Спосіб визначення рівня механічних коливань поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження

Реферат: Спосіб визначення рівня механічних коливань поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження, що включає розміщення в кожній заданій точці спостережень на досліджуваній поверхні твердого середовища пристрою для приймання механічних коливань досліджуваної поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження, реєстрацію їх і обробку одержаних даних з визначенням рівня механічних коливань. приймання пристроєм механічних коливань досліджуваної поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження здійснюють одночасно в кожній заданій точці спостережень на досліджуваній поверхні твердого середовища в трьох взаємноперпендикулярних напрямках, а саме - вертикальному, повздовжньому та поперечному з одночасною їх реєстрацією. Обробку одержаних даних здійснюють по кожному напрямку з визначенням, одним із відомих способів, інтегрального як рівня, так і просторового напрямку механічних коливань досліджуваної поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження. UA 84903 U (12) UA 84903 U UA 84903 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до методів технічних досліджень стану поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження. Вона призначена визначення інтегрального як рівня, так і просторового напрямку механічних коливань досліджуваної поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження. Найбільш близьким технічним рішенням, вибраним як прототип є спосіб визначення рівня механічних коливань поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження, що включає розміщення в кожній заданій точці спостережень на досліджуваній поверхні твердого середовища пристрою для приймання механічних коливань досліджуваної поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження, реєстрацію їх і обробку одержаних даних з визначенням рівня механічних коливань. (Технические средства сейсморазведки. - В кн.: И.И.Гурвич, В.П.Новоконов Сейсморазведка. Справочник геофизика. - Μ.: "Недра", 1981.-С.150152, 157-159,233-237) Згідно з прототипом при визначенні рівня механічних коливань поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження пристроєм для приймання механічних коливань є одиночний електродинамічний сейсмоприймач типу СВ-10Ц, що приймає механічні коливання тільки у вертикальному напрямку. Реєстрацію механічних коливань поверхні твердого середовища тільки у вертикальному напрямку здійснюють за допомогою світлопроменевого осцилографа типу ОС-12 або Н-700. Обробку одержаних даних здійснюють за допомогою відомих кореляційних методик. Як значення рівня механічних коливань застосовують такий показник як швидкість коливань (мм/с) поверхні твердого середовища тільки у вертикальному напрямку. Недоліками відомого способу є мала ефективність формування бази даних щодо стійкості та несучої здатності поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження, вузька область застосування. Недоліки викликані тим, що визначення рівня механічних коливань досліджуваної поверхні твердого середовища виконують у послідовності, що включає розміщення в кожній заданій точці спостережень на досліджуваній поверхні твердого середовища пристрою для приймання механічних коливань поверхні твердого середовища тільки у вертикальному напрямку, реєстрацію їх і обробку одержаних даних з визначенням рівня механічних коливань поверхні твердого середовища тільки у вертикальному напрямку. Дані обставини не дозволяють забезпечити достатньо можливу точність і достовірність визначення інтегрального як рівня, так і просторового напрямку механічних коливань поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження. Окрім того, зазначене визначення рівня механічних коливань поверхні досліджуваного твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження не дасть можливості сформувати достовірну базу даних щодо стійкості та несучої здатності досліджуваної поверхні твердого середовища, не забезпечить точного та достовірного визначення складових стану поверхні досліджуваного твердого середовища одночасно в кожній заданій точці спостережень на цій поверхні в трьох взаємно перпендикулярних напрямках, а це не дасть можливості сформувати достовірну базу даних щодо стійкості та несучої здатності досліджуваної поверхні твердого середовища з диференціацією технічної діагностики стану поверхні цього середовища. Отже відомий спосіб має вузьку область застосування та відповідно не сприяє експлуатації інженерних споруд на досліджуваній поверхні твердого середовища в безаварійному та безремонтному режимах. Причинами, що перешкоджають одержанню технічного результату прототипом корисної моделі, що заявляється, є: - розміщення в кожній заданій точці спостережень на досліджуваній поверхні твердого середовища пристрою для приймання механічних коливань поверхні твердого середовища тільки у вертикальному напрямку приводить до малої ефективності забезпечення достатньо можливої точності та достовірності визначення інтегрального як рівня, так і просторового напрямку механічних коливань досліджуваної поверхні твердого середовища, вузької області застосування та відповідно не забезпечить оптимізацію продовження строків безаварійної та безремонтної експлуатації інженерних споруд на поверхні твердого середовища; - реєстрація в кожній точці спостереження механічних коливань досліджуваної поверхні твердого середовища тільки у вертикальному напрямку приводить до неможливості визначення складових стану досліджуваної поверхні твердого середовища в трьох взаємно перпендикулярних напрямках, вузької області застосування та відповідно не забезпечить оптимізацію продовження строків безаварійної та безремонтної експлуатації інженерних споруд на поверхні твердого середовища; 1 UA 84903 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - обробка одержаних даних з визначенням рівня механічних коливань поверхні твердого середовища тільки у вертикальному напрямку приводить до низького рівня формування бази даних щодо стійкості та несучої здатності досліджуваної поверхні твердого середовища та відповідно не забезпечить оптимізацію продовження строків безаварійної та безремонтної експлуатації інженерних споруд на поверхні твердого середовища. Задачею корисної моделі, що заявляється, є удосконалення способу визначення рівня механічних коливань поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження, в якому, шляхом забезпечення можливості визначення інтегрального як рівня, так І просторового напрямку механічних коливань досліджуємо! поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження за рахунок точного та достовірного визначення складових стану досліджуваної поверхні твердого середовища одночасно в кожній заданій точці спостережень на цій поверхні в трьох взаємно перпендикулярних напрямках. Технічний результат від використання корисної моделі полягає в підвищенні ефективності формування бази даних щодо стійкості та несучої здатності поверхні твердого середовища з диференціацією технічної діагностики стану поверхні цього середовища при дії на поверхню динамічних навантажень механічного походження, розширення області застосування й оптимізації продовження строків безаварійної та безремонтної експлуатації інженерних споруд на поверхні твердого середовища із забезпеченням безпечних умов праці технологічного персоналу та життєдіяльності населення. Поставлена задача вирішується тим, що у способі визначення рівня механічних коливань поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження, що включає розміщення в кожній заданій точці спостережень на досліджуваній поверхні твердого середовища пристрою для приймання механічних коливань поверхні твердого середовища при дії на поверхню динамічних навантажень механічного походження, реєстрацію їх і обробку одержаних даних з визначенням рівня механічних коливань. Згідно з корисною моделлю, приймання пристроєм механічних коливань поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження здійснюють одночасно в кожній заданій точці спостережень на досліджуваній поверхні твердого середовища в трьох взаємно перпендикулярних напрямках, а саме - вертикальному повздовжньому та поперечному з одночасною їх реєстрацією, а обробку одержаних даних здійснюють по кожному напрямку з визначенням, одним із відомих способів, інтегрального як рівня, так і просторового напрямку механічних коливань досліджуємо!' поверхні твердого середовища при дії на поверхню динамічних навантажень механічного походження. Суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є: - розміщення в кожній заданій точці спостережень на досліджуваній поверхні твердого середовища пристрою для приймання механічних коливань поверхні твердого середовища при дії на поверхню динамічних навантажень механічного походження; - реєстрація механічних коливань поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження; - обробку одержаних даних реєстрації з визначенням рівня механічних коливань досліджуємо!' поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження. Новими суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є: - приймання пристроєм механічних коливань поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження здійснюють одночасно в кожній заданій точці спостережень на досліджуваній поверхні твердого середовища в трьох взаємноперпендикулярних напрямках, а саме - вертикальному повздовжньому та поперечному; - реєстрація механічних коливань поверхні твердого середовища при дії на поверхню динамічних навантажень механічного походження здійснюється одночасно в кожній заданій точці спостережень на досліджуваній поверхні твердого середовища в трьох взаємно перпендикулярних напрямках, а саме - вертикальному повздовжньому та поперечному; - обробка одержаних даних реєстрації механічних коливань поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження здійснюється по кожному напрямку з визначенням, одним із відомих способів, інтегрального як рівня, так і просторового напрямку механічних коливань досліджуємо!' поверхні твердого середовища при дії на поверхню динамічних навантажень механічного походження. Завдяки тому, що приймання механічних коливань поверхні твердого середовища здійснюють одночасно в кожній заданій точці спостережень на досліджуваній поверхні твердого середовища в трьох взаємно перпендикулярних напрямках стає можливим досягти точного та 2 UA 84903 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 достовірного визначення складових стану досліджуваної поверхні твердого середовища, то це буде сприяти підвищенню ефективності формування бази даних щодо стійкості та несучої здатності поверхні твердого середовища, розширенню області застосування. Завдяки тому, що реєстрація механічних коливань поверхні твердого середовища здійснюють одночасно в кожній заданій точці спостережень на досліджуваній поверхні твердого середовища в трьох взаємно перпендикулярних напрямках стає можливим за одну реєстрацію механічних коливань досліджуваної поверхні твердого середовища розширити об'єм інформації щодо стану досліджуваної поверхні, розширити область застосування й оптимізувати продовження строків безаварійної та безремонтної експлуатації інженерних споруд на поверхні твердого середовища. Завдяки тому, що обробка одержаних даних реєстрації механічних коливань поверхні твердого середовища здійснюється по кожному напрямку з визначенням, одним із відомих способів, інтегрального як рівня, так і просторового напрямку механічних коливань досліджуємо! поверхні твердого середовища стає можливим за одну обробку даних реєстрації механічних коливань досліджуваної поверхні твердого середовища одержання конкретного для даної досліджуємо!' поверхні твердого середовища фізичного стану поверхні з визначенням як наявності, так І положень аномальних зон у вигляді внутрішніх порушень, тріщинуватості, порожнин на досліджуваній поверхні твердого середовища, обумовлених як природними, так і техногенними факторами, то це буде сприяти підвищенню ефективності формування бази даних щодо стійкості та несучої здатності досліджуваної поверхні твердого середовища з диференціацією технічної діагностики стану поверхні цього середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження, розширенню області застосування й оптимізації продовження строків безаварійної та безремонтної експлуатації інженерних споруд на поверхні твердого середовища, що дасть можливість забезпечити безпечні умови праці технологічного персоналу та життєдіяльності населення. Суттєвість корисної моделі, що заявляється, пояснюється кресленнями, де: - на фіг. 1 зображений повздовжній розріз частини породного масиву, в якому збудовано тверде середовище у вигляді автомобільної дороги з асфальтовою поверхнею, уздовж краю якої в кожній заданій точці спостережень вимірюють рівень механічних коливань досліджуваної асфальтової поверхні твердого середовища при дії на нього динамічних навантажень механічного походження, генератором яких є автомобілі, зокрема вантажні, загальна маса яких складає 25-30 т; - на фіг.2 - схема одночасного вимірювання в кожній заданій точці спостережень рівня механічних коливань досліджуваної поверхні в трьох взаємно перпендикулярних напрямках, а саме - вертикальному повздовжньому та поперечному; - на фіг.3 - графік змін інтегрального рівня (швидкості) механічних коливань досліджуємої поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження по довжині досліджуваної поверхні твердого середовища; - на фіг.4 - графік змін в трьох взаємно-перпендикулярних напрямках, а саме вертикальному, повздовжньому та поперечному, Інтегрального просторового напрямку механічних коливань досліджуваної поверхні твердого середовища при дії на досліджувану поверхню динамічних навантажень механічного походження по довжині дослїджуваної поверхні твердого середовища. Спосіб здійснюється наступним чином. На досліджуваній поверхні 1 твердого середовища 2, збудованого в породному масиві 3 у вигляді автомобільної дороги з асфальтовою поверхнею 1, виконують вимірювання рівня механічних коливань досліджуваної поверхні 1 твердого середовища 2 при дії на поверхню 1 динамічних навантажень Ρ механічного походження, генератором яких є ходова частина 4 автомобіля 5, що рухається у напрямку А вздовж досліджуємо! поверхні 1 (фіг. 1). Вимірювання виконують уздовж краю досліджуваної поверхні 1 твердого середовища 2 пристроями 6 для приймання механічних коливань досліджуваної поверхні 1 твердого середовища 2 в кожній заданій точці спостережень 7, рівномірно розміщених уздовж краю досліджуваної поверхні 1 твердого середовища 2. Вимірювання проводять одночасно в кожній заданій точці спостережень 7 трьома пристроями 6 у трьох взаємно-перпендикулярних напрямках, а саме вертикальному 8 повздовжньому 9 та поперечному 10. Дані вимірювань по кожному напрямку 8, 9, 10 реєструються реєстраторами рівня механічних коливань 11, що з'єднані з пристроями 6 гнучкими кабелями 12 (фіг.2). Обробку одержаних даних реєстрації виконують із застосуванням одного з відомих способів за допомогою відомих кореляційних методик. Така послідовність і характер вимірювань, реєстрації та обробки даних вимірювань дозоляють одночасно визначити 3 UA 84903 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 для кожної точки спостережень 7 інтегральний як рівень, так і просторовий напрямок механічних коливань досліджуваної поверхні 1 твердого середовища 2 при дії на його поверхню 1 динамічних навантажень, генератором яких є ходова частина 4 автомобіля 5. Дані визначення рівня механічних коливань досліджуваної поверхні 1 твердого середовища 2 при дії на досліджуєму поверхню 1 динамічних навантажень Ρ механічного находження, що виникають від дії генератора 4, представлені у вигляді графіків 13 і 14. Графік 13 - графік змін інтегрального рівня (швидкості, мм/с) механічних коливань досліджуваної поверхні твердого середовища при дії на досліджувану поверхню 1 динамічних навантажень Ρ механічного походження для кожної точки виміру (номер точки виміру) по довжині досліджуваної поверхні 1 твердого середовища 2 (фіг.3). Графік 14 - графік змін інтегрального просторового напрямку механічних коливань досліджуваної поверхні 1 твердого середовища 2 при дії на досліджувану поверхню 1 динамічних навантажень Ρ механічного походження для кожної точки виміру (номер точки виміру) по довжині досліджуваної поверхні 1 твердого середовища 2 (фіг.4). Зменшені показники інтегрального як рівня, так і просторового напрямку механічних коливань досліджуваної поверхні 1 твердого середовища 2 на графіках 13 і 14 (фіг.3 та 4) свідчать як про наявність, так і про положення аномальних зон у вигляді внутрішніх порушень, тріщинуватості, порожнин на досліджуваної поверхні 1 твердого середовища 2, обумовлених як природними, так і техногенними факторами. Результати конкретного визначення інтегрального як рівня, так і просторового положення напрямку механічних коливань досліджуваної поверхні 1 твердого середовища 2 при дії на досліджувану поверхню 1 динамічних навантажень механічного походження дозволяють зробити об'єктивний висновок щодо апроксимуючого стану досліджуваної поверхні 1 твердого середовища 2, що дасть можливість оптимізувати продовження строків безаварійної та безремонтної експлуатації як досліджуваноїї поверхні 1, так і Інженерних споруд на ній, а також забезпечить безпечні умови праці технологічного персоналу та життєдіяльності населення та розширення області застосування. Приклад. Промислові випробування корисної моделі, що заявляється, були проведені при визначенні рівня механічних коливань досліджуваної поверхні твердого середовища у вигляді автомобільної дороги Кривий Ріг -Кіровоград від дії на досліджувану поверхню динамічних навантажень механічного походження. Генераторами динамічних навантажень були вантажні автомобілі, загальна маса яких складає 25-30 т, що рухаються по досліджуваній поверхні. Вимірювання виконували одночасно в кожній точці спостережень трьома сейсмоприймачами типу СВ-10Ц у трьох взаємно перпендикулярних напрямках, а саме вертикальному повздовжньому та поперечному. Реєстрацію даних вимірювань здійснювали трьома світлопроменевими осцилографами типу ОС-12. Обробку одержаних даних реєстрації проводили за допомогою відомих кореляційних методик. Усього було виконано 150 спостережень. На основі виконаних вимірювань, реєстрації й обробки даних вимірювань установлено, що має місце наявність двох аномальних зон у вигляді внутрішніх порушень, тріщинуватості та порожнин на досліджуваній поверхні твердого середовища, а також зробити висновок щодо апроксимуючого стану досліджуваної поверхні твердого середовища з урахуванням тісного взаємозв'язку внутрішніх порушень, тріщинуватості та порожнин досліджуваної поверхні, обумовлених як природними, так і техногенними факторами. Це у свою чергу дає можливість оптимізувати продовження строків безаварійної та безремонтної експлуатації як досліджуваної поверхні, так і інженерних споруд на ній. Застосування корисної моделі, що заявляється, дасть можливість досягти високоефективної ресурсо- та енергозберігаючої технології визначення рівня механічних коливань поверхні твердого середовища при дії на зазначену поверхню динамічних навантажень механічного походження з безпечними умовами праці технологічного персоналу та життєдіяльності населення. Крім того, підвищити ефективність формування достовірної бази даних щодо стійкості та несучої здатності поверхні твердого середовища. Корисна модель, що заявляється, дозволяє розширити область застосування способу, оптимізувати проводження строків безаварійної та безремонтної експлуатації як самої поверхні твердого середовища, так і інженерних споруд на ній. Технічний результат досягається за рахунок точного та достовірного визначення складових апроксимуючого стану досліджуваної поверхні твердого середовища одночасно в кожній заданій точці спостережень на цій поверхні в трьох взаємноперпендикулярних напрямках, а саме - вертикальному повздовжньому та поперечному з 4 UA 84903 U 5 визначенням аномальних зон у вигляді внутрішніх порушень, тріщинуватості та порожнин на досліджуваній поверхні твердого середовища шляхом забезпечення можливості визначення Інтегрального як рівня, так і просторового напрямку механічних коливань досліджуваної поверхні твердого середовища при дії на зазначену поверхню динамічних навантажень механічного походження. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 Спосіб визначення рівня механічних коливань поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження, що включає розміщення в кожній заданій точці спостережень на досліджуваній поверхні твердого середовища пристрою для приймання механічних коливань досліджуваної поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження, реєстрацію їх і обробку одержаних даних з визначенням рівня механічних коливань, який відрізняється тим, що приймання пристроєм механічних коливань досліджуваної поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження здійснюють одночасно в кожній заданій точці спостережень на досліджуваній поверхні твердого середовища в трьох взаємноперпендикулярних напрямках, а саме - вертикальному, повздовжньому та поперечному з одночасною їх реєстрацією, а обробку одержаних даних здійснюють по кожному напрямку з визначенням, одним із відомих способів, інтегрального як рівня, так і просторового напрямку механічних коливань досліджуваної поверхні твердого середовища при дії на його поверхню динамічних навантажень механічного походження. 5 UA 84903 U 6 UA 84903 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7