Metoda standard de testare pentru Mişcarea de monitorizare la sol, utilizând Probe-Tip Inclinometre

1.Înclinometrul : Înclinometrele sunt folosite la monitorizarea mişcărilor laterale ale pământului în zonele cu alunecări de teren, şi ramblee1. Mai sunt folosite, de asemenea, la monitorizarea abaterilor zidurilor de spijin şi a conductelor supuse încărcărilor. Motivele instalării înclinometrelor includ : Investigaţii de teren – investigaţiile geotehnice de teren implică evaluări ale rezistenţei şi stabilităţii pământului. Înclinometrele monitorizează mişcarea, o măsură directă a stabilităţii, deci, sunt des folosite în investigaţiile de teren. Instalat pe locul propus al unui dig, un înclinometru poate detecta mişcările unui plan de alunecare. Planul de alunecare poate cauza probleme mai târziu, când rezervorul din spatele digului este umplut şi presiunea apei din pori de-a lungul planului de forfecare creşte.

Verificarea presupunerilor de proiectare – înclinometrul poate fi instalat să verifice dacă mişcările actuale ale structurii corespund cu acelea prezise în faza de proiectare. De exemplu, un înclinometru poate fi instalat în spatele unui zid de sprijin pentru a se verifica dacă nu se deplasează mai mult decât o valoare limită propusă atunci când este complet încărcat. Dacă înclinometrul înregistrează valori mai mari decât acestea, proiectantul poate modifica secţiunile viitoare ale zidului.

Determinarea necesităţii pentru măsurători corective – înclinometrele sunt instalate să urmărească amplitudinea, direcţiile, şi rata mişcării. Această informaţie ajută inginerii să determine necesarul pentru măsurători corective. De exemplu, un departament de autostrăzi poate şti câte alunecări de teren, care pun autostrada în pericol, sunt dar s-ar putea să nu aibă fondurile necesare sau forţa de muncă disponibilă pentru a le stabiliza pe toate. Prin monitorizarea alunecărilor de teren cu înclinometrele, inginerii, pot indentifica cele mai grave ameninţări şi să stabilească priorităţile măsurătorilor de stabilizare.

Monitorizarea performanţelor pe termen lung – înclinometrele sunt instalate pentru monitorizarea pe termen lung pentru a detecta schimbările condiţiilor de teren sau în structură în sine. De exemplu, un constructor care repară zidul de sprijin al unei autostrăzi pot să blocheze din accident sistemul său de drenaj, cauzând presiunea apei din pori din spatele zidului să crească. O monitorizare de rutină a înclinometrului poate detecta deplasarea pământului din spatele zidului înainte de a deveni vizibil asupra peretelui. Monitorizare de siguranţă – înclinometrele, în particular înclinometrele care sunt monitorizate continuu, pot avertiza, în timp util, asupra cedării catastrofice. Asemenea sisteme pot fi instalate lângă autostrăzi, căi ferate şi conducte care traversează zone cu alunecări de teren.

Ramblee

Localizează zonele de forfecare şi ajută la identificarea faptului dacă forfecarea este plană sau circulară -Investigati asupra alunecarilor de teren: Critice pentru investigaţia alunecărilor de teren este determinarea de adâncime şi grosimea de forfecare tangentiala a zonei. Carcasa înclinometrului este instalata în foraje verticale de obicei, una la patru foraje, în funcţie de dimensiunea alunecarilor de teren, sunt făcutede-a lungul axei centrale a alunecării pentru dezvolta un model de alunecare de teren pentru taluzurile de stabilitate.

-Monitorizare ,Panta Stabilitate: Pantele în fractiuni sau diguri de umplere poate fi monitorizate pentru stabilitate în timpul şi după terminarea construcţiei. În astfel de cazuri, carcasa înclinometrului este instalat în forajele verticale, următoarele orientări sunt similare ca pentru investigaţile alunecarilor de teren. Locaţiile Instrumentului se bazează pe condiţii de pantă şi importanţa de facilităţi din apropiere. Monitorizarea se face pentru a verifica performanţa şi de a identificarea daca condiţiile de instabile sunt în curs de dezvoltare.

-Monitorizarea excavatiilor in apropierea facilitatilor: -Impactul excavatiilor , fie inclinate sau verticale , pot fi monitorizate pentru a determina dacădeformările semnificative laterale au loc sau ar putea afecta performanţastructuri din apropiere, utilitati, şi alte facilităţi critice. Ghidajul inclinometrului este instalat în poziţie verticalăforaje sunt situate între limita de excavare şi facilităţile din apropiere.

Inclinometrul poate fi, de asemenea, instalat în sistemul de sprijin al excavari. Introducerea inclinometrului poate fi realizata prin chituirea carcasei în policlorură de vinil cu diametrul mai mare (PVC) sau cu pereţi subţiri

1 Măsurătorile înclinometrice coroborate cu cele de presiometrie sunt utilizate la evaluarea stării de eforturi şi deformaţii în structuri cum ar fi culei, ziduri de sprijin, lucrari de susţinere permanente, etc. Celulele de presiune utilizate pot fi dispuse în amonte de lucrările de monitorizat (pentru deplasări pe orizontală) sau la baza pernelor, rambleelor, etc. în scopul obţinerii de date cu privire la tasări

carcasa din otel, care sunt instalati ca parte a construcţiei sistemului de sprijin. Similar cu cerereapentru structurile de reţinere, sonde de tip inclimometre sunt de obicei folosite pentru a determinaforma relativă a solului şi modificările în timp.

-Monitorizarea Pilonilor si Pilotilor de fundatie Performante: Inclinometre pot fi folosite pentru măsurarea deformatiilor de fundaţii de adâncime supuse la solicitari foarte mari. Carcasa înclinometrului poate fi încorporata sau ataşata la elemente structurale. Carcasa este de obicei încorporata prin cimentare, într-un diametru mai mare de PVC sau cu pereţi subţiri. - este indicat extinderea carcasei inclinometrului mai jos de varful elementului fundatiei pentru a realiza o reala referinta a datelor. -Monitorizarea performantelor structurale: Carcasa înclinometrului pot fi foarte eficient monitorizata in deformaţiile in componentele structurale. Carcasa din oţel poate plasata în consolidare pentru pereti diafragma. Înclinometru carcasapoate fi instalat în interiorul carcasei din oţel pentru monitorizarea potenţialului deplasaril laterale.

-Operaţii şi Componente : Aparat , măsoara deformatiile normale de la o axa de ţub , prin introducerea unei sonde de-a lungul unei conductei , măsura înclinarea sondei cu privire la linia de gravitatie. Măsurătorile sunt convertite in distanţe folosind funcţii trigonometrice. Distantele sunt insumate pentru a găsi poziţia conductei , măsurători succesive vor indica deformata normala a axei conductei . In cele mai multe cazuri conducta este instalata intr-o pozitie aproape verticala de talpa sondei. Masuratorile indica deformatiile orizontale ale subteranului , in unele cazuri conducta este instalata orizontal si masuratorile indica deformatia orizontala.

1 Învelişul Înclinometrului – Învelişul înclinometrului are un scop special, este alcătuită din ţeavă de plastic cu caneluri. Are trei funcţii: (1) asigură accesul sondei înclinometrului, permiţându-i să obţină măsurător de adâncime; (2) se deformează cu structura sau pământul de alături, în aşa măsură încât măsurarea înclinării învelişului să reflecte cu acurateţe mişcările pământului, şi (3) canelurile interioare controlează rotiţele sondei înclinometrului.

Sonda înclinometrului – Sonda cu rotiţe a înclinometrului urmăreşte canelurile longitudinale din tubaj. Conţine două accelerometre. Un accelerometru măsoară înclinarea în planul roţilor înclinometrului. Acest plan este cunoscut drept axa A. Celălalt accelerometru măsoară înclinarea în planul perpendicular pe rotiţe. Acest plan este cunoscut ca axa B. Citirile înclinării sunt obţinute tipic la interval de doi metri pe măsură ce sonda este ridicată de la bază spre vârful tubajului.

Cablul de Control – Cablul de control este folosit la controlul adâncimii la care se află sonda înclinometrului. De asemeni, mai transmite şi energia şi semnalul între probă şi aparatul care face citirile. Cablurile de control metrice sunt gradate la un interval de 0,5m.

Aparatul de măsură digital – Aparatul de măsură afişează măsurătorile înclinării obţinute de la sonda înclinometrului. Aparate sofisticate de măsură, cum ar fi Digitilt Data Mate, înregistrează citirile în memoria proprie, eliminând inconvenientul înregistrării valorilor, manual, pe hârtie.

Carcasa :Carcasa înclinometrelor este o ţeavă speciala utilizata în instalaţiile de înclinometrie (PVC). Acesta este de obicei instalata in foraje, dar pote fi, tot asemenea, inclusa în umpluturi, turnata în beton, sau ataşata la structuri.

Carcasa înclinometrelor oferă acces pentru sonda înclinometrului, permiţându-i să se obţină măsurători subterane de înclinare. Caneluri în interiorul carcasei de control , orientarea sondei ii ofere o suprafaţă de la care masuratori repetabile preluate pot fi obţinute.

Diametrul carcaselor: Carcasa este conceputa să se deformeze cu mişcarea de teren adiacenta sau structura. Durata de viaţă utilă a carcasei se termină atunci când mişcarea continuă a solului ciupeste sau foarfeca carcasa, prevenind trecerea sondei înclinometru. Carcasa cu diametrul mai mari oferă în general o viaţă mai lungă. Carcasa cu diametrul de mari (85 mm, 3.34 inch) este potrivit pentru alunecări de teren şi de monitorizare pe termen lung. Este, de asemenea indicata pentru monitorizarea in mai multe zone de forfecare sau zonele foarte înguste de forfecare. Carcasa cu diametru mare este necesară atunci când sonda orizontală este utilizata.

Carcasa cu diametrul de Mediu (70 mm, 2.75 inch) este potrivit pentru proiecte de constructii. Acesta poate fi de asemenea utilizat pentru monitorizarea stabilităţii , panta atunci când doar un grad moderat de deformare este de aşteptat.

Carcasa cu diametrul mic (48 mm, 1,9 inch) este adecvata pentru aplicatii unde deformările mici, sunt distribuite pe zone largi. În general nu este instalata în soluri.

Carcasă Forţa de aderenţă : În instalaţiile de foraj, spaţiul inelar în jurul carcasei este, de obicei folosit ca rambleu cu rosturi. Procesul de chituire poate genera presiuni suficient de mare pentru a provoca carcasei lun col-lapse. Chituirea este o modalitate de a evita această problemă.

Conexiuni telescopice-impachetare: Conexiunile telescopice sunt uneori instalate în foraje verticale la sol , estede aşteptat să se stabilească, cum ar fi solutia de plasare in terasamente peste un teren moale. Alinierea de fiecare adâncime de măsurare între seturile de date în timp poate fi problematică.

Instalarea : -Selectarea materialelor care sunt compatibile cu condiţiile de mediu de la instalare. Selectarea dimensiunilor carcasei în concordanţă cu cerinţele specifice de măsurare şi condiţiile de muncă.

- Forarea , in instalaţiile de foraj, spaţiul inelar în jurul carcasei este, de obicei folosit ca rambleu cu rosturi =>(rambleu spaţiul circular dintre peretele sondă şi înclinometrul carcasa trebuie umplut cu un material adecvat).

- Asamblarea tuturor componentelor necesare pentru carcasa , inclusiv articulaţiile carcaselor, conectori, şi capacul de închidere. Examinare fiecare componenta pentru defecte.

Chituirea rosturilor , pentru a evita distrugerea segmentelor de carcasa sub eforturile care apar din impingere sau forfecare =>( se mai foloseste nisipul pentru a evita chituirea in spatii inelare mai mici , costul este mai mic)

Corectia Datelor: Măsurarea Înclinaţiei – Măsurarea înclinării tubajului cu ajutorul sondei înclinometrului. Cu sonda, măsurarea înclinării sunt luate la interval de 0,5m de la bază spre vârf. Deviaţia Laterală – Când sunt procesate citirile înclinometrului, înclinarea este convertită într-o distanţă laterală, aşa cum este prezentat mai jos. Deviaţia la fiecare interval este denumită deviaţie incrementală. Suma deviaţiilor incrementale este denumită deviaţie cumulativă. deviaţiile reprezintă poziţia tubajului. Un grafic al deviaţiilor cumulative arată profilul tubajului. Deplasarea Laterală – Deplasarea reprezintă o schimbare a poziţiei tubajului, de ex. o schimbare a deviaţiei. Deplasarea este calculată prin scăderea deviaţiei iniţiale din deviaţia curentă.

Figuri sugestige-procesul de instalare

inte

rval

ul d

e m

asur

a (L

)

unghiul de inclinare q

vert

ical

a

deviatia laterala(L sin q)

tubulatura de inclinometru

a. devierea incrementală

tubulatura de inclinometru

L

L

L

devierea cumulativa

q

q

q

b. devierea cumulativă

1

Gau

ge le

ngth

Pivot

GaugeExtension

Tube

Buscable

Inclinometercasing

Sensor

Wheelassembly

CORECTIA DATELOR:

Când este posibil, se va folosi aceeaşi sondă şi cablu de control pentru fiecare măsurătoare. Dacă trebuie folosite sonde diferite, trebuie avut în vedere să se noteze numărul de serie al sondei folosit pentru fiecare set de date astfel încât eventualele corecţii să poată fi făcute în timpul procesării datelor.- Se va marca tubajul A0 cu vopsea. A se vedea desenul de mai jos.- O instalare nouă ar trebui urmărită de mai multe ori şi un set de date reprezentativ ales pentru a fi folosit drept setul iniţial de date.- Se determină deviaţia standard pentru setul iniţial de date. Se înregistrează această valoare şi se va folosi pentru validarea rapidă a seturilor de date următoare.- Întotdeauna se va folosi acelaşi reper de control al adâncimii.- Dacă, accidental, se uită luarea unei citiri, se va coborî sonda cel puţin cu o măsurătoare sub adâncimea de la care se doreşte să se facă citirea.

A0

A180

B180 B0

Se considera A0 pe directia deplasarii principale

2 -INSTALAREA TUBULATURII DE INCLINOMETRU:

Instructiuni de citire : Verificarea Sondei:- Se verifică dacă rotiţele se mişcă liber. După verificare se conectează sonda la aparatul de măsură.

Conectăm la sursa de curent. Citirile ar trebui să fie pozitive este înclinată în direcţia A0 şi B0. Orientarea sondei inclinometrul :

A180 Se realizeaza masuratoarea pe aceeasi directie (de exemplu rotita ridicata)

A0

3 11. CALIBRAREA DATELOR : Măsurătorile înclinometrului – Sonda înclinometrului măsoară mai mult înclinarea, decât mişcările laterale. Cum este translată rotirea la o mişcare laterală.

-Principiul de bază implică funcţia sinus şi ipotenuza unui unghi drept. Suntem interesaţi de lungimea feţei opuse unghiului.

(1.1)

4

q

cateta opusa

DEVIAŢIA – ÎN DESEN, IPOTENUZA TRIUNGHIULUI DREPT ESTE INTERVALUL DE MĂSURII. INTERVALUL MĂSURII ESTE DE 0.50M.

qAngle of

tilt

Deviation(L Sin )q

Faţa opusă unghiului de înclinare este deviaţia. Este calculată înmulţind sinusul unghiului de înclinare cu intervalul de măsură. Acest calcul translează măsurătoarea unghiulară într-o distanţă laterală şi este primul pas în calculul deplasării laterale.

L

L

L

Cumulativedeviation

q

q

q

d1+d2+d3

d1+d2

d1

d1=L*sin 1d2=L*sin 2d3=L*sin 3

qqq

dn=L*sin nq

Deplasările – Schimbările în deviaţie sunt denumite deplasări, din moment ce schimbarea indică că tubajul s-a mişcat de la poziţia originală. Când deplasările sunt sumate şi desenate, rezultatul este o reprezentare a mişcărilor de mare rezoluţie.

Deplasarea este schimbarea de deviaţie şi arată că tubajul s-a mişcat de la poziţia iniţială.

-Calibrarea datelor manual – Normal, software-ul este folosit pentru calibrarea datelor. În cele ce urmează se arată cum se calibrează datele manual. Citirile afişate pe ecranul Slope Indicator “unităţi de citire” mai bine decât termenul unghiuri de deviaţie. Unităţile de citire sunt definite dedesubt:

5

-Combinarea citirilor - Măsurătoarea standard furnizează două citiri pe axă pentru fiecare interval. Sonda este îndreptată înspre direcţia “0” pentru prima citire şi în “180” pentru a doua citire.

-Calulul deviaţiei – Pentru a calcula deviaţia laterală, facem media dintre citirile A0 şi A180, împărţim la constanta instrumentului şi înmulţim cu intervalul de măsură, ca mai jos:

-Calculul Deplasării: – Deplasarea, schimbarea deviaţiei laterale, indică mişcările tubajului. Pentru a calcula deplasarea, vom găsi schimbarea în unităţile de citire, împărţim la constanta instrumentului, şi înmulţim cu lungimea intervalului de măsură.

-Calculul sumelor de verificare:

O sumă de verificare este suma unei citiri “0” şi a unei citiri “180” la aceeaşi adâncime.

-Abaterea de la Zero – Dacă ţinem sonda înclinometrului perfect verticală şi verificăm citirile, vom observa o valoare diferită de zero pentru fiecare axă. Valoarea poate fi pozitivă sau negativă şi se va schimba în timp. Nu este motiv de îngrijorare deoarece acest inconvenient este eliminat prin măsurătorile cu două treceri şi de procedura de reducere a datelor.

Mai jos, este arătat care o abatere de 10. În timpul primei treceri, sonda înregistrează o înclinare de 1 grad. În timpul trecerii r. 2 sonde înregistrează o înclinare de -1 grad din cauză că proba a fost rotită cu 180 de grade. A se vedea cum abaterea creşte valoarea pozitivă şi o descreşte pe cea negativă, chiar dacă unghiul măsurat nu s-a schimbat. Oricum, când cele două citiri sunt combinate, aşa cum s-a prezentat anterior, eroarea este eliminată.

PENTRU O IMAGINE MAI LARGA ASUPRA SUBIECTULUI CITITI ASTM D6230 ANEXAT.