Понятие о гидростатическом нивелировании

В сообщающихся сосудах свободная поверхность жидкости ус­танавливается на одинаковом уровне, независимо от поперечного сечения сосудов, массы жидкости и превышения. Это свойство и положено в основу устройства гидростатических нивелиров.

Если определить разность высот столбов жидкости в сообщаю­щихся сосудах (рис.7.9,а), то по этой величине можно получить превышение h точек A и В, на которых установлены эти сосуды.

Высоту столба жидкости в каждом сосуде можно определить, например, зная высоты d₁ и d ₂ сообщающихся сосудов и измерив расстояния c ₁ и с ₂ (рис.7.9, б) от уровня жидкости до края каждого сосуда. Тогда получим высоты столбов жидкости в сосудах (d₁ – c₁)и (d₂ - с₂) и превышения

или

Для данной пары сосудов (d₂ — d\) — величина постоянная, поэтому, обозначив

,

получим превышение

Поменяв местами сосуды (см. рис. 7.9, б)

или ,

Рисунок 8.8 - Гидростатическое нивелирование:

а -положение 1;

б — положение 2;

1 - горизонт жидкости;

2 — горизонт точки А;

3 — горизонт точки В

Складывая формулы получим

Определив по этой формуле k, затем по любой из формул находят превышение h.

Современные конструкции гидростатических нивелиров по­зволяют определять превышение между точками с точностью до десятых и даже сотых долей миллиметра.

Способы геометрического нивелирования

Различают следующие способы геометрического нивелирования: нивелирование вперед, нивелирование из середины, простое и сложное нивелирование, продольное нивелирование и нивелирование поверхности.

 

Нивелирование «вперед»

Нивелирование вперед производится следующим образом. В одной из точек устанавливают нивелир, в другой – рейку (рисунок 8.9).

Высоту инструмента i измеряют рулеткой от точки А до центра окуляра горизонтально установленной зрительной трубы. При правильной установке инструмента визирная ось зрительной трубы займет горизонтальное положение НН. После этого, наблюдая в трубу, по средней горизонтальной нити сетки берут отсчет b по рейке, установленной в точке В. Тогда можно записать i = Δh + b, откуда Δh = i – b.

Рисунок 8.9

 

Таким образом, чтобы определить (измерить) превышение последующей точки над предыдущей, нужно из величины i высоты инструмента, установленного в задней точке, вычесть отсчет по рейке, расположенной на последующей (передней) точке.

Нивелирование «из середины»

Превышение одной точки над другой можно определить также путем установки нивелира посередине между этими точками.

Такой способ называют нивелированием из середины. При этом способе на задней и передней точках устанавливают рейки, а нивелир располагают на середине между этими точками. После того, как визирная ось зрительной трубы нивелира будет приведена в горизонтальное положение, берут отсчеты по горизонтальной нити сетки поочередно по задней и передней рейкам. Отсчет по задней рейке обозначается буквой З (задний отсчет), а отсчет по передней рейке буквой П (передний отсчет).

 

Рисунок 8.10

Из рисунка 8.10 видно, что превышение Δh определиться как разность отсчетов З и П по рейкам Δh = З – П.

Следовательно, при нивелировании из середины превышение передней точки над задней определится как разность заднего и переднего отсчетов по рейкам; иногда говорят: «превышение – это взгляд назад минус взгляд вперед», подразумевая под «взглядами» отсчеты по рейкам.

При нивелировании из середины нивелир устанавливается необязательно в створе нивелируемых точек. Однако расстояния между рейками и нивелиром должны быть одинаковыми независимо от того, где стоит нивелир.