Датчик для измерения напряжений горных пород

(54) ДАТЧИК ДЛЯГОРНЫХ ПОРОД ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕ(57) Изобретени горной промышле но для измерени ве горных пород повышение точно е относится к области нности и предназначея напряжений в массиЦель изобретения - сти и информативности 3 ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(21) Производственное геологическоеобъединение по региональному изуче- .нию геологического строения территории страны "Аэрогеология" и МГУим.М.В,Ломоносова(56) Авторское свидетельство СССР1112121, кл. Е 21 С 39/00, 1983.Авторское свидетельство СССР1208233, кл. Е 21 С 39/00, 1984. измерении. Датчик для измерения на. пряжений горных пород содержит цилиндрический корпус (ЦК) 1 из опти-;. чески активного вещества. В ЦК 1 имеются ферромагнитные волокна наполни-. теля (ФВН) 2, расположенные радиально относительно продольной оси ЦК 1 и образующие по его высоте плоскости, составляющие друг с другом угол не более 45 . Датчик размещается в скважине так, чтобы с помощью цементирующего состава обеспечивался всесторонний контакт ЦК 1 с ее стенками, Напряжения в породах приводят к деформации ЦК 1 и изменению первоначального магнитной восприимчивости с ФВН 2. Магнитная восприимчивость ФВН 2, расположенных вдоль направления нагружения, изменяется максимально, а ФВН 2, расположенных перпендику- Ссеярно направлению нагружения, - минимально, По величине изменения маг- е нитной восприимчивости в каждой из . 1 исе плоскостей определяют величину напря- Д;Ь жений, действующих в каждом направ- Я) лении, 2 ил. 9 вв 4 ф МИзобретение относится к горной промышленности и предназначено для измерения напряжений в массиве горных пород.Цель изобретения - повышение точности и информативности измерений,На фиг. 1 представлен датчик, поперечный разрез; на фиг. 2 - зависимость изменения отношения магнитной восприимчивости от нагрузки.Датчик для измерения напряжений горных пород содержит цилиндрический корпус 1 с центральным отверстием, глубиной менее высоты цилиндрического корпуса 1. Корпус выполнен из оптически активного вещества, например из эпоксидной смолы или боросиликатного стекла с модулем упругости Е д (0,3-0,82) 10 МПа, с наполнителем 2 в виде ферромагнитных волокон с модулем упругости, превышающем модуль упругости материала корпуса. Ферромагнитные волокна наполнителя 2, имеющие начальную магнитную восприимчивость жо, ориентированы радиально относительно оси корпуса 1 и расположены так, что образуют по высоте цилиндра плоскости, проходящие через его ось и составляющие друг с другом угол не более 45Датчик для измерения напряжений горных пород. работает,следукщим образом. Датчик размещается в скважине . так, чтобы с помощью цементирующего состава обеспечивался контакт со стенками скважины. Напряжения в массиве горных пород приводят к деформации стенок скважины и, соответственно, цилиндрического корпуса 1. При этом изменяется магнитная восприимчивость р ферромагнитныхволокон наполнителя 2, Ее изменениев каждой из плоскостей зависит отположения данной плоскости в напряженно-деформированном массиве горных пород. В плоскости, расположен ной вдоль направления нагружения,изменение магнитной восприимчивостимаксимально, в плоскости, расположенной перпендикулярно направлениюнагружения, минимально, Измерениемагнитной восприимчивости производят последовательно в каждой из пплоскостей. По расположению плоскостей, в которых изменения Хр / ж,максимальны и минимальны, определяют главные оси напряжения в мас 20 сиве, а по величине изменений - величину напряжений в каждом направлении,Формула из обре тения25Датчик для измерения напряженийгорных пород, содержащий цилиндри. ческий корпус с центральным отверстием, выполненный нз оптически акЗО тивного вещества с наполнителем,, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности и информативности измерений, наполнительвыполнен в виде ферромагнитных во"локон с модулем упругости, превышающем модуль упругости материала корпуса, при этом волокна ориентированы радиально относительно оси корпуса и образуют по высоте цилиндра4 О плоскости, проходящие через его осьи расположенные равномерно относительно друг друга под углом не более 45 о,1481399 Составитель В. Петрушинор Л,Зайцева Техред Я. Олийнык Корректор С,Че Подписка и открипиямнаб в д. 4 И аказ 2651/32 Тирам 450НИИПИ Государственного комитета по изобретениям113035, Москва, Ж, Рауасзсая ГЕНТ СССР Произ ственно-издательский комбинат "Патент", г. Уагород, ул Гагарина, 1