4.1. Назвіть головна умова нівеліра з циліндричним рівнем.
Головна умова нівеліра з елеваціонним гвинтом: візирна вісь зорової труби (лінія, що з'єднує центр об'єктива і центр сітки ниток) повинна бути паралельна осі циліндричного рівня (дотичній до внутрішньої поверхні ампули рівня, проведеної уздовж його довжини через пляшечку, при знаходженні бульбашки в нуль - пункті ).
Головна умова в нівелір Н-3 (НІ-3) виправляється вертикальними юстувальні гвинтами циліндричного рівня, при цьому спочатку приблизно на півоберту шпилькою послаблюється один з бічних котирувальних гвинтів. Потім послаблюється один з вертикальних гвинтів, після чого інший вертикальний гвинт на стільки ж поджимается. Після суміщення кінців бульбашки рівня обидва вертикальних гвинта і попередньо ослаблений горизонтальний гвинт повинні бути затягнуті. Повторно виконується повірка головної умови.
Мал. 4.1. Оптична схема нівеліра Н-3:
1 - об'єктив; 2 - фокусуються лінза; 3 - сітка ниток; 4 - окуляр; 5 - ампула
рівня; 6 - пухирець циліндричного рівня; 7 - блок з двох сфеноїдиті типу БМ-90 "; 8 - призма АР-90 °; 10 - об'єктив; 9 і 11 - ромб - призми БС-0 °
4.2. Яка послідовність роботи на станції при технічному нівелюванні?
Хід технічного нівелювання починають і закінчують на пунктах вищого класу. За формою такі ходи бувають роз'єднаними або замкнутими. Хід прокладають в одному напрямку.
Нівелір встановлюють по можливості на рівних відстанях від передньої і задньої рейок. При цьому відстані до рейок не повинні перевищувати 150 м.
Відліки по рейках беруть за середнім штриху сітки ниток, дотримуючись такої послідовності - відлік по чорній стороні задньої рейки, відлік по чорній стороні передньої рейки, відлік по червоній стороні передньої рейки, відлік по червоній стороні задньої рейки.
Віднімаючи з відліків по задній рейці відлік по передній рейці, обчислюють перевищення по чорним і червоним сторонам, а потім - середнє перевищення hср. Контролем правильності вимірювань служить різниця між перевищеннями, отриманими за чорним і червоним сторонам рейок. Розбіжність не повинно перевищувати 5 мм.
Контролем точності вимірювань в ході служить невязка fh, яку обчислюють за формулами:
- в розімкнутому ході
fh =. hср - (Hкон - Hнач) (4.1)
- в замкнутому ході
fh =. hср. (4.2)
Тут Shср - сума середніх перевищень в ході; Hкон і Hнач - висоти кінцевого і початкового реперів.
Невязка fh вважається допустимою, якщо вона не перевищує 50мм. де L - довжина ходу, виражена в кілометрах.
Невязку рівномірно розподіляють у виміряні перевищення. Поправку до перевищення обчислюють за формулою? H = - fh / n, де n - число перевищень в ході. Поправками виправляють виміряні перевищення. Використовуючи виправлені перевищення, послідовно обчислюють позначки всіх точок нівелірних ходу.
Hi + 1 = Hi + (i = 1, 2, ..., n) (4.3)
4.3. Як обчислюють перевищення при тригонометричному нівелюванні, якщо довжина лінії виміряна нитяним далекоміром?
Тригонометричні нівелювання - визначення перевищень по виміряним вертикальним кутах і відстаням.
Для визначення перевищення між точками А і B (рис. 4.2) на точці А встановлюють теодоліт, а на точці B - рейку. Теодолітом вимірюють кут нахилу n.
Якщо відомо горизонтальне відстань d між точками А і B, то перевищення h обчислюють за формулою:
h = d? tgn + k - l, (4.4)
де n - кут нахилу, k - висота приладу, l - висота візування.
Якщо відстань AB виміряна нитяним далекоміром, то горизонтальне відстань між ними дорівнюватиме d = Kn cos2n, де K - коефіцієнт далекоміра і n - відлік по рейці. Підставляючи цей вираз для d в (4.4) отримуємо h = Kn cos2n tg n + k - l і остаточно
h = Kn sin2n + k - l (4.5)
Мал. 4.2. тригонометричні нівелювання
Формула (4.5) застосовується при тахеометрической зйомці місцевості і носить назву тахеометрической формули для перевищень.
4.4. У чому сутність гідростатичного нівелювання?
Гідростатичний нівелювання дає широкі можливості автоматизації вимірювань і отримання безперервної інформації про висотному положенні спостережуваних об'єктів. Гідростатичний нівелювання застосовують:
- при нівелюванні фундаментів і монтажі великогабаритного устаткування;
- для контролю укладання великих блоків, перемичок і панелей міжповерхових перекриттів;
- при улаштуванні облицювання, при оздоблювальних і архітектурних роботах;
- при роботах по укладанню підлог і монтажі внутрішнього сантехнічного обладнання;
- при монтажі обладнання і трубопроводів в котельних і промислових цехах;
- для вимірювання відхилень від горизонтальності і прямолінійності напрямних великої довжини;
- при монтажних роботах на будівництві шахт і метро;
- при спостереженнях за опадами і деформаціями опор мостових кранів, опор транспортних мостів та інших споруд, що піддаються дії динамічних навантажень, а також за опадами будівель і споруд, особливо таких унікальних, як прискорювачі заряджених частинок;
- при будівництві самопливних каналізаційних колекторів з малими ухилами;
- при передачі висот через великі водні перешкоди;
- для створення стаціонарної апаратури для спостереження за деформаціями великих споруд, тектонічними рухами земної кори, для передачі висот через великі водні перешкоди і т. П.
Гідростатичний нівелювання засноване на тому, що вільна поверхня рідини в сполучених посудинах знаходиться на одному рівні. Гідростатичний нівелір складається з двох скляних трубок, вставлених в рейки з розподілами, з'єднаних гумовим або металевим шлангом і заповнених рідиною (вода, диметилфталат і т.п.). Різниця висот визначають по різниці рівнів рідини в скляних трубках, причому враховують відмінність температури і тиску в різних частинах рідини гідростатичного нівеліра. Похибки визначення різниці висот цим методом складають 1-2 мм.
Гідростатичний нівелювання - вирівнювання за допомогою рідини, вільна поверхня якої завжди встановлюється нормально до напрямку сили тяжіння і в сполучених посудинах розташовується на одному рівні, незалежно від маси рідини і поперечних перерізів судин.
Основне рівняння гідростатики:
p = p0 +? z (4.6)
Величина р гідростатичного тиску в будь-якій точці М (рис. 4.3а) рідини з об'ємною вагою. визначається тиском р0 над поверхнею рідини і глибиною z занурення цієї точки. Отже, в яка покоїться рідини тиск у всіх точках однієї і тієї ж рівневої поверхні однаково.
Мал. 4.3 Гидростатическая система
а) до визначення гідростатичного тиску в точці М; б) сполучені посудини
Нехай є дві сполучені посудини 1 і 2 (рис. 4.3б), заповнених рідиною з різними значеннями? 1 і? 2 об'ємного ваги; тиску на поверхнях рідин в посудинах відповідно Р01 і р02.
Якщо z1 і z2 - висоти вільних поверхонь рідин над поверхнею I-II їх розділу в одному з судин, то відповідно до основним рівнянням гідростатики гідростатичний тиск в площині I-II:
р = Р01 +? 1z1. (4.7)
З іншого боку, з огляду на глибину z2 занурення поверхні I-II під рівнем рідини в посудині 2, отримаємо:
р = р02 +? 2z2. (4.8)
Прирівнявши праві частини (3.20) і (3.21), знайдемо рівняння рівноваги рідин у сполучених посудинах:
Р01 +? 1z1 = р02 +? 2z2, (4.9)
У разі рівного розподілу тисків Р01 і р02 на вільних поверхнях рідини в судинах? 1z1 =? 2z2, звідки
?1/2 = z2 / z1. (4.10)
Якщо судини заповнені однорідної рідиною з однаковими значеннями об'ємної ваги (? 1 =? 2), то поверхні рідини в цих судинах встановлюються на рівних висотах z1 = z2, відлік яких ведеться в даному випадку від будь-якої довільно обраної горизонтальній площині порівняння, і можуть служити при нівелюванні горизонтальної візирної площиною.