Вопрос 57 Устройство оптических систем зрительной трубы и оптические устройства теодолитов типа Т2 или Т5. Основные неисправности оптических систем теодолитов.

Вопрос 56 Причины нарушения устойчивости геодезических пунктов. Выбор конструкции центра, места и способа его закладки. Особенности конструирования знаков для специальных инженерно-геодезических сетей.

К основным причинам смещения геодезических пунктов можно отнести экзогенные, эндогенные и техногенные процессы. Экзогенные процессы изменяют гидротермический режим грунта. Наиболее существенно влияет на геодезические центры процесс пучения. В мягкий грунт заложен стандартный центр на небольшую глубину, в промерзающую толщу грунта. Под влиянием отрицательных температур воздуха грунт постепенно начинает промерзать. Увеличиваясь в объеме, промерзающий грунт несколько приподнимается (пучится), а так как труба центра смерзается с грунтом, то под действием этих касательных сил, приложенных к боковым стенкам, начинается процесс поднятия центра. обратном процессе — оттаивании — под основание монолита частично попадает (подте­кает) грунт с боков монолита. В итоге, после того как грунт прини­мает положительную температуру, монолит не встает на прежнее место.Эндогенные процессы обычно распространяются на значительные территории, вызывают либо медленные, либо резкие (сейсмические) нарушения в положении земной поверхности. Медлен­ные проявления эндогенных сил практически безвредны для инже­нерных сооружений. Но система геодезических и особенно высотных пунктов, расположенных на активных участках земной поверхности, при этом изменяет свои отметки. Техногенные процессы обусловлены инженерной деятельностью человека. Интенсивные откачки грунтовых и подземных вод, добыча по­лезных ископаемых, строительство тоннелей (метро) и тяжелых (высотных) сооружений, сотрясения сооружений и грунтов от ра­боты машин и механизмов, а также от движения транспорта – ведут к опусканию земной поверх­ности.При выборе места установки знака нужно обеспечивать не только выгоднейшие условия прохождения визирного луча, выдерживать в требуемых пределах длины примыкающих к пункту сторон или условия привязки к реперу, но и обращать внимание на условия оттока от знака поверхностных вод, на положение уровня грунтовых вод, на минеральный состав грунта. Геодезические центры и реперы целесообразно устанавливать непосредственно на скале. В мягких сезоннопромерзающих грунтах выгоднейшими местами для закладки геодезических пунктов являются сухие, возвышенные, задернованные участки, сложенные песчаными или супесчаными грунтами. В условиях вечномерзлых грунтов наилучшими следует считать участки, где в наименьшей степени нарушается температурный режим грунта. Такими участками являются места с малой мощностью деятельного слоя, с толстым моховым покровом, имеющие северную экспозицию склона.Тяжелые знаки с пилоном преиму­щественно устанавливают на пунктах государственных сетей триан­гуляции, трилатерации, полигонометрии, расположенных в местах, куда доставка готового знака или материалов для его изготовления не сопряжена с большими трудностями. Центр с металлической, трубой наиболее целесообразно применять в труднодоступных, необжитых районах, поскольку вес их заметно меньше, до и пуче­нию они подвержены в меньшей степени.Способы закладки грунтовых центров и реперов: в котлован (выров­нять дно котлована или, что лучше, сделать небольшую подливку из цемент­ного раствора и на нее установить мо­нолит.), в буровую скважину, протаиванием (размораживание грунта ведется при помощи спе­циальных паровых установок. Из парового котла пар по шлангу поступает в паровую иглу (металлическую трубку с отверстиями на конце для выхода пара). Паровая игла ставится вертикально в месте закладки знака; в нее пускают пар, она разогревает грунт и медленно погружается в толщу породы. После того как игла до­стигла требуемой глубины, ее постепенно с остановками поднимают я этим увеличивают диаметр размороженного участка грунта. За 2 ч можно разморозить столб грунта диаметром 30—40 см на глубину около 3 м), завин­чиванием (Применяется в торфяных грунтах и сыпучих песках. Труба геодезического знака, состоящая из одного целого отрезка и снабженная с нижнего конца спиралью, погружается в грунт вра­щением. Трубу вращают при помощи закрепляемого на ней замка. Завинчивание знака в торфяном грунте не составляет большого труда, значительно трудней завернуть якорь знака в минеральный грунт, особенно если этот грунт обладает большой плотностью. В таком случае, для облегчения завинчивания, можно прибегнуть к предва­рительному бурению скважины). Особенности знаков.В скале делают небольшое углубление, в котором цементируют марку; над маркой на бетонной подушке устанавливают бетонный монолит в виде усе­ченной четырехгранной пирамиды; высота монолита назначается такой, чтобы марка, вбетонированная в его верхнее основание, оказалась на уровне поверхности земли (рис. 121). Верхняя и нижняя марки должны находиться на одной вертикали.Знак состоит (рис 122) из металлической трубы диаметром 6 см, в верхнем срезе которой закреплена марка, а к нижнему концу приварены диск и несколько полудискоа в для увеличения поверхности смерзания грунта со знаком. Верхняя часть на поверхности а нижняя погружена 5—2 м. Устанавливают бурением или протаиванием. Смерзшийся с грунтом нижний конец трубы образует прочный якорь.Эти знаки (рис. 123). либо шускают в подготовленную буровую скважину, где и бетонируют, тли устанавливают на требуемую глубину завинчиванием.

В городских условиях в основном используют стенные знаки.

Современные геод. приборы на 30 – 50% состоят из оптических деталей. Оптическая деталь – жидкость, стекло, полированный метал. (зеркало) - Ход луча в оптической детали: угол падения равен углу отражения. Зрительная труба предназначена для визирования на соответствующие визирные цели. Оптическая схема зрительной трубы Т5 состоит из не склеенного трехлинзового объектива, фокусирующей линзы, сетки нитей и симметричного окуляра. Корпус – обеспечивает расчетное положение частей. Объектив – для получения действительного изображения и передачи его в фокальную плоскость. Фокусирующая линза – фокусирует изображение в фокальную плоскость в зависимость от расстояния до визирной цели. Окуляр – для рассмотрения изображения. Сетка нитей – для точного визирования на визирную цель, она расположена примерно в фокальной плоскости объектива. Визирная ось – линия, соединяющая сетку с центром объектива. Зрительные трубы могут быть прямые и ломаные (в них дополнительно имеется прямоугольная призма для изменения хода луча). Оптическая схема Т5. В Т5 применена оптическая схема, которая проецирует изображение горизон. и вертик. кругов в плоскость шкалы микроскопа по независимым оптическим каналам. Достоинства системы: 1) устраняет взаимозависимость оптических каналов при разъюстировке одного из них; 2) создает дополнительные возможности в повышении освещенности поля зрения отчетного микроскопа ( лит-ра16 Рис. [49] – стр.117). Угломерные круги освещаются через иллюминатор, с помощью поворотного зеркала. Световой пучок направляется призмой на верт. круг. Изображение штрихов верт. круга с помощью линз объектива проецируются на плоскость шкалы, нанесенной на плоскую поверхность коллектива. Гориз. круг освещается с помощью другой призмы и коллектива. Изображение его штрихов линзами проецируется в плоскость шкалы – коллектива. Изображение шкал микроскопа вместе с изображением штрихов угломерных кругов объективом передается в фокальную плоскость окуляра. Особенности эксплуатации Т5 1) отсчитывание по вертик и гориз кругам; 2) измерение углов способом круговых приемов или способом повторений; В Т5 за основное положение принят верик круг справа. Вычисление углов наклона: a = (Л+П)/2 = (П-Л-180⁰)/2, a = П-МО, a = МО-Л-180⁰. К величинам меньше 90⁰ прибавляют 360⁰. Т5 имеет уровень при алидаде верт круга, поэтому перед снятием отсчета необходимо совместить концы пузырька уровня. Неисправности Т5 1) при фокусировки окуляра микроскопа на шкалу изображения штрихов нерезкое (относительно кругов), требуется перефокусировка, наблюдается параллакс м/у штрихами шкалы и кругов; 2) наблюдается рен, изображение интервала угломерного круга не соответствует длине шкалы микроскопа. Рен проверяют на различных участках круга через 30 – 45⁰. Систематическое несовпадение шкал не более 0,1 наименьшего деления шкалы микроскопа, т.е. 6^//. 3) Не видно изображения штрихов шкалы и кругов или штрихи сдвинуты вместе со шкалой. Поле микроскопа не освещено вообще, или плохо. 4) Поле зрения микроскопа освещено равномерно. Шкалы не видно. 5) Сдвинуты штрихи гориз. или вертик. круга вверх или вниз относительно шкалы микроскопа. 6) в поле зрения окуляра наблюдаются срезания (затемнение некоторых частей поля зрения или уменьшение освещённости). Изображение штрихов шкалы и угломерных кругов не смещено. В Т2 применена оптическая схема зрительной трубы, которая проецирует изображение гориз. и вертик. кругов в плоскость шкалы микроскопа по зависимым оптическим каналам. Изображение отсчетов по гориз. кругу проецируются на шкалу микрометра, но это только один оптический канал, поэтому для снятия отсчетов по верт кругу мы переключаем рычаг, который отводит призму в сторону, освобождая путь для лучей вертик. круга. В зависимости от положения призмы в поле зрения микроскопа видны штрихи или верт, или гориз. круга. Оптическая схема практически такая же, как и у Т5, только зрительная труба состоит из четырех линзового объектива (две стеклянные пары), пяти линзовый окуляр. В приборе используют фонарь для освещения в ночное время. Особенности Т21) Отсчитывание – в поле зрения микроскопа два окошка: большое разделено пополам горизонтальной линией, вверху изображены штрихи основной стороны круга, в нижней - противоположной ей – контрольная сторона. В малом окошке виден горизонтальные штрих-индекс и штрихи шкалы микрометра. При наблюдении верт отсчетов поле желтое. Штрихи у гор круга двойные, а у верт одинарные. Отсчет правильнее при совмещении штрихов. В Т2 за основное положение принят круг лево. 2) Измерение углов. Гор углы измеряют круговым приемом. Верт углы (зенитное расстояние) z = (Л-П+360)/2. Z = Л-MZ = MZ-П. Неисправности Т2 те же самые, что и Т5. Различия отсчетов: В Т5 градусный интервал разделен на 60 частей. Ошибкой измерений угла 5 сек. Т2 – высокоточный теодолит, потому что для точность виден только один круг (с оптическим микрометром), а в приборах точных и низкоточных видны два круга.Некоторые определения: Разюстировка отсчетной системы – Несовпадение градусного деления (когда под градусным делением нет десятков минут). Решение - тогда при измерении КЛ и при КП берут одну и туже цифру или слева, или справа. Рен – несовпадение между действительной и номинальной ценой деления шкалы. Основные ошибки при измерении углов – визирование на цель, ошибка совмещения штрихов лимба, ошибка центрирования, неправильно взятый отсчет.