Способ измерения напряжений в горных породах

(45) Дата опубликования описания 13 12,80 УДК 622.834;624. .044 (088,8) о денем изобретений н открытийГ. И, Кулаков, Г. Н, Миреикова и Э. Г, Сосиииа иститут горного дела Сибирского отделения АН ССС54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ 2 зм ол Изобретение относится к горному делу, точнее к,методам исследования напряженно-деформированного состояния массивагорных пород.Известен способ определения напряжений в горных, породах методом частичной разгрузки, включающий бурение скважины, установку в ней измерительного устройства и бурение рядом с ней одной или нескольких дополнительных разгрузочных скважин Ц.Однако этот способ имеет малую точность вследствие невозможности ориентировать дополнительные разгрузочные скважины относительно направления главных напряжений в массиве.Известен также способ, измерения напряжений в горных породах методом полной разгрузки, включающий бурение измерительной скваяины, установку на ее забое розетки деформаций из тензометров и бурение разгрузочной щели 2.Недостатком этого способа является низкая точность измерений, вследствие того, что в расчетные формулы для пересчета заморенных деформаций напряжения вводят экспериментальные коэффициенты, учитывающие величину концентрации напряжений,на забое скважины. Величина этих коэффициентов определяется путем постановки специальных экспериментов. Те ника же проведения последних не позволяет обеспечить требуемую точность измерений.Целью изобретения является повышение точности измерений.Цель достигается тем, что забою и е,рительной скважины придают форму п уэллипсоида,На фиг. 1 и 2,изобраяена измерительная скважина в плане.Измерения производят в следующей последовательности.Бурят измерительную скважину 1 с использованием обычных коронок. Последнюю часть скваяины добуривают специальной коронкой, имеющей форму полуэллипсоида в 1 ращения. Благодаря этому на участке 2 прилегающем к забою, скважина приобретает форму полуэллипсоида. Остальная часть скважины .имеет цилиндрическую форму, После этого с помощью специального досылочного устройства укрепляют в торцовой части 3 забоя розетку деформации 4. Затем вокруг измерительной скважины 1 обуривают кольцевую разгрузочную гцель 5. Вследствие этого в обуренном керне напря кения снимутся, и за счет дсформацпй восстановления показания розетки деформаций 4 изменяются. ЗафиксиСоставитель Е. Борисоваедактор 11. Горькова Техред В, Серякова Корректор и. Осиновск аказ 1479/1480 Изд,541 Тираж 626 ПодписноеПО Поиска Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Патент ш. Харьк. фил. и рован эти новые показания, керн открывают и в дальнейшем используют для определения механических постоянных породы в месте измерения. Определив модуль упругости и коэффициент Пуассона породы по керну и вычислив разность показаний по розетке деформаций, рассчитывают величину напряжений в породе до бурения скважины,В процессе измерений, особенно вблизи свободных поверхностей горных выработок, цилиндрический участок измерительной скважины 1 может отсутствовать. Такой случай приведен на фиг. 2. Здесь О - центр эллипсоида, О - большая полуось эллипсоида Оа - малая полуось. Для большей наглядности пунктирной линией б изображена вторая половина эллипсоида.Вследствие того, что забою скважины придают форму полуэллипсоида, распределение напряжений на торцовой части забоя будет точно известно из теоретического, решения объемной задачи теории упругости для эллиптической полости, что позволяет обойтись без пересчетных коэффициентов к тем самым повысить точность, измерений: нап,ряжений. 5 формула изобретения Способ измерения напряжений в горныхпородах методом полной разгрузки, включающий, бурение измерительной скважины, 10 установку на ее забое розетки деформацийиз тензометров и бурение разгрузочной щели, отличающийся тем что,сцелью повышения точности измерений, забою измерительной скважины придают форму 15 полуэллипсоида,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР 20368402, кл. Е 21 С, 39/00, 03.03."О.2, Методические указания по применению метода разгрузки для измерения напряжений в массиве горных пород Л, ВНИМИ, 1972, с. 5 - 8.