35. Исследование гравиметра на смещение нуль-пункта

В теории механических гравиметров предполагается, что деформация упругой системы пропорциональна силе тяжести, то есть связь между нагрузкой и деформацией соответствует закону Гука. В реальных же телах зависимость деформации от нагрузки гораздо сложнее, что особенно заметно с увеличением нагрузки.

Материал в упругих системах гравиметров подвергается нагрузкам, значительно меньшим предела пропорциональности. Тем не менее, опыт свидетельствует, что даже при малых нагрузках деформации материала не строго соответствуют закону Гука. При наблюдениях с гравиметром отклонение от закона пропорциональности проявляется как непрерывные изменения отсчета, которые называют смещением нуль-пункта.

Основное требование, которое предъявляется к любому гравиметру, заключается в следующем: смещение нуль-пункта должно быть линейным во времени и не превышать установленного допуска.Поэтому перед началом полевого сезона каждый гравиметр исследуется на смещение нуль-пункта, по результатам которого для прибора устанавливается продолжительность полевого рейса, в течение которого смещение нуль-пункта линейно во времени. Предельный допуск на величину смещения нуль-пункта российских гравиметров составляет 2 мГал/сутки.

Методика исследования нуль-пункта гравиметра

1. Устанавливаем гравиметр на жесткое основание, приводим в рабочее положение в течение 10 часов через равные промежутки времени берем отсчеты по отсчетному устройству.

2. Переводим отсчеты в миллигалы и по ним строим график поведения смещения нуль-пункта во времени. При этом по оси абсцисс откладываем моменты времени наблюдений, а по оси ординат – соответствующий отсчет в миллигалах.

3. Соединив последовательно между собой все полученные точки, выполняем анализ графика. Если на графике все точки легли в пределах точности (для гравиметров среднего класса точности m_доп=0,1 мГал) на одну прямую, значит такое смещение нуль-пункта у данного гравиметра линейно во времени. Если в интервале времени t₂ – t₁ часть точек образовала прямую линию, а другая часть точек в интервале t₃ – t₂ ломаную линию, значит смещение нуль-пункта в течение t₂ – t₁ происходит по линейному закону, а в интервале t₃ – t₂не по линейному закону, то есть не пропорционально времени. Продолжительность полевого рейса будет определяться временем, в течение которого смещение нуль-пункта соответствует линейному закону.

4. Коэффициент k (скорость изменения смещения нуль-пункта в единицу времени) определится по формуле:

где i-1, i – порядковые номера двух соседних отсчетов; n– число отсчетов.

36. Проложение и обработка гравиметрического рейса.

Результаты наблюдений силы тяжести обычно представляют в виде гравиметрических карт, на которых показывают картину площадного распределения аномалий силы тяжести. Для определения аномалий силы тяжести на участке работ выполняется гравиметрическая съемка.

При производстве гравиметрических съемок гравиметрические измерения выполняются, как правило, относительным методом. Для приведения гравиметрических съемок в единую систему, а также с целью обеспечения гравиметрических съемок исходными данными на территории каждого государства создана система пунктов повышенной точности, называемая опорной гравиметрической сетью. Пункты опорных сетей служат исходными для создания рядовых гравиметрических сетей на участке работ.

Методика наблюдения на пунктах рядовой сети зависит от особенностей поведения нуль-пункта гравиметра, и она построена таким образом, чтобы обеспечить возможность введения максимально достоверных поправок за смещение нуль-пункта в результаты гравиметрических измерений. На пунктах рядовой сети наблюдения выполняют отдельными рейсами, которые начинаются и заканчиваются опорными пунктами. При этом под рейсом понимается совокупность последовательных наблюдений на нескольких пунктах, объединенная общей характеристикой смещения нуль-пункта гравиметра. Предполагается, что при продолжительности рейса 6-8 часов смещение нуль-пункта изменяется по линейному закону пропорционально времени.

В настоящей лабораторной работе предлагается проложить гравиметрический рейс по схеме замкнутого хода (рис 1).

.

№316- исходный пункт, на котором начинается и заканчивается гравиметрический рейс;

Sk,Sn- конечный и начальный отсчеты по гравиметру в исходных пункте

гравиметрического рейса;

tk,tn- время взятия конечного и начального отсчетов по гравиметру;

S1п,S2л…- текущие отсчеты по гравиметру; t1п,t2л..- время взятия текущих отсчетов.

При этом в качестве исходного пункта принимается одна из тумб гравиметрической лаборатории, в качестве определяемых пунктов- площадки вблизи боковых лестниц здания.

Обработка гравиметрического рейса.

В общем случае математическая текущая обработка наблюдений в гравиметрическом рейсе заключается в переводе отсчетов по микрометру гравиметра в миллигалы и во введении трех основных поправок: за температуру, за приливные изменения силы тяжести, за смещение нуль-пункта.

В лабораторной работе при обработке гравиметрического рейса предполагается вычислить и ввести только одну поправку за смещение нуль-пункта гравиметра. После ее введения все отсчеты гравиметра в рейсе как бы приводятся к моменту отсчета на исходном пункте. Смещение нуль-пункта считают линейным, и полученные невязки распределяют пропорционально времени.

После введения в результаты измерений поправок получают приращение силы тяжести на пунктах относительно исходного, по которым вычисляют силу тяжести gi в каждой точке.

Рабочие формулы:

; ; ; ;