Способ определения напряжений в массиве горных пород — SU 1657643 (original) (raw)
(я)5 Е 21 С 39/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н СССР , Г, И. КулаИзмере орных(54) СПОСОБ НИЙ В МАСС (57) Изобретен Цель - повыш напряжений. измерительны располагают в ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕИВЕ ГОРНЫХ ПОРОДие относится к горному делуение точности определениНа обнажении массива буряе скважины (ИС) 1, которывершинах равностороннег ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Институт горного дела СО А(56) Авторское свидетельство ССФ 1074958, кл, Е 02 О 1/00, 1982Влох Н. П., Сашурин А, Д.напряжений в массиве крепкихрод. - М.: Недра, 1970, с, 21,треугольника, В ИС 1 устанавливают кольцевые фотоупругие преобразователи (КФП) 3 напряжений и приклеивают их к стенкам ИС 1. В осевых отверстиях 5 КФП 3 закрепляют реперы (Р) 6, между которыми размещают механические тенэометры, и бурят центральную скважину. По показаниям КФП 3 определяют направления и приращения главных напряжений. По показаниям тензометров определяют смещение Р 6 и приращения деформаций. Зная приращения деформаций и напряжений, определяют упругие параметры пород массива, С помощью аналитических зависимостей теории упругости определяют полные напряжения в массиве как по показаниям КФП 3, так и тенэометров, Усреднение значений полных напряжений, полученных двумя независимыми методами, позволяет повысить точность определения напряжений, 2 ил.Изобретение относится к горному делу, Цель изобретения - повышение точности определения напряжений.На фиг, 1 представлена схема измерительной станции; на фиг, 2 - схема установки преобразователей в измерительных скважинах.На схемах обозначены измерительные скважины 1, деревянные втулки 2, кольцевые фотоупругие преобразователи 3 напряжений, клеевой слой 4, осевые отверстия 5 преобразователей 3, реперы 6, эластичные втулки 7, механические тензометры 8 и центральная скважина 9.Способ осуществляется следующим образом.Выбирают участок для проведения измерений. Размечают места для трех измерительных скважин, которые располагают в вершинах равностороннего треугольника и в этих точках бурят три измерительные скважины 1 (фиг, 1) глубиной 100 - 150 мм, В донную часть скважин устанавливают деревянные втулки 2, а затем кольцевые фотоупругие преобразователи 3 (фиг, 2), Преобразователи 3 должны быть одинаковыми, чтобы не осложнять процедуру расшифровки их показаний, В процессе установки преобразователи 3 тщательно приклеивают к стенкам скважины 1 с помощью самотвердеющего клея, образующего клеевой слой 4 между преобразователем 3 и стенками скважины 1, Диаметр измерительных скважин 1 выбирают с учетом диаметра О фотоупругого преобразователя 3 и принимают на(1 - 2) мм больше последнего, т,е. О=О 1(1 - 2) мм,Глубину измерительной скважины 1 =150 - 250 мм выбирают так, чтобы между дном преобразователя 3 и дном скважины 1 оставался промежуток, равный 3 О, а расстояние между передней поверхностью датчика и устьем сважины 1 составляло (0,5-1) О, Первое из этих условий позволяет исключить влияние торца скважины 1 на работу преобразователя 3, второе позволяет исключить случайные повреждения передней его поверхности. Длинувтулки 2, обеспечивающей заданное расстояние между дном датчика 3 и дном скважины 1, определяют из условияЗО,После установки преобразователей 3 в их осевых отверстиях 5 закрепЛяют реперы 6 с помощью эластичных втулок 7, Длину реперов 6 определяют из условия р=+О, Между реперами 6 размещают механические тензометры 8 в виде металлических пластинок с наклеенными на них тензосопротивлениями. 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 После полного затвердевания клеевого слоя 4 и набора им необходимой прочности приступают к бурению центральной скважины 9. Последнюю бурят в центре равностороннего треугольника, образованного измерительными скважинами 1,Диаметр О центральной скважины 9 составляет 0=(2-3)О.Глубинуцентральной скважины 9 принимают больше длины измерительных скважин 1, чтобы обеспечить передачу деформаций возмущения к преобразователям 3 и при этом исключить влияние торца скважины 9 на их показания. Глубину центральной скважины 9 можно определить из условия.= +(1 - 2) О,Расстояние а между центрами измерительных скважин 1 следует принимать из условияа 03,Условие равенства в этом соотношении соответствует случаю касания скважиной 9 сторон равностороннего треугольника, в вершинах которого находятся измерительные скважины 1.После проведеия центральной скважины 9 определяют возникшие в фотоупругих преобразователях 3 напряжения и, используя их, определяют величину и направления главных напряжений в массиве, а также их приращения. Одновременно по показаниям механических тензореэисторов 8 определяют смещения реперов 6 и по ним вычисляют приращения деформаций. По данным приращениям напряжений и деформаций определяют упругие параметры пород массива, что позволяет оценить величины полных напряжений на участке измерений.В результате, полные напряжения в массиве определены как по показаниям фотоупругих преобразователей 3, так и по деформациям, измеренным с помощью реперов 6, Используя значения напряжений, измеренные двумя независимыми методами, вычисляют средние напряжения, величина которых более точная, чем найденная только одним из методов. Формула изобретения Способ определения напряжений в массиве горных пород, включающий установку реперов в измерительных скважинах, пробуренных в углах равностороннего треугольника, установку между реперами механических тенэометров, частичную разгрузку массива путем бурения центральной скважины. отл ича ю щийся тем, что, с целью повышения точности определения,Заказ 1695 Тираж 306 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 101 напряжений. предварительно устанавливают в измерительные скважины кольцевые фотоупругие преобразователи напряжений. в осевых отверстиях которых закрепляют реперы, а после частичной разгрузки массива измеряют дополнительно величину и направление главных напряжений и определяют упругие параметры пород массива,