков и промораживание грунта, отличающийся тем, что перед размещением поверхности датчиков покрывают клеем и слоем песка, в грунте в местах измерения формируют площадки для размещения датчиков, которые выравнивают и зачищают, а при размещении датчиков производят их прижатие к площадкам исследуемым грунтом в талом состоянии, причем промораживание грунта осуществляют до и после размещения датчиков.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства на вечномерзлых грунтах и может быть использовано для измерения сжимающих и растягивающих относительных деформаций, а также напряжений, возникающих в массиве мерзлого грунта под нагрузкой или под действием сил морозного пучения и при оттаивании.

Известен способ установки тензорезисторов на поверхность исследуемого материала, по которому эту поверхность зачищают и выравнивают, датчик гидроизолируют клеем, после чего прижимают к месту измерения.

Недостатком этого способа является невозможность его использования в грунтах, даже мерзлых, из-за отсутствия необходимого контакта датчика с грунтом.

Известен способ установки измерительных датчиков при исследовании напряженно-деформированного состояния мерзлого грунта, включающий отсыпку грунта в лоток, размещение в грунте в местах измерения датчиков и промораживание грунта.

Недостатком этого способа являются отсутствие необходимой адгезии датчика с грунтом и нарушения прямолинейности тензорешетки в плоскости измерений.

Целью изобретения является обеспечение надежной адгезии датчика с грунтом и прямолинейности тензорешетки в плоскости измерений путем соответствующей подготовки и установки тензодатчиков в грунте.

Указанная цель достигается тем, что по способу установки измерительных датчиков при исследовании напряженно-деформированного состояния мерзлого грунта, включающему отсыпку грунта в лоток, размещение в грунте в местах измерения датчиков и промораживание грунта, перед размещением поверхности датчиков покрывают клеем и слоем песка, в грунте, в местах измерения, формируют площадки для размещения датчиков, которые выравнивают и зачищают, а при размещении датчиков производят их прижатие к площадкам исследуемым грунтом в талом состоянии, причем промораживание грунта осуществляют до и после размещения датчиков.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид тензорезистора, подготовленного к установке; на фиг.2 - установка тензорезисторов на подготовленные места измерения.

Подготовка датчиков к работе и размещение их в исследуемом массиве грунта выполняются в следующем порядке.

Вначале тензорезисторы 1 припаиваются в соответствующем порядке к проводам от колодки 6 автоматического переключателя. Затем производится клеевая гидроизоляция 2 поверхности датчиков с обеих сторон. Гидроизоляцию 2 можно обеспечить любым клеем, образующим тонкую водонепроницаемую пленку, обладающую диэлектрическими свойствами, но наименьшее изменение заводского значения электрического сопротивления чувствительного элемента тензорезистора 1 при гидроизоляции достигается применением клея, не дающего усадку при высыхании. Сразу же после нанесения гидрозащитного покрытия на сырую поверхность датчиков наносится песок 3. Песчинки прилипают к пленке клея, не нарушая при этом ее сплошности (аналогия с наждачной шкуркой), и образуют необходимую шероховатость поверхности, обеспечивающую передачу измеряемой деформации на чувствительный элемент. После высыхания сделанного гидроизоляционного покрытия необходимо обеспечить гидроизоляцию мест соединений датчиков с проводами 5. При проведении экспериментов наиболее надежным и простым при монтаже защитным материалом показал себя пластилин 4.

Подготовка мест измерений состоит в формировании из исследуемого грунта 7 площадок 9 в местах измерений, выравнивании, промораживании и окончательной зачистке крупных пор, раковин и грунтовке (если необходимо) глиняным раствором. Так как даже подготовленные площадки для размещения датчиков обладают недостаточно гладкой поверхностью, желательно применять тензорезисторы 1 с толстой (100-150 мкм) поверхностью, компенсирующей неровности. Монтаж тензорезисторов состоит в их размещении на подготовленной площадке и прижатии к поверхности площадки исследуемым грунтом 8, находящимся в талом состоянии. Вода, проникая под нижнюю поверхность датчиков сопротивления, при замерзании обеспечивает сцепление песчинок на клеевой пленке с частицами грунта. Лучше всего показали себя тензорезисторы 10 при работе внутри массива грунта. При размещении их на поверхности мерзлого грунта возникали большие погрешности из-за постоянного испарения воды, при этом высыхал верхний слой грунта, нарушалось сцепление мерзлого грунта с тензорезисторами и постепенно датчики выходили из строя.