CS258846B1 - Způsob měření napjatosti plasticky nebo pseudoplasticky deformujících se hornin a zařízení k provádění způsobu - Google Patents

Abstract

Řešení spadá od oblasti způsobů měření napjatosti hornin a popisuje též zařízení k provádění způsobu. Podstata způsobu spočívá v tom, že se do horniny vyvrtá otvor, do kterého se vloží válcová třecí pažnice, přičemž průměr otvoru odpovídá smykovému uložení této válcové třecí pažnice S odstupem alespoň týdne se pak změří kroutící moment potřebný k pootočení válcové třecí pažnice. Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu je tvořeno válcovou třecí pažnicí, která je uložena v ložicku upraveném pro připevnění k hornině. K horní části válcové třecí pažnice je upevněna hlavice opatřená pákou kolmou k ose válcové třecí pažnice a ramenem rovnoběžným s pákou v rovině kolmé k ose válcové třecí pažnice. V tomto ramenu je upevněn úchylkoměr, jehož dotykový prvek dosedá na páku.

Description

Vynález se ^ýká způsobu měřeni napjatosti plasticky nebo pseudoplasticky deformujících, se hornin a zařízení k provádění způsobu.

Rozvojem výpočetních metod stability horninového masívu a s tím souvisejících požadavků na ochranu podzemních i povrchových objektů nacházejících se v dosahu vlivu vytvářených podzemních děl nabývá důležitosti znalost původní napjatosti.

Pro pevné skalní horniny existuje několik způsobů měření napjatosti v horninách. Tyto způsoby jsou většinou založeny na platnosti Hookova zákona o úměrnosti deformace a napětí.

Pro měření napjatosti v horninách se nejčastěji využívají metody odlehčeni vrtného jádra a kompenzační hydro-podušky. Rovněž většina geofyzikálních způsobů pracuje v oblasti pružných deformací. Největší uplatnění zde našly ultrazvuková a radiometrická metoda.

U hornin, které se v rozsahu měřené napjatosti deformuji plasticky nebo pseudoplasticky, se výše uvedené metody nedají použít. Rovněž se tyto metody nedají aplikovat v prostředí nebezpečném z hlediska výbuchu plynu nebo uhelného prachu.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje způsob měření napjatosti plasticky nebo pseudoplasticky deformujících se hornin a zařízení k provádění způsobu podle vynálezu. Podstata způsobu spočívá v tom, že ee do horniny vyvrtá otvor, do kterého se vloží válcová třecí pažnice, pařičemž průměr otvoru odpovídá smykovému uložení této válcové třecí pažnice. S odstupem alespoň týdne se pak změří kroutící moment potřebný k pootočení válcové třecí pažnice.

Podstata zřízení k provádění způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že válcová třecí pažnice je uložena v ložisku upraveném pro připevnění v hornině. K horní části válcové třecí pažnice je upevněna hlavice opatřená pákou kolmou k ose válcové třecí pažnice a ramenem rovnoběžným s pákou v rovině kolmé k ose válcová třecí pažnice. V tomto ramenu je upevněn úchylkoměr, jehož dotykový prvek dosedá na páku.

Princip způsobu podle vynálezu je tedy založen na skutečnosti, že horniny obecně zatížené tlakovým napětím se deformují do uměle vytvořeného volného prostoru, např. vrtu. Jestliže pak do tohoto prostoru vložíme tuhé těleso, např. válcovou třecí pažnici, které vytvořený prostor zcela zaplní, dojde k sevření tělesa silou, která odpovídá napjatosti v okolní hornině. Hodnota kroutícího momentu, který představuje sílu postačující k překonání tření a k pootočení tuhého tělesa, např. válcové třecí pažnice, je závislá na napjatosti horniny, takže normálová složka zatížení v okamžiku nastávajícího pohybu

kde

N · normálová složka zatížení (kg.m·8 ) —2

T_Q - odpor tření v okamžiku nastávajícího pohybu (kg.m.s , f - koeficient třeni v klidovém stavu horniny (1).

Koeficient třeni v klidovém stavu horniny f₀ mezi horninou a tuhým tělesem se zjisti obvyklým postupem v laboratoři, přičemž je třeba opracovat vzorek zkoumané horniny tak, aby třecí plocha vzorku měla stejnou kvalitu jako mají stěny vrtu.

Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu je znázorněno na připojeném vyobrazení, jež vynález nikterak neomezuje.

Zařízení sestává z válcové třecí pažnice 2» která je uložena v ložisku 2, jehož přiruba je opatřena otvory 8 pro neznázorněné kotevní šrouby. K horní části válcové třecí pažnice je upevněna hlavice 3, která je opatřena pákou 4 v rovině kolmé k ose válcové třecí pažnice

2· V ramenu 5 je upevněn úchylkoměr 6, jehož dotykový prvek 7 dosedá na páku 4.

Funkce zařízení spočívá v tom, že tlakem na páku 4. ve směru proti dotykovému prvku 7 úchylkoměru 2 pootočíme válcovou třecí pažnicí 2· V okamžiku uvedení válcové třecí pažnice 2 do pohybu odečteme na úchylkoměru 6 hodnotu kroutícího momentu, který představuje sílu potřebnou k překonání tření a k pootočení válcové třecí pažnice 2· Pak platí výěe uvedená rovnice a můžeme jednoznačně stanovit napjatost plasticky nebo pseudoplasticky deformujících se hornin, např. pomocí kalibračního grafu, zpracovaného pro určitou délku páky 2 ^a vzdálenost dotykového prvku 7 úchylkoměru 6 od středu otočení.

Vynálezu je možno s výhodou použít pro operativní stanovení napjatosti hornin.

Claims (2)

1. Způsob měření napjatosti plasticky nebo pseudoplasticky deformujících se hornin, vyznačený tím, že se do horniny vyvrtá otvor, do něhož se vloží válcová třecí pažnice, přičemž průměr otvoru odpovídá smykovému uložení této válcové třecí pažnice, načež s odstupem alespoň týdne se změří krouticí moment potřebný k pootočení válcové třecí pažnice.

2. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1, vyznačené tím, že válcová třecí pažnice /1/ je uložena v ložisku /2/, k horní části válcové třecí pažnice /1/ je upevněna hlavioe /3/ opatřená pákou /4/ kolmou k ose válcové třecí pažnice /1/ a ramenem /5/ rovnoběžným s pákou /4/ v rovině kolmé k ose válcové třecí pažnice /1/, v tomto ramenu /5/ je upevněn úchylkoměr /6/, jehož dotykový prvek /7/ dosedá na páku /4/,