И превышений

Гидростатического нивелирования. Определение места нуля

Гидростатическое нивелирование. Физические основы

 

Гидростатическое нивелирование заключается в определении разности высот точек земной поверхности или инженерных сооружений путем использования основных свойств жидкости и законов гидростатики:

1) Свободная поверхность жидкости всегда перпендикулярна направлению силы тяжести;

2) В сообщающихся сосудах свободная поверхность жидкости при одинаковом атмосферном давлении, плотности и скорости течения, всегда находится на одинаковом уровне не зависимо от поперечного сечения сосудов и массы жидкости.

Из основного закона гидростатики следует, что в сообщающихся сосудах

где P₁ и P₂ –амосферное давление в сосудах, g- ускорение силы тяжести,

ρ₁ и ρ₂ – плотности жидкости, которая зависит от температуры, h₁и h₂ –высоты столбов жидкости.

При одинаковом атмосферном давлении, одинаковом ускорении силы тяжести, одинаковой плотности, поверхность жидкости в сообщающихся сосудах устанавливается на одной высоте, т.е. h₁=h₂

Гидростатический нивелир представляет собой систему из двух сообщающихся сосудов, устанавливаемых на нивелируемые точки (марки). Превышения h (рис. 3.7) измеряют при прямом и обратном положении сосудов [9, 110].

Если отсчетам по микрометренным винтам присваивать название "заднего" и"переднего", то согласно рис. 3.9, а, превышение между точками А и В составит

h = (d₁ - З₁) - (d₂ - П₁),

где З₁ и П₁ - отсчеты по головкам заднего и переднего сосудов;

d₁ и d₂ - расстояние от нуля шкалы до плоскости сосудов, или

h = (П₁ - З₁) - (d₁ - d₂). (3.24)

При перестановке сосудов местами (рис. 3.9, б), аналогично получим

h = (П₂ - З₂) - (d₁ - d₂). (3.25)

Разность d₁ - d₂ является местом нуля (МО) прибора. Суммируя и вычитая выражения (3.24) и (3.25), находят

 

(3.26)