DE19925733A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Verschiebungen im Gebirge - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Messen von Verschiebungen im Gebirge, bei dem in das Gebirge ein Bohrloch gebohrt wird, in das Mittel zum Messen der Verschiebung gesetzt werden, wobei in das Bohrloch (3) mindestens ein elektrisch leitendes Rohr (2) mit mindestens einem elektrischen Leiter (1) parallel zur Längserstreckung gesetzt wird und an das Rohr (2) und den elektrischen Leiter (1) ein elektrisches Meßgerät (5) zur Durchgangsmessung angeschlossen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen von Ver­ schiebungen im Gebirge sowie dafür geeignete Vorrichtungen.

Das Messen von Verschiebungen im Gebirge ist insofern sehr wichtig, da Ergebnisse von Grundsatzprüfungen nach DIN 21521 zeigen, daß gerade Scherbeanspruchungen die geringste Ver­ formung bis zum Versagen eines Ankers erlauben. Bisher sind derartige Messungen nur durch optische Beobachtung möglich (Bohrlochendoskopie). Diese Art der Messung ist sehr auf­ wendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren und Vorrichtungen zum Messen von Verschiebungen im Gebirge zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst.

Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst in das Gebirge ein Bohrloch gebohrt und in dieses Bohrloch ein elektrisch leitendes Rohr, dessen Durchmesser dem Bohrloch­ durchmesser angepaßt ist, gesetzt. In dem elektrisch leiten­ den Rohr befindet sich ein isolierter elektrischer Leiter. Sowohl das elektrisch leitende Rohr als auch der elektrische Leiter werden an ein elektrisches Meßgerät zur Durchgangs­ messung angeschlossen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht somit aus einem Metall-, insbesondere Stahlrohr, in dem ein isolierter elek­ trischer Leiter etwa parallel zur Längserstreckung angeord­ net ist. Das Stahlrohr wird in ein etwa gleichkalibriertes Bohrloch gesetzt. Sowohl das Stahlrohr als auch der elek­ trische Leiter ist an ein elektrisches Meßgerät zur Durch­ gangsmessung angeschlossen. In diesem Einbauzustand kann kein Durchgang zwischen dem elektrischen Leiter und dem Stahlrohr festgestellt werden. Verschieben sich nun Gebirgs­ schichten oder Gebirgsteile im Ankerdurchtrittsbereich ge­ genläufig, wird zunächst das Stahlrohr deformiert. Bei wei­ terer Verschiebung zerstört das Stahlrohr die Isolierung des elektrischen Leiters und es wird ein Durchgang gemessen. Wird der Durchgang gemessen, so beträgt der zurückgelegte Meßweg:

Meßweg = (Bohrloch-Ø) - (2 × Rohrwandstärke) - (Ø Leiter)

Grundlage der Festlegung von Meßwegen sind die Prüfungser­ gebnisse der Grundsatzprüfung nach DIN 21521. Im Rahmen der Grundsatzprüfung wird das Trag- und Verformungsverhalten von Gebirgsankern bei Scherbeanspruchung untersucht. Hierzu werden die Anker in ein Modellgebirge (zwei Betonblöcke: Scherebene zwischen beiden Blöcken) eingebaut und anschlie­ ßend beansprucht. Mit Hilfe einer derartigen Kennlinie kann das Verhalten der eingebauten Anker unter Scherung beschrie­ ben werden. Ausgehend von der maximalen Verformung beim Versagen des Ankers können so verschiedene Meßwege für die Verformungsmessung im Gebirge bestimmt werden.

Mit Hilfe unterschiedlicher Bohrlochdurchmesser und entspre­ chend angepaßten Vorrichtungen (Metallrohr und isolierter Leiter) können unterschiedliche Meßwege verwirklicht werden.

Beträgt beispielsweise die Stahlrohrwandstärke 1 mm und der Durchmesser des Leiters (ohne Isolierung) 10 mm, ergibt sich für einen Bohrlochdurchmesser von 52 mm folgender Meßweg:

Meßweg 1 = 52 mm - (2 × 1 mm) - 10 mm = 40 mm

Beträgt der Bohrlochdurchmesser 32 mm, ergibt sich:

Meßweg 2 = 32 mm - (2 × 1 mm) - 10 mm = 20 mm

Es ist auch möglich mehrere verschieden lange Leiter in dem Stahlrohr vorzusehen. Auf diese Weise können Verschiebungen für mehrere Meßhorizonte festgestellt werden.

Es ist auch möglich in einem Bohrloch mehrere Stahlrohre ineinander anzuordnen. Auf diese Weise können mehrere Meß­ wegstufen in einem Bohrloch aufgenommen werden.

Die vorgenannten, sowie die beanspruchten und in dem Aus­ führungsbeispiel beschriebenen, erfindungsgemäß zu verwen­ denden Bauteile unterliegen hinsichtlich ihrer Größe, Form­ gestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption kei­ nen besonderen Ausnahmebedingungen, so daß die in dem jewei­ ligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneinge­ schränkt Anwendung finden können.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei­ bung der zugehörigen Zeichnung, in der - beispielhaft - eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zum Messen von Verschiebungen im Gebirge dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verfahrens und der Vorrichtung zum Messen von Verschiebungen im Gebirge mit einem elektrischen Leiter;

Fig. 2 das Meßprinzip des Verfahrens und der Vorrichtung zum Messen von Verschiebungen im Gebirge mit zwei elektrischen Leitern unterschiedlicher Länge.

Fig. 1 zeigt einen elektrischen Leiter 1 mit einer Isolie­ rung 6. Dieser Leiter 1 befindet sich in einem elektrisch leitenden Rohr 2, das in einem Bohrloch 3 etwa gleichen Durchmessers in einem Gebirge 4 angeordnet ist. Das Gebirge 4 ist - um das Prinzip zu verdeutlichen - aus den Schichten 4a und 4b bestehend dargestellt. Auf diese Schichten wirken die mit Pfeilen dargestellten Kräfte ein. Der Leiter 1 und das Rohr 2 sind an ein Meßgerät 5 zur elektrischen Durch­ gangsmessung angeschlossen.

Auf der rechten Seite der Fig. 1 sind drei Phasen der Mes­ sungen dargestellt. Die Phase 1 entspricht dem Einbauzu­ stand. Es kann kein Durchgang zwischen der Leitung 1 und dem Rohr 2 gemessen werden. In der Phase 2 haben Verschiebungen im Gebirge das Rohr 2 deformiert, das gegen Ende der Phase 2 Kontakt mit der unbeschädigten Isolierung 6 des Leiters 1 hat. Es kann kein Durchgang zwischen dem Leiter 1 und dem Rohr 2 gemessen werden. In der Phase 3 hat das Rohr 2 nach weiteren Verschiebungen im Gebirge 4 die Isolierung 6 des Leiters 2 zerstört. Es wird ein Durchgang zwischen dem Lei­ ter 1 und dem Rohr 2 gemessen.

In der Fig. 2 ist das Verfahren und die Vorrichtung zum Messen der Verschiebungen im Gebirge mit zwei unterschied­ lich langen elektrischen Leitern 1a und 1b dargestellt. Die anderen Bezugszeichen haben die gleiche Bedeutung wie in der Fig. 1. Auf diese Weise können Verschiebungen für zwei Meßhorizonte festgestellt werden.

Bezugszeichenliste

1

elektrischer Leiter

1

a elektrischer Leiter

1

b elektrischer Leiter

2

Rohr

3

Bohrloch

4

Gebirge

4

a Schichten

4

b Schichten

5

elektrisches Meßgerät

6

Isolierung

Claims (4)

1. Verfahren zum Messen von Verschiebungen im Gebirge, bei dem in das Gebirge ein Bohrloch gebohrt wird, in das Mittel zum Messen der Verschiebung gesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in das Bohrloch (3) mindestens ein elektrisch leitendes Rohr (2) mit mindestens einem elektrischen Leiter (1) parallel zur Längserstreckung gesetzt wird und an das Rohr (2) und den elektrischen Leiter (1) ein elektri­ sches Meßgerät (5) zur Durchgangsmessung angeschlossen wird.

2. Vorrichtung zum Messen von Verschiebungen im Gebirge mit einem Rohr in einem Bohrloch und einem Mittel zum Messen der Verschiebung, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein isolierter elektrischer Leiter (1) in mindestens einem elektrisch leitenden Rohr (2) angeord­ net ist, das sich in einem Bohrloch (3) im Gebirge (4) befindet und an das Rohr (2) und dem elektrischen Lei­ ter (1) ein elektrisches Meßgerät (5) zur Durchgangs­ messung angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere verschieden lange elektrische Leiter (1) in dem Rohr (2) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere elektrisch leitende Rohre (2) ineinander angeordnet sind.