Способ определения поверхности скольжения массива, склонного к оползням

Способ определения поверхности скольжения массива, склонного к оползням

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: оценка устойчивости склонов, преимущественно бортов карьеров . Сущность изобретения: с поверхности массива бурят ряды вертикальных параллельных скважин, пересекающих предполагаемую поверхность скольжения. В центральной скважине устанавливают источник динамического воздействия. В других скважинах размещают преобразователи акустической эмиссии (АЭ). Источник и преобразователи размещают на одной глубине . Осуществляют динамическое воздействие на массив. Измеряют энергию АЭ. Поинтервально перемещают источник и преобразователи по глубине скважин. В каждой скважине определяют положение максимума энергии АЭ. По совокупности максимумов определяют поверхность скольжения. Измерения энергии АЭ проводят на частоте v 2тг /Т, где Т - длительность динамического воздействия на массив, с. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl>s Е 21 С 39/00

ГОСУДАР СТ В Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4Я

f 41

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4796597/03 (22) 27.02.90 (46) 23.08.92. Бюл. N. 31 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства. (72) Г.Б.Муравин. IO.B.Глазков и Л,M.Ëåçвинская (56) Авторское свидетельство СССР

М 1273550, кл. Е 21 С 39/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР

N 1040146, кл, Е 21 С 39/00, 1983. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ СКОЛЬЖЕНИЯ МАССИВА, СКЛОННОГО К ОПОЛЗНЯМ (57) Использование: оценка устойчивости . склонов, преимущественно бортов карьеров. Сущность изобретения: с поверхности массива бурят ряды вертикальных парал-Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для оценки устойчивости бортов карьеров..

Известен способ определения поверхности скольжения оползневого массива, включающий бурение скважин на исследуемом участке, погружение в них на разные глубины питающих электродов попарно на одной глубине в разных скважинах, измереwe градиентов потенциалов, определение кажущихся удельных сопротивлений и определение места и времени зарождения оползневых явлений по экстремальным измерениям сопротивлений.

Недостатком этого способа является то, что он позволяет определить поверхность линии скольжения уже в момент начала подвижки массива.

ЯХÄÄ 1756562 Ai лельных скважин, пересекающих предполагаемую поверхность скольжения. B центральной скважине устанавливают источник динамического воздействия: В других скважинах размещают преобразователи акустической эмиссии (АЭ). Источник и преобразователи размещают на одной глубине. Осуществляют дийамическое воздействие на массив. Измеряют энергию АЭ.

Поинтервально перемещают источник и преобразователи по глубййе скважин. В каждой скважине определяют положение максимума энергии АЭ. По совокупности максимумов определяют поверхность скольжения. Измерения энергии АЭ проводят на частоте v = 2x /Т, где Т вЂ” длительность ди llàìè÷ecкого воздейcò Bия на массив, с. 1 З.п. ф-л.ы, 3 ил.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является способ определения поверхности скольжения массива, склонного к оползням, включающий бурение параллельных вертикальных скважин, пересекающих предполагаемую поверхность скольжения, поинтервальное перемещение вдоль скважины преобразотелей, измерение на каждом интервале параметра, характеризующего напряжения в массиве, и регистрацию. в каждой скважине положения максимума измеряемого параметра, по которым определяют поверхность скольжения;

Недостатком этого способа. является низкая точность определения поверхности сколь>кения, так как ее интерпретируют с местом расположения максимума напряже1756562

10

30

55 ний в массиве без учета его структурных особенностей.

Целью изобретения является повышение точности определения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения поверхности скольжения массива, склонного к оползням, включающем бурение параллельных вертикальных скважйн, пересекающих предполагаему ю" . и оверхность скол ьжения, поинтервальное"перемещение вдоль скважины преобразователей, измерение на каждом интервале параметра, характеризующего напряжения в массйве, и регистрацию в каждой скважине положения максимума измеряемого параметра, по которым определяЮт поверхность скольжения, в одном из скважин устанавливают ис точник динамического воздействия и на каждом интервале создают динамическое воздействие на массив, а в качесгве параметра, характеризующего напряжения в массиве, измеряют энергию акустической эмиссии, возникающсй в результате воздействия, при этом преобразователи размещают в других скважинах на глубине установки источника динамического воздействия и симметрично относительно него, а энергию акустической эмиссии измеряют на частоте

v =27г/T где Т вЂ” длительность динамического воздействия на массив, с.

В качестве источника динамического воздействия используют детонирующий шнур или электроискровой излучатель, На фиг,1 представлена схема расположения скважин, датчиков и источники динамического воздействия; на фиг,2 примерная зависимость давления на стенки скважины; на фиг.3 — амплитудно-частотная характеристика динамического воздействия в массиве без трещины и в массиве с трещиной.

Способ осуществляется следующим образом, С дневной поверхности 1 массива 2 бурят вертикальные параллельные между собой скважины 3. В скважинах 3 в плоскости

4, перпендикулярной им, устанавливают преобразователи 5 и источник динамического воздействия на массив 6. Последовательно производя: динамическое воздействие на массив и регистрируя акустическую эмиссию (АЭ), преобразователи 5 и источник 6 ступенчато перемещают вдоль скважин, Затем определяют энергию АЭ, зарегистрированную в каждой точке. По максимуму АЭ в каждой скважине находят точку, принадлежащую поверхности предлагаемого скольжения, Набор точек дает поверхность скольжения 7.

При динамическом воздействии на массив происходит подрастание естественных трещин в массиве. При этом подрастание происходит не только за счет динамических напряжений, но и за счет действия поля напряжений в массиве, В результате происходит высвобождение энергии, которая излучается в массив, При этом, чем больше величина подрастания трещин и выше напряжения в массиве, тем выше излучаемая энергия, Излучение происходит из вершины трещины, которая растет. Поэтому в самом опасном месте по возможности образования трещин скольжения в массиве будет наибольшее высвобождение энергии, Таким образом, преобразователь, расположенный ближе всего к поверхности скольжения массива, склонного к оползневым явлениям, будет регистрировать АЭ большей энергии при условии, что расстояние между датчиком 5 и источником 6 будет во всех опытах для одной и той же скважины постоянным, а мощность источника 6 одинаковой. Это достигается, если будут использоваться параллельные скважины 3, в истрчник 6 и преобразователи 5 в опытах располагаться в плоскости 4, Наряду с полезным сигналом от ростд трещин и дифракции волны напряжений нд ней в сигналах АЭ присутствуют шумы, связанные в основном с падающей волной на. пряжений от динамического воздействия, На фиг.2 показана примерная зависимость динамической нагрузки на стенки скважины. Под действием этой нагрузки в массиве формируется волна напряжений, амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) 8 которой представлена на фиг.3. Частоты, соответствующие минимуму излучения источника, кратны частоте Ъ, равной

v = Ъг /Т, Гц, где Т вЂ” длительность импульса нагрузки на стенки скважины от источника 6, с. Однако сигнал, дифрагируя на трещине и воздействие сигналов от подрастающих трещин изменяет реальную картину АЧХ сигнала АЭ 9, При этом на частоте

v наблюдается наибольшее отношение полезной энергии (связанной с ростом трещин и дифракцией поля на них) к шуму. Это обеспечивает большую точность определения поверхности скольжения, если регистрация сигналов АЭ ведется на частоте, равной1 о .

Также для этого должен быть источник, со здающий нагрузку, близкую по форме нагрузке, изображенной на фиг.2. Это обеспечивает взрыв небольшого заряда ВР в виде нити детонирующего ш нура (ДШ) (ол

1756562 ной или нескольких) в скважине, залитой Замеры вкаждойскважинеосуществляводой. При этом для создания симметрич- ют с интервалом 0,5 м, По результатам реаной нагрузки относительно плоскости 4 ни- ° лизации сигналов АЭ вычисляют энергию ти ДШ протягивают на всю длину скважин. АЭ и по ее экстремуму (максимуму) находят

Динамическое воздействие можно произве- 5 точки в каждой скважине, принадлежащие сти взрывом в воде сосредоточенного заря- поверхности скольжения. В качестве прибода ВВ, расположенного в плоскости 4, или ра для регистрации сигналов и энергии АЭ взрывом проволоки при пропускании через можно применять серийно выпускаемое ус-нее электрического тока высокого найря- тройство ABH-3. жения. 10 Для повйшения точности можно динаПредложенный способ позволяет эа- мическое нагружение осуществлять из всех долго до начала подвижки оползневого мас- скважин, при этом замеры в каждой скважисива с высокой точностью определять не будут осуществляться несколько раз. поверхность возможного скольжения, что . Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я очень важно при выборе метода закрепле- 15 1. Способ определения поверхности ния или обрушения этого массива, скольжения массива;склойногок"оползням, Для определения поверхности возмож- включающий бурение параллельных вертиного скольжения откоса нерабочего борта кальных скважин, пересекающих предполакарьера с.рабочей площадки уступа бурят гаемую поверхность скольжения, ряды вертикальных скважин до уровня по- 20 поинтервальное перемещение вдоль сквадошвы нижележащего уступа. Расстояние, жины преобразователей, измеренйе на кажмежду скважинами принимают исходя из дом интервале ", параметра, диаметра скважин и величины заряда в ней. характеризующего напряжения в массиве, и

При диаметре 105 мм и разряде батарей регистрациювкаждойскважинеположения конденсаторов емкостью 600 мкФ и напря- 25 максимума измеряемого-параметра, по кожением 4,5 кВ через проволоку в воде это . торым определяют поверхйость скольжерасстояние составляет примерно 0,8 — 1,0 м. ния, отличающийся тем, что, с целью

В.части скважин, ближайших к централь- повышения точности определейия, в одной ной, устанавливают в одной горизонталь- из скважин устанавливают"источник динаной плоскости датчики-приемники 30 мического воздействия и на каждом интеракустических волн в массиве. В этой же пло- вале создают динамическое воздействие на скости в центральной скважине устанавли- массив, а в качестве параметра, характеривают источник динамического воздействия,:. зующего напряжения в массиве. измеряют выполненный в виде, например, целлофано- энергию акустической эмиссии, возникаювого пакета, заполненного водой, плотна 35 щей в результате воздействия, при этом прилегающего к стенкам скважин, в центре преобразователи размещают в других сквакоторого происходит разряд конденсато- жинах на глубине установки источника -диров, Длительность воздействия такогО ис- . намического воздействия и симметрично точника будет составлять - относительно него, а энергию акустической

Т = 2r/св. 40 эмиссии измеряют на частоте где r = 0,0525 м — радиус скважины; .. v = 2лlТ, св — 1000 м/с — скорость звука в воде; где Т вЂ” длительность динамического возТ =0,1 мс. действия на массив, с.

Таким образом, для увеличения отноше- 2. Способ по п.,1 отличающийся ния полезный сигнал/шум выбираем преоб- 45 тем, что в качестве источника динамическоразователи-приемники с резонансной го воздействия используют детонирующий частотой. равной vo; шнур или электроискровой излучатель. vp = 2лlТ = 62KÃö, 1756562

Составитель Г.Муравин

Техред М.Моргентал Корректор И.Шулла

Редактор .О.Хрипта

Заказ 3072 Тираж 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