CS242362B1

CS242362B1 - Observation spacer for measuring of earth strike-slip faults as well as rocks in a well

Info

Publication number: CS242362B1
Application number: CS841333A
Authority: CS
Inventors: Bartolomej Groma
Original assignee: Bartolomej Groma
Priority date: 1984-02-27
Filing date: 1984-02-27
Publication date: 1986-04-17
Also published as: CS133384A1

Abstract

Pozorovací rozpěrka pro měření posunu zemin a hornin ve vrtu, jejíž součástí je duté válcové těleso. Upíná se ve vrtu jako kotva měrných trubek. Účelem je možnost upnutí pozorovací rozpěrky nejen ve skalních horninách, ale i v zeminách, zabránit jejímu samovolnému uvolňování a umístit více pozorovacích rozpěrek v jednom vrtu. Účelu se dosahuje tím, že na axiální ložisko (6) posuvného prstence (7) dosedá posuvová matice (4) uložená v povrchovém závitu (12) dutého válcového tělesa (8) a opatřená vnějšími ozuby (3) pro nástrčkový klíč (11), přitom její vnější průměr (13) je větší a vnitřní průměr (14) menší než vnější průměr (15) kuželové hlavy (1), závitově spojené s přiřazenou koaxiální měrnou trubkou (2). Rozpěrka je využitelná v oboru mechaniky hornin a zemin pro stanovení reziduálních napětí v horninových masívech a zemních tělesech.Observation spacer for displacement measurement soil and rock in the borehole of which it is part is a hollow cylindrical body. It is clamped in a borehole as an anchor of the measuring tubes. The purpose is an option clamping an observation spacer not only in rocks, but also in soils, to prevent releasing it a place multiple observation spacers in one well. The purpose is achieved by na an axial bearing (6) of the sliding ring (7) the sliding nut (4) seated in the bearing a hollow cylindrical surface thread (12) body (8) and provided with external teeth (3) for the socket wrench (11), while its the outer diameter (13) is larger and internal diameter (14) smaller than outer diameter (15) conical heads (1) threadedly connected to assigned coaxial measuring tube (2). The spacer is usable in the field of mechanics rocks and soils for residual determination tension in rock massifs and earth solids.

Description

(54)(54)

GROBA BARTOLOMĚJ ing.CSc., 2ILINAGROBA BARTOLOMEJ ing.CSc., 2ILINA

Pozorovací rozpěrka pro měření posunu zemin a hornin ve vrtuObservation spacer for measuring soil and rock displacement in the well

Pozorovací rozpěrka pro měření posunu zemin a hornin ve vrtu, jejíž součástí je duté válcové těleso. Upíná se ve vrtu jako kotva měrných trubek. Účelem je možnost upnutí pozorovací rozpěrky nejen ve skalních horninách, ale i v zeminách, zabránit jejímu samovolnému uvolňování a umístit více pozorovacích rozpěrek v jednom vrtu. Účelu se dosahuje tím, že na axiální ložisko (6) posuvného prstence (7) dosedá posuvová matice (4) uložená v povrchovém závitu (12) dutého válcového tělesa (8) a opatřená vnějšími ozuby (3) pro nástrčkový klíč (11), přitom její vnější průměr (13) je větší a vnitřní průměr (14) menší než vnější průměr (15) kuželové hlavy (1), závitově spojené s přiřazenou koaxiální měrnou trubkou (2). Rozpěrka je využitelná v oboru mechaniky hornin a zemin pro stanovení reziduálních napětí v horninových masívech a zemních tělesech.Observation spacer for measuring the displacement of soils and rocks in a borehole, which includes a hollow cylindrical body. It is clamped in the borehole as an anchor of the measuring tubes. The purpose is to be able to clamp the observation spacers not only in rock rocks but also in the soils, to prevent its spontaneous release and to place more observation spacers in one well. The purpose is achieved by the fact that the thrust bearing (6) of the sliding ring (7) bears a sliding nut (4) mounted in the surface thread (12) of the hollow cylindrical body (8) and provided with external teeth (3) for the socket wrench (11). wherein its outer diameter (13) is larger and the inner diameter (14) is smaller than the outer diameter (15) of the conical head (1) threadedly connected to the associated coaxial measuring tube (2). The spacer is useful in the field of rock and soil mechanics for the determination of residual stresses in rock masses and earth bodies.

242 362242 362

-1'-1 '

242242

Vynález se týká pozorovací rozpěrky pro měření posunu zemin a hornin, na jejímž dutém válcovém tělese s kuželovou hlavou je navlečena elastická manžeta zasazená do opěrného prsten ce a do posuvného prstence s axiálním ložiskem. Upíná se ve vrtu jako kotva měrných trubek. Účelem vynálezu je možnost upnutí pozorovací rozpěrky nejen ve skalních horninách, ale i v zeminách, zabránit jejímu samovolnému uvolňování, umístit více pozorovacích rozpěrek v jednom vrtu a dosáhnout spolehlivého upnutí i v měkkých a rozpadavých horninách a zeminách.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an observation spacer for measuring the displacement of soils and rocks, on which a hollow cylindrical body with a tapered head is provided with an elastic cuff inserted into a support ring and a sliding ring with an axial bearing. It is clamped in the borehole as an anchor of the measuring tubes. The purpose of the invention is to be able to clamp the observation spacers not only in rock rocks but also in soils, to prevent its spontaneous release, to place several observation spacers in one borehole and to achieve reliable clamping even in soft and decaying rocks and soils.

Pro zajištování stability zemních těles a horninových masívu je třeba mimo jiné zjistit hodnoty reziduálních napětí. Zjištování přichází v úvahu zvláště v důlních dílech, kde podzemním výrubem se poruší předchozí rovnovážný stav napjatosti v horninovém masívu. Působením horských tlaků, jejichž zdrojem jsou gravitační síly a zbytkové napětí horotvorných tlaků v zemské kůře, se hornina vtlačuje do vyrubaného prostoru, nastávají změny napjatosti a pokračují-li tyto projevy až za mez únosnosti horniny, dojde k jejímu porušení a uvolnění. Rovnovážný stav se obnoví, až zvýšené napětí převezme hornina méně dotčená výrubem. Padání a uvolňování hornin, závalům a destrukcím je možno předejít budováním výztuží, zpevňováním hornin a jejich kotvením. Místo a rozsah zajištovacích prací se určuje sondováním. Do líce výrubu a bočních stěn se hloubí vrty, ve kterých se umístují zařízení pro měření posunů hornin. Zařízení sestává z pozorovací rozpěrky a s ní spojených měrných elementů, drátů nebo tyčí. Pozorovací rozpěrka se upne ve vrtu a na měrných elementech v ústí vrtu se měří její posun, a tím i posun hornin. Z naměřených hodnot a ze zjištěných deformačních hodnot horniny se vypočítá reziduální napětí horniny.In order to ensure the stability of earth bodies and rock masses, it is also necessary to determine the values of residual stresses. The findings are particularly relevant in mine workings where the underground equilibrium violates the previous equilibrium state of stress in the rock massif. Under the influence of mountain pressures, which are caused by gravitational forces and residual stress of the topsoil pressures in the Earth's crust, the rock is pushed into the excavated space, stresses change and if these manifestations continue beyond the bearing capacity of the rock, it breaks and loosens. The equilibrium is restored when the rock less affected by the excavation takes over the increased stress. Dropping and loosening of rocks, caving and destruction can be prevented by building reinforcements, strengthening of rocks and their anchoring. The location and extent of the securing work is determined by sounding. Wells are drilled into the face of the excavation and the side walls, in which the devices for measuring rock movements are located. The device consists of an observation spacer and associated measuring elements, wires or rods. The observation spacer is clamped in the borehole and its displacement and thus the rock displacement is measured on the measuring elements in the borehole. The residual rock stress is calculated from the measured values and from the deformation values of the rock.

'2 242 362'2 242 362

Je známá pozorovací rozpěrka, na jejímž dutém válcovém tělese je navlečena mezi opěrným prstencem a posuvným prstencem elastická manžeta. V posuvném prstenci je uspořádáno axiální ložisko, na které dosedá převlečný spojník kuželové hlavy, závitově spojený s dutým válcovým tělesem. Přední víko dutého válcového tělesa je spojeno s přiřazenou koaxiální měrnou trubkou, procházející vrcholovým otvorem kuželové hlavy.An observation spacer is known in which an elastic cuff is threaded between the support ring and the slide ring on the hollow cylindrical body. An axial bearing is provided in the sliding ring, on which a tapered head coupler is threadedly connected to the hollow cylindrical body. The front cover of the hollow cylindrical body is connected to an associated coaxial measuring tube passing through the aperture of the conical head.

Známá pozorovací rozpěrka má relativně krátký chod převlečného spojníku, tím i krátký posun posuvného prstence, takže deformace elastické manžety umožňuje upnutí pozorovací rozpěrky ve vrtu v průměru blízkém průměru elastické manžety, ve vrtu bez kaveren a v horninách s nízkým deformačním činitelem. Prodloužení chodu převlečného spojníku progresivně zvyšuje pracnost výroby a materiální náklady s ohledem na požadavek pevnosti, houževnatosti a tlouštky materiálu.The known observation spacer has a relatively short travel of the swivel connector and thus a short displacement of the sliding ring, so that the deformation of the elastic cuff allows the observation spacer to be clamped in a borehole close to the diameter of the elastic cuff. Extending the operation of the swivel connector progressively increases manufacturing effort and material costs with regard to the requirement of strength, toughness and material thickness.

Uvedené nevýhody odstraňuje pozorovací rozpěrka podle vynálezu, u níž na axiální ložisko posuvného prstence dosedá posuvová matice uložené v povrchovém závitu dutého válcového telesa a opatřená vnějšími ozuby pro nástrčkový klíč, přitom její vnější průměr je větší a vnitřní průměr menší než vnější průměr kuželové hlavy, závitově spojené s přiřazenou koaxiální měrnou trubkou.The above-mentioned disadvantages are overcome by the observation spacer according to the invention in which the thrust bearing of the sliding ring is supported by a sliding nut embedded in the surface thread of the hollow cylindrical body and provided with external sockets for a socket wrench. associated with an associated coaxial measuring tube.

Výhodou pozorovací rozpěrky podle vynálezu je dlouhý chod posuvové matice, který umožňuje extrémní deformaci elastické manžety. Pozorovací rozpěrka je proto způsobilá k upnutí i ve vrtu, jehož stěny jsou rozrušené a který je vyhlouben v měkkých, snadno deformovatelných horninách a zeminách.The advantage of the observation spacer according to the invention is the long running of the feed nut, which allows extreme deformation of the elastic cuff. The observation spacer is therefore suitable for clamping even in a borehole whose walls are eroded and which is excavated in soft, easily deformable rocks and soils.

Příklad provedení pozorovací rozpěrky podle vynálezu je znázorněn na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je pozorovací rozpěrka ve stavu uvolněném, v podélném řezu a na obr. 2 tatáž pozorovací rozpěrka ve stavu rozepřeném, rovněž v podélném řezu.An exemplary embodiment of an observation spacer according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows the observation spacer in a relaxed, longitudinal section and in Fig. 2 the same observation spacer in the disassembled state, also in longitudinal section.

Na dutém válcovém tělese 8 pozorovací rozpěrky podlé vynálezu /je navlečena elastické manžeta zasazená do opěrného prstence 10 a do posuvného prstence ]_. Opěrný prstenec 10 je pevně spojen s dutým válcovým tělesem 8 a posuvný prstenec 2» ve kterém je uspořádáno axiální ložisko 6 chráněné krycím prstencem 5, je na něm uložen suvně. Na axiální ložisko 6 do- 3'On the hollow cylindrical body 8 of the observation spacer according to the invention, an elastic sleeve is inserted into the support ring 10 and the sliding ring 11. The support ring 10 is rigidly connected to the hollow cylindrical body 8 and the sliding ring 2 in which the thrust bearing 6 protected by the cover ring 5 is arranged is slidably mounted thereon. For thrust bearing 6 do- 3 '

242 362 sedá posuvová matice £, uložená v povrchovém závitu 12 na dutém válcovém tělese 3. V posuvové matici 4 jsou upraveny vnější ozuby 2 P^ro nástrčkový klíč 11. Duté válcové těleso 8 je uzavřeno zadním víkem 20 s centrálním otvorem 16 a kuželovou hlavou 2 s vrcholovým otvorem 21. Kuželová hlava 1_» spojená jednak závitově s přiřazenou koaxiální měrnou trubkou 2» jednak s dutým válcovým tělesem příčnými šrouby 22., má vnější průměr 15 větší než je vnitřní průměr 21 posuvové matice 2» avšak menší než je její vnější průměr 22· Centrálním otvorem 22 a vrcholovým otvorem 21 je provlečena průvlečná koaxiální měrná trubka 17. přiřazená hlouběji ve vrtu 49 do stěny 2® upnuté pozorovací rozpěrce podle vynálezu, na obr. neznsr 2Ό rrrMneí242362 £ gathering the advancing matrix, stored in the surface of the thread 12 on the cylindrical body 3. In the feed nut 4 are provided two outer prongs P ^ro socket wrench 11th hollow cylindrical body 8 is closed by a rear cover 20 with a central opening 16 and a conical head 2 The tapered head 7, connected threadedly to the associated coaxial measuring tube 2, and the hollow cylindrical body by transverse screws 22, has an outer diameter 15 greater than the inner diameter 21 of the feed nut 2 but smaller than its outer diameter. 22 A push-through coaxial metering tube 17 is inserted through the central orifice 22 and through the aperture 21 and assigned deeper in the borehole 49 into the wall 2® of the observation spacer according to the invention, not shown in FIG.

Ve vrtu 22. být instalována druhá pozorovací rozpěrka podle vynálezu. Na průvlečnou koaxiální měrnou trubku 17 přiřazenou a upevněnou k hlouběji instalované prvé pozorovací rozpěrce, na obr. neznaxocnČno, se centrálním otvorem 16 a vrcholovým otvorem 21 navleče duté válcové těleso 8 s přiřazenou koaxiální měrnou trubkou 2.· Do vnějších ozubů 2 posuvové matice 4 se usadí nástrčkový klíč 11 ovládaný montážními trubkami, na obr. nezná^orněnýmij a pomocí nich se pozorovací rozpěrka podle vynálezu zasouvá do vrtu 22.· Ve zvolené úrovni se přidržuje duté válcové těleso 8 pomocí přiřazené koaxiální měrné trubky 2. a nástrčkovým klíčem 11 se otáčí. Posuvová matice £ se šroubuje po povrchovém závitu 12 a přes axiální ložisko £ tlačí na posuvný prstenec 7, který se posouvá směrem k opěrnému prstenci 22· Elastická manžeta 2 ³θ deformuje a rozepře se o stěnu 18 vrtu 22· j^e pozorovací rozpěrka podle vynálezu ve vrtu 19 upnuta a pomocí přiřazené koaxiální měrné trubky 2. může být v ústí vrtu 19 měřen posun hornin nebo zemin v jejím okolí. Průvlečná koaxiální měrná trubka 22 přitom volně prochází dutým válcovým tělesem 8, takže stejným.způsobem je možno měřit posun hornin nebo zemin v okolí hlouběji ve vrtu 19 upnuté pozorovací rozpěrky podle vynálezu. Při vyjímání pozorovací rozpěrky z vrtu 19 se postupuje obráceným způsobem. Pokud nástrčkový klíč 11 byl z vrtu 22 vytažen, navede se do vnějších ozubů 2 P° přiřazené koaxiální měrné tyči 2 a po kuželové hlavě 2»A second observation spacer according to the invention may be installed in the borehole. The hollow cylindrical body 8 with the associated coaxial measuring tube 2 is threaded onto the through coaxial measuring tube 17 associated with and fixed to the deeper installed first observation spacer, not shown in FIG. The sleeve 11 is actuated by mounting tubes, not shown in the figure and by means of which the observation spacer according to the invention is inserted into the borehole 22. At the selected level, the hollow cylindrical body 8 is retained by the associated coaxial measuring tube 2 and rotated with the sleeve 11 . The drive nut £ screwed after surface coil 12 and through the axial bearing £ pushes the sliding ring 7, which is shifted towards the retaining ring 22 · Elastic cuff 2 ³ θ deforms and expands the wall 18 of the borehole 22 · j ^e observation spacer according to the invention in the borehole 19 and by means of the associated coaxial measuring tube 2, the displacement of rocks or soils in its vicinity can be measured in the borehole 19. The push-through coaxial measuring tube 22 freely passes through the hollow cylindrical body 8 so that the displacement of rocks or soils around the borehole 19 of the clamped observation spacer according to the invention can be measured in the same manner. Removal of the observation spacer from borehole 19 is performed in the reverse manner. If the socket wrench 11 has been removed from the borehole 22, it is guided into the outer teeth 2 P ° associated with the coaxial measuring rod 2 and over the tapered head 2 »

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

242 362

Uevffyt A spacing gauge for measuring soil and rock displacementA whose hollow cylindrical body with tapered head is fitted with an elastic cuff inserted into the support ring and the sliding ring with the thrust bearing, characterized in that the thrust bearing (6) of the thrust ring (7) bears (4), embedded in the surface thread (12) of the hollow cylindrical body (8) and provided with external teeth (3) for the socket wrench (11), its outer diameter (13) being larger and the inner diameter (14) smaller than the outer diameter (15) conical heads (1) threadedly connected to the associated coaxial measuring tube (2).