Приложение В. Типы, область и правила применения экстензометров

Приложение В

Типы, область и правила применения экстензометров

В.1 При геотехническом мониторинге применяют стационарные, портативные и ленточные типы экстензометров. Технические характеристики экстензометров приведены в таблице В.1, а область их применения - в таблице В.2.

Таблица В.1 - Технические характеристики экстензометров

Параметр	Тип экстензометра
	стационарный			портативный			ленточный
	СЭ-СТ	СЭ-П	Э-З	ПЭ-1	ПЭ-2-1	ПЭ-2-2	ЛЭ-1	ЛЭ-2	ЛЭ-3
Стандартные измерительные длины	30 (300)	10 (300)	30 (200)	30 (200)	30 (150)	30 (150)	15 (100)	15 (30)	15 (30)
Стандартный измерительный диапазон, мм				( длины трубы)	на метр	на метр
Точность измерений (на стандартном диапазоне), мм
Возможность автоматизации	Да	Да	Да	Нет	Нет	Нет	Нет	Нет	Нет
Примечания 1 В скобках приведены максимальные значения измерительных длин. 2 В настоящей таблице применены следующие обозначения: СЭ-СТ - стержневой скважинный экстензометр; СЭ-П - проволочный скважинный экстензометр; Э-З - звеньевой скважинный экстензометр; ПЭ-1 - одноточечный портативный экстензометр; ПЭ-2-1 - двухточечный портативный механический экстензометр; ПЭ-2-2 - двухточечный портативный электрический экстензометр; ЛЭ-1 - ленточный экстензометр с инварной струной (резьбовые анкерные болты); ЛЭ-2 - ленточный экстензометр со стальной лентой (резьбовые анкерные болты); ЛЭ-3 - ленточный экстензометр со стальной лентой (анкерные болты с проушиной).

Таблица В.2 - Область применения экстензометров

Область применения	Тип экстензометра
	СЭ-СТ	СЭ-П	Э-З	ПЭ-1	ПЭ-2-1	ПЭ-2-2	ЛЭ-1	ЛЭ-2	ЛЭ-3
Фундаменты неглубокого заложения на грунтовом основании	+	-	+	-	+		-	-	-
Фундаменты неглубокого заложения на скальном основании	+	-	+	-		+	-	-	-
Свайные и свайно-ростверковые фундаменты, включая свайные испытания	+	-	+	-		+	-	-	-
Открытые земляные работы (котлованы и тоннели открытого способа строительства) вблизи существующих зданий и сооружений		-		+		+	+
Пучение грунта		-			+	+	-	-	-
Разуплотнение и карстообразование в грунтовом массиве				+	+		-	-	-
Мониторинг технического состояния конструкций зданий и сооружений		-				+	+		-
Оползневые процессы	+		+		-	-	-	-
В настоящей таблице применены следующие обозначения: "+" - применение рекомендуется; - применение возможно; "-" - применение не рекомендуется.

В.2 Стационарные скважинные экстензометры применяют стержневого, проволочного и звеньевого видов (рисунок В.1). Данные виды экстензометров могут выполняться с применением оптоволоконных измерительных систем.

В.3 Портативные скважинные экстензометры применяют одно- или двухточечного видов (рисунок В.2).

В.4 Ленточные экстензометры применяют с инварной струной или стальной лентой (рисунок В.3).

В.5 При применении стационарных, портативных и ленточных экстензометров в качестве измерительной точки принимают:

- середину анкера (стержневой, проволочный и звеньевой стационарные скважинные экстензометры);

- центр магнитного кольца (портативные скважинные экстензометры);

- центр резьбового соединения или проушины анкеров (ленточные экстензометры).

В.6 Точка, относительно которой проводят измерения расстояний, называется "реперной точкой" и считается условно неподвижной. Для измерений в абсолютной системе координат необходимо определить координаты реперной точки с использованием геодезических методов.

В.7 Для передачи перемещений исследуемой среды на измерительную точку необходимо обеспечить жесткое крепление специальных приспособлений (анкеров, магнитных колец и др.).

В.8 Для регистрации перемещений измерительных точек стационарных экстензометров применяют: цифровые микрометры, индикаторы часового типа, первичные преобразователи линейных перемещений (струнные, электрические, оптоволоконные) с регистрирующей аппаратурой (портативные считывающие устройства либо стационарные автоматизированные системы регистрации).

В.9 Установку стационарных скважинных экстензометров выполняют с учетом следующих требований.

В.9.1 Соединительные элементы (стержни) должны быть защищены от заполнителя с использованием муфт.

В.9.2 Правильное положение стационарных стержневых скважинных экстензометров в скважине обеспечивается за счет применения специализированных сложных тампонажных растворов в сочетании с жестко зафиксированными измерительными точками (механический, гидравлический, пакер-анкер).

Осевая жесткость измерительной экстензометрической системы не должна превышать жесткость окружающей среды.

В.10 Установку портативных скважинных экстензометров выполняют с учетом следующих требований.

В.10.1 Для обеспечения передачи деформаций контролируемой среды к магнитным целям, установленным на направляющих трубах, зазор между стенкой скважины и внешней поверхностью трубы должен быть полностью заполнен специальным составом. Физико-механические свойства данного состава (после его твердения) должны максимально соответствовать свойствам окружающей контролируемой среды.

В.10.2 Направляющая труба доступа не должна препятствовать перемещению вдоль нее магнитных колец.

В.10.3 При работе с одноточечным портативным экстензометром магнитные кольца допускается устанавливать вдоль трубы доступа на любом заданном расстоянии друг от друга.

В.10.4 При оснащении наблюдательной скважины для работы с двухточечным экстензометром магнитные кольца следует устанавливать с определенным шагом, соответствующим базе измерений и зависящим от измерительного диапазона зонда экстензометра.

В.10.5 Перед проведением первичных замеров положения магнитных целей раствор должен набрать необходимую прочность.

В.11 Установку ленточных экстензометров выполняют с учетом следующих требований.

В.11.1 Анкерные болты должны быть выполнены из коррозионно-стойких прочных материалов. Конструкция анкеров должна позволять устанавливать на них геодезические визирные знаки (призмы или нивелирные рейки) с целью определения их абсолютного положения.

В.11.2 При установке в железобетонные конструкции анкерные болты монтируют в заранее пробуренные отверстия и фиксируют с использованием быстротвердеющих составов на основе цемента или эпоксидных смол. Допускается также использовать анкерные болты с механическим распорным механизмом.

В.11.3 При установке на металлические поверхности анкерные болты могут быть зафиксированы с использованием дуговой сварки.

В.11.4 Анкерные болты должны быть защищены от воздействия прямых солнечных лучей, агрессивной среды, строительных работ. Защита может быть обеспечена применением солнцезащитных козырьков, защитных корпусов.

В.12 При обработке результатов измерений с использованием стационарных экстензометров изменение положения измерительной точки i в период между начальным и текущим измерениями вычисляют по формуле

, (B.1)

где - измеренное значение положения измерительной точки i в текущем цикле;

- измеренное значение положения измерительной точки i в нулевом цикле.

При этом идентично изменению расстояния между измерительной точкой и устьем скважины

, (B.2)

где - смещение измерительной точки i (вдоль направления измерений) относительно устья скважины.

Абсолютное смещение измерительной точки i вдоль направления измерений вычисляют по формуле

, (В.3)

где - абсолютное смещение устья скважины вдоль направления измерений, определяемое геодезическим методом.

В.13 При проведении измерений с использованием портативных скважинных одноточечных экстензометров вертикальное смещение измерительной точки i в текущем измерительном цикле относительно "нулевого" измерения вычисляют по формуле

, (B.4)

где - расстояние от измерительной точки до устья скважины в текущем цикле;

- расстояние от измерительной точки до устья скважины в "нулевом" цикле;

- вертикальное смещение отметки устья скважины относительно положения при "нулевом" цикле измерений (определяют геодезическими методами).

В.14 При проведении измерений с использованием портативных скважинных двухточечных экстензометров относительное смещение соседних измерительных точек i и i - 1 вычисляют по формуле

, (B.5)

где - расстояние между измерительными точками i и i - 1 в текущем цикле;

- расстояние между измерительными точками i и i - 1 в "нулевом" цикле.

Абсолютное смещение измерительной точки i вдоль направления измерений вычисляют по формуле

, (B.6)

В.15 При проведении измерений с использованием ленточных экстензометров изменение расстояния между измерительными точками вычисляют по формуле

, (В.7)

где , - измеренные значения в текущем и "нулевом" цикле соответственно.

В случае возникновения температурных изменений в различных измерительных циклах при обработке результатов необходимо вводить температурную поправку

, (В.8)

где - коэффициент температурной поправки, вычисляемый по формуле

, (В.9)

где - коэффициент линейного температурного расширения материала ленты (струны);

I - расстояние между измеряемыми точками;

- разница в измеренной температуре между текущим и "нулевым" циклами.