Способ определения напряжений в массиве горных пород

Способ определения напряжений в массиве горных пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение точности определения напряжений. На обнажении массива бурят измерительные скважины (ИС) 1, которые располагают в вершинах равностороннего 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 тензометры, 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 тензометров. Усреднение значений полных напряжений, полученных двумя независимыми методами, позволяет повысить точность определения напряжений. 2 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (si)s Е 21 С 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ш1И::

Бl.. :-1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4666138/03 (22) 22.03.89 (46) 23.06.91, Бюл. М 23 (71) Институт горного дела СО AH СССР (72) В. Г. Базлов, В. Д. Барышников, Г. И. Кулаков, К. В. Пирля и В. А. Юдин (53) 622.831(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1074958, кл. Е 02 О 1/00, 1982.

Влох Н. П., Сашурин А. Д. Измерение напряжений в массиве крепких горных пород. — M. Недра, 1970, с, 21, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к горному делу.

Цель — повышение точности определения напряжений. На обнажении массива бурят измерительные скважины (ИС) 1, которые располагают в вершинах равностороннего 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 (P) 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 P 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.

1657643

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 d фотоупругого преобразователя 3 и принимают на (1 — 2) мм больше последнего, т,е. d=d>Q1 — 2) мм.

Глубину измерительной скважины 1

1=150 — 250 мм выбирают так, чтобы между дном преобразователя 3 и дном скважины 1 оставался промежуток, равный 3 d, а расстояние между передней поверхностью датчика и усгьем сважины 1 составляло (0,5-1) d.

Первое из этих условий позволяет исключить влияние торца скважины 1 на работу преобразователя 3, второе позволяет исключить случайные повреждения передней его поверхности. Длину I> втулки 2, обеспечивающей заданное расстояние между дном датчика 3 и дном скважины 1, определяют из условия i> 3d, После установки преобразователей 3 в их осевых отверстиях 5 закрепЛяют реперы

6 с помощью эластичных втулок 7, Длину реперов 6 определяют из условия !р=I+d.

Между реперами 6 размещают механические тенэометры 8 в виде металлических пластинок с наклеенными на них тензосопротивлениями.

1О

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 0 центральной скважины 9 составляет D=(2 3)d.

Глубину L центральной 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 =I+(1 — 2)D.

Расстояние а между центрами измерительных скважин 1 следует принимать из условия а D 3

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.отличающийся тем,что,с целью повышения точности определения, 1657643

Фиг. 7

Составитель К. Лыков

Редактор М. Бланар Техред М.Моргентал Корректор О. Кундрик

Заказ 1695 Тираж 306 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, 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.