Файл: Новая геодезическая техника и ее применение в строительстве учеб. пособие.pdf

жидкости в сосудах и различных ча.стях шланга вызывает раз­ личие значений объемного веса жидкости в системе. Последнее может быть также из-за неравномерного распределения в жид­ кости растворенных в ней газов.

С появлением разности Ар0 = ро2—poi давлений на свободную поверхность жидкости и разности Av =72—71, значений ее объем­

z 2 — z i — (Poi РоаУТрио

найдя, таким образом, погрешность в определении превышения за счет разности давлений на поверхностях жидкости:

Если в качестве рабочей жидкости используется вода со зна­ чением объемного веса урш = 1,0 г/см3 , то

Azp = — 13,6Др0,

и для исправления результатов нивелирования поправками за разность давлений на поверхностях сосудов разность давлений необходимо измерять с погрешностью не более

Др0 = Д2 р /13,6.

Чтобы найти поправку с ошибкой ±0,1 мм, погрешность из­ мерения давления не должна превышать

Дро = ± 0,1/13,6 = ± 0,007 мм рт. ст. Образовав по пропорции ( I V . 31) производную пропорцию

(z2 — z1)/z1 = ('{l — Т2)/Т2

и учитывая, что изменение ,(72 — 71) значения объемного веса жидкости из-за разности At = t2 — ti ее температур в сосудах под­ чиняется приближенному равенству

T2 — T i » —4iP <('a — * i ) >

получим:

z2 — zx = z1 ъР, (t2 — у/та.

149

ч

где рг — среднее значение температурного коэффициента объем­ ного расширения жидкости для диапазона температур At=t2 — tu а остальные обозначения — прежние.

при другом положении шланга высота .столба жидкости в систе­ ме составит 2,5 м, то погрешность в 0,1 мм появится уже при пе­ репаде температур в системе около 0°, 2.

Самой малорасширяющейся («инварной») жидкостью" явля­ ется вода при температуре около +4° С. С повышением же тем­ пературы ее коэффициент объемного расширения увеличивается:

Из анализа видно, что высокоточное гидростатическое ниве­ лирование следует выполнять с минимальной высотой z столба жидкости, располагая соединительные шланги по возможности в одной горизонтальной плоскости с измерительными головками. Кроме того, необходимо принимать меры к тому, чтобы в про­ цессе измерений на станции изменений внешних условий (давле­ ния на поверхность жидкости в сосудах и температуры жидкос­ ти в системе) практически не было, поскольку их учет крайне сложен.

Для высокоточных измерений переносными шланговыми ниве­ лирами применяют двойное нивелирование с взаимной переста­ новкой сосудов. Эта методика обеспечивает автоматическое ис­

особо высокой точности, предварительно определяют величину

* Для обеспечения «запаса прочности» расчета принято, что поверхность раздела жидкостей с различными значениями объемного веса находится в самом низком месте нашей гидростатической системы.

150

Н и в е л и р ы ш л а н г о в ы е п е р е н о с н ы е . Одним из прос­ тых и удобных в работе переносных гидростатических нивелиров является разработанный Всесоюзным научно-исследовательским маркшейдерским институтом (ВНИМИ) шланговый технический нивелир НШТ-1, выпускаемый в настоящее время серийно Харь­ ковским заводом маркшейдерских инструментов. Прибор пред­ назначен для измерения превышений в пределах ±200 мм при нивелировании фундаментов, монтаже конструкций на строи­ тельстве шахт и метрополитена, наблюдениях за осадками зда­ ний, мостовых опор и других сооружений.

Нивелир НШТ-1 представляет собой легкую переносную сис­ тему, состоящую из двух одинаковых взаимозаменяемых изме­ рительных головок 1 и 2 (рис. IV. 12, а), соединенных гибким резиновым шлангом 3 длиной 10 м, внутренний диаметр которо­ го 9 мм. Каждая измерительная головка, присоединяемая к шлангу с помощью штуцера 18 (рис. IV. 12,6), состоит из стек­ лянного цилиндра 11, заключенного в металлическую оправу 13. На цилиндр нанесена миллиметровая шкала. Концы стеклянно­ го цилиндра закрываются пробками. Верхняя пробка имеет руч­ ной и автоматический клапаны. Ручной клапан 6 используется для герметизации стеклянного сосуда при транспортировке. Ав­ томатический клапан, состоящий из свинцового грузика 8 и под­ вешенного к нему на капроновой жилке 9 клапана-поплавка 10, предназначен для свободного пропуска воздуха и для предотвра­ щения выливания жидкости при внезапном повышении ее уровня или в случае опрокидывания сосуда. При повышении уровня жидкости клапан-поплавок 10 всплывает п, прижимаясь вытал­ кивающей силой жидкости к плоским краям отверстия в кону­ сообразной детали 7, герметически перекрывает последнее.

Верхняя часть металлической оправы оканчивается рамкой 5, в которой на резьбе помещена двухсторонняя опорная пятка 4. Если измерительный сосуд надо приставить к нивелируемой точ­ ке снизу, то используют верхнюю плоскость опорной пятки. При подвеске прибора на стенной репер опирание происходит на ниж­ нюю плоскость пятки 4. Прибор имеет и нижнюю опорную пят­ ку 15 с острием 16 для установки на грунтовые репера. При не­ обходимости установки прибора на фундаменте или другой по­ верхности снизу навинчивается вторая пятка 17 — плоская.

Расставив измерительные головки на нивелируемые точки, наблюдатели открывают краны 14 и клапаны 6 прибора и — пос­

* Каждый поплавок — пустотелый, кольцевой формы с двухсторонним конусообразным сужением центрального отверстия; такая конструкция на­ илучшим образом обеспечивает пропуск пузырьков воздуха, постоянство вы­ соты поплавка над жидкостью и его остойчивость.

152