JPS62288293A - 岩盤等の単一孔内におけるaeによる加圧流体注入時の亀裂進展測定法 - Google Patents

岩盤等の単一孔内におけるaeによる加圧流体注入時の亀裂進展測定法

Info

Publication number
JPS62288293A
JPS62288293A JP61131703A JP13170386A JPS62288293A JP S62288293 A JPS62288293 A JP S62288293A JP 61131703 A JP61131703 A JP 61131703A JP 13170386 A JP13170386 A JP 13170386A JP S62288293 A JPS62288293 A JP S62288293A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rock
sensor
packer
hole
single hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP61131703A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0378913B2 (ja
Inventor
金川 忠
毅 石田
中山 芳樹
山縣 秀年
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Research Institute of Electric Power Industry
Nittoku Kensetsu KK
Original Assignee
Central Research Institute of Electric Power Industry
Nittoku Kensetsu KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central Research Institute of Electric Power Industry, Nittoku Kensetsu KK filed Critical Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority to JP61131703A priority Critical patent/JPS62288293A/ja
Publication of JPS62288293A publication Critical patent/JPS62288293A/ja
Publication of JPH0378913B2 publication Critical patent/JPH0378913B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 r産業上の利用分野1 本発明は、加圧流体により岩盤、コンクリ−1・構造物
、アスファルト構造物等の固体(以下岩盤等という)の
塑性変形あるいは亀裂進展により発生するAEを測定す
ることによって、地下深部の主応力の大きさと方向を測
定する事ができる他、岩盤性の品質検査や材料の健全性
診断を行うことができ、また岩盤等の変形試験あるいは
透水試験やグラウチング等の注水注入の管理に役立つ応
力変化による岩盤等の単一孔内におけるAEによる加圧
流体注入時の亀裂進展測定法に関する。
[従来の技術] 固体が塑性変形あるいは破壊する際に、それまで貯えら
れていた歪エネルギーが解放されて弾性波が生じる現象
をAE(Acoustic  l:mi ss i o
n)と呼んでいる。
ところで、従来の岩盤等のAEの測定法は、注入孔の周
囲に別のAE計測孔を数本削孔して、AEセンサーを設
置し、注入とAE計測が別々の孔で行われていた。この
ため地下深部でのAE測測定不可能であり測定の精度が
低く、さらに時聞と経費が嵩む欠点があった。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は、単一孔で流体注入とAEの測定を可能として
従来の欠点を解決すべくなされたものである。
[問題点を解決するための手段] 岩盤簀に孔を削孔し、その孔へ、吉盤笠に塑性変形ある
いは亀裂進展を生じさせるための加圧流体注入ホするた
めのパッカーを挿入し、パッカーの上方の位置に間隔を
へだでて少なくとも3個のセンサーを配置しパッカーの
流体注入区間に形成した注入穴より注入した加圧流体に
より、岩盤等に塑性変形あるいは亀裂進展を生じさせる
ことにより発生したAE波を各センサーで検出し、AE
の震源位置と岩盤等の応力四歴を単一孔内で測定する。
震源決定はセンサーを3個を配置し、そのタイムラグを
得れば平面内における震源の位置を決定することができ
るが、本発明の実施に際しては、測定には誤差を生じる
ため、センサー数をふやしデータを統計的に処理して誤
差をへらすようにするのが望ましい。これにはセンサー
を4個以上配置し、データを非線形最小2乗法により処
理したうえでさらに誤差を最小とするための解の改良を
関数近似の方法であるミニマックス近似を用いて行い、
AE震源を決定する。
応力膠層は、カイザー効果を利用して求める過去にかか
った最大応力履歴値の他、岩′I!A等の塑性変形ある
いは破壊の状況を注入圧力変′化とAE発生頻度との相
関により求める。
[実/1!例] まず、本発明に係るAE測定法の原理について説明する
。第1図において、AE測定対象岩盤にポーリング孔1
を削孔し、そのポーリング孔1内の岩盤に塑性変形ある
いは破壊を生じAEを発生させるための高圧水を注水す
るためのハイドロパッカー2を挿入する。このハイドロ
パッカー2の注水区間りに形成した注入穴3より上方位
置H(50〜100CIR)に△E測測定ためのセンサ
ー4を設け、このセンサー4を孔壁に圧着する。図はセ
ンサー4を4個配置した例である。注入穴3より高圧水
を注水することにより岩盤に塑性変形あるいは亀裂を生
じさせ、塑性変形あるいは亀裂を生じた時にAEが発生
する。
震源決定は第1図および第2図において、平面A内にお
いてAEが発生すると、AEが最短距離でセンサー4へ
到達するための距離は、センサー位置が孔壁すにおいて
接点Cより震源a側にある場合は直接センサー4へ違す
る。しかし接点より外側のセンサー4へのAEの到達経
路は、接点Cまで媒質中(岩盤中)を直進するが、それ
以降は孔壁すを伝播することになる。そこで接点以降の
円筒を展開Sし震源a (Xs、YS)からセンナ−4
までの距離式をたてる。この方法で求めた震源aからセ
ンサー4までの距離式を120、I21.62、+23
とし、これと到達時間差t1、I2、I3との式を!!
!質中の速度■を仮定もしくは計測してたてる。この式
において、未知なパラメータはxs、ysの2つである
ため、xs、ysに関する式が2つたてばxs、ysを
求めることができる。言い換えるとセンサー4を3個配
置し、そのタイムラグt1 、I2を1!?ればxsl
ysの位置を決めることかできる。
ただ測定には誤差を生じるためセンサー数をふやすこと
によりデータを統計的に処理することで誤差をへらすこ
とが必要である。そこでセンサーを4個以上配置しデー
タを非線形最小2乗法により処理したうえでさらに誤差
を最小とするための解の改良を関数近似の方法であるミ
ニマックス近似を用いて行い、xs、ysを決定するよ
うにするとよい。
第3図は計測波形とタイムラグの関係を示し、計測され
たデータは時間として計測装置から出力する。その値は
以下の通りである。
センサーNo、I→tO+tl センサーNo、2→tO センサーN013→tO+t2 センサーN004→tO+t3 センサーNo、i−+tO+t i 最大応力値の決定は、第4図に示すように計測:3から
出てくるAEの時間あたりの発生率が注入圧力の上昇に
伴って急激にその発生率が増した部分を6って決定する
第5図(イ)、(ロ)、(ハ)にセンサーの設置例を示
し、(イ)は同一平面内に4個のセンサー4を配置した
例、(ロ)は同8個のセン(J−−4を配置した例、(
ハ)は2平面に各1平而につき4 +17aのセンサー
4を配置した例である。
第6図に本発明の方法を実施するための装置の一例を示
し、図において全体を11で示すのはハイドロパッカー
であり、ハイドロパッカー11は底部12、パッカーゴ
ム下部13、注入穴14を有する注水区間(鋼管)15
、パッカーゴム」一部16、AEセンサー圧力センサー
ゾンデを連結されるヘッド部17とよりなっている。全
体を18で示すのはハイドロパッカー11のヘッド部1
7に連結されたれAEセンサー圧力センサーゾンデであ
る。1つはAEセンサー、20はAEセンサー圧力セン
サーゾンデに連結された送水管である。
かかる装置をポーリング孔1の所定深度に挿入する。
また21はパッカー用ポンプで、高圧水がパッカー用ホ
ース22を経て上下のパッカーゴム部13.16に送ら
れ、パッカーゴム部13.16は膨張して孔壁1に密蒼
する。23はAEセンサーパッカー用ボンベで高圧気体
がAEt7ンサーパツカー用ホース24を経てAEt7
ンサー19のゴム部に送られ、A E tフサ−19の
ゴム部は膨張して孔壁1に書着する。25は水槽、26
は注水用のポンプで高圧水が送水管20を経てパッカー
11の注水区間15に送られ、注入穴14より高圧水を
注水する。27は流量計、28は圧力計、圧力センサー
である。2つは流14用ケーブル、30は圧力センサー
用ケーブル、31はAEt=ンサー用、圧力センサー用
ケーブルでアンプ32に結線されている。33はデータ
解析装置でアンプ32に結線されており、34はデータ
記憶装置、35は記録装置でそれぞれデータ解析装置3
3に結線されている。
第7図は計測システムブロック図であり、19は上述の
AEセンサー、32はプリアンプ、36は計測装置、3
7は演粋及び制御装置(これ等は上述のデータ解析装置
、データ記憶装置に相当する)、38は結果表示装置(
記録装置に相当)、39は補助記憶装置、40はキボー
ド、41はプロッタを示す。
次に第8図に示すフローシートにしたがい震源決定法及
び最大応力履歴値決定法の手順について説明する。
まずスタート(ステップS1)し、AE計測装置の初期
設定をおない(ステップS2)、AE計測の開始指示す
る(ステップS3)。
AEが発生するとくステップ84)のYESの場合制御
装置は各センサーのAEの到達時間を計測装置より読み
込む(ステップS5)。
制御]装置37に第4図に示すデータが入力されると、
AE発生数累積曲線aおよび応力曲線σが記憶される。
すなわちAE発生数がカウントされると(ステップS6
)、この曲線σに基づいて発生率の変化値を算出する(
ステップ37)。時間t1から勾配が急になっていると
ころが変化率が最大になっているので、このときが変化
率が最大であると判断する(ステップ88)。YESの
場合はそのときの最大応力腹歴値σt1を記tl!する
(ステップS9)。Noの場合は記憶しないで次のステ
ップに移る。
そして制御装置は各センサー間のタイムラグ(tl、t
2、t3 )の算出をしくステップ510)、震源(x
s、ys)−各センサー間距離式(aOlgl・・・f
f1)を決定する(ステップ511)。
t1v=11−QO t2 v−+22−(20 t i v=Q 1−QO 制御装置はこの連立法定式を解き震源(XS、VS)の
算出しくステップS 12) 、’fA 差修正のため
のミニマックス近似を行いxs、ysを決定する(ステ
ップ513)。そしてxs、ysを両面で表示しくステ
ップ314)、ディスクにxs、ysを書き込む(ステ
ップ515)。
次いで計測装置をリセッi〜しくステップ816)。
計測を続けるか否かを判断する(ステップ517)。
ステップS17でYESの場合は■に戻り、Noの部会
は、前記の最大応力履歴値σt1を表示しくステップ8
18)、そしてその値をディスクに書キ込み(ステップ
519)、作業は終了する(ステップ$20)。
[発明の効果コ 岩盤等への加圧流体注入により岩盤等の塑性変形あるい
は亀裂進展課程で土しるAE波の測定は、従来、注入孔
の周囲に別のAE計測孔を数本削孔し、注入とAE計測
を別々の孔で行っていたが、本発明によれば単一孔で加
圧流体注入によるAEf生とA E 31測を行うこと
ができ、八Eの震源決定及び最大応力履歴値の決定等の
名盤等の応力履歴を従来法に比べ高精度で迅速に求める
ことができ、かつ低コストで行うことができるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係るAE震源決定払の決定原
理を示す説明図、第2図は震源から各AEセンサーまで
の距離式を求めるための説明図、第3図は計測波形とタ
イムラグの関係を示す図、第4図は圧力が上dする時間
に伴うAE発生率、発生数累積を示す図、第5図(イ)
、(ロ)、(ハ)はAEセンサーの配置を示す図、第6
図は本発明の実施例に係るAEの発生及び測定を実施す
るための装置を示す図、第7図はS1測システムの一例
を示すブロック図、第8図は本発明の実施例に係るA 
E ’JAQ定及び解析法のフローシート図である。 11・・・ハイドロパッカー  16・・・注水孔  
19・・・AEセン1ナー  20・・・送水管  2
1・・・パッカー用ポンプ  23・・・AEセンサー
パッカー用ボンベ  26・・・注水用ポンプ  27
・・・流量計  28・・・圧力計圧力センサー  3
2・・・アンプ33・・・データ解析装置  34・・
・データ記憶装置  35・・・記録装置 第1図 第3図 第5図 (/X) 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 岩盤等に孔を削孔し、その孔に、加圧流体を注入するた
    めのパッカーを挿入し、パッカーに近接した位置に間隔
    をへだてて少なくとも3個のセンサーを配置し、パッカ
    ーの流体注入区間に加圧流体を注入することにより、岩
    盤等に塑性変形あるいは亀裂進展を生じさせて発生する
    AE波を各センサーで検出し、AEの震源位置と岩盤等
    の応力履歴を単一孔内において求めることを特徴とする
    岩盤等の単一孔内におけるAEによる加圧流体注入時の
    亀裂進展測定法。
JP61131703A 1986-06-09 1986-06-09 岩盤等の単一孔内におけるaeによる加圧流体注入時の亀裂進展測定法 Granted JPS62288293A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61131703A JPS62288293A (ja) 1986-06-09 1986-06-09 岩盤等の単一孔内におけるaeによる加圧流体注入時の亀裂進展測定法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61131703A JPS62288293A (ja) 1986-06-09 1986-06-09 岩盤等の単一孔内におけるaeによる加圧流体注入時の亀裂進展測定法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62288293A true JPS62288293A (ja) 1987-12-15
JPH0378913B2 JPH0378913B2 (ja) 1991-12-17

Family

ID=15064229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61131703A Granted JPS62288293A (ja) 1986-06-09 1986-06-09 岩盤等の単一孔内におけるaeによる加圧流体注入時の亀裂進展測定法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62288293A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2364383A (en) * 1997-05-02 2002-01-23 Baker Hughes Inc Avoiding injection induced fracture growth in a formation during hydrocarbon production
CN104965027A (zh) * 2015-07-13 2015-10-07 中国矿业大学 基于图像识别和声发射定位锚固岩体裂隙扩展的分析方法
CN108442917A (zh) * 2017-12-14 2018-08-24 中国矿业大学 一种煤层顶板导水裂隙带高度井下连续实时监测方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2364383A (en) * 1997-05-02 2002-01-23 Baker Hughes Inc Avoiding injection induced fracture growth in a formation during hydrocarbon production
CN104965027A (zh) * 2015-07-13 2015-10-07 中国矿业大学 基于图像识别和声发射定位锚固岩体裂隙扩展的分析方法
CN108442917A (zh) * 2017-12-14 2018-08-24 中国矿业大学 一种煤层顶板导水裂隙带高度井下连续实时监测方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0378913B2 (ja) 1991-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3946598A (en) Method and apparatus for determining the dynamic parameters of soil in situ
RU2199768C2 (ru) Способ анализа породной формации акустическим излучением
US5092167A (en) Method for determining liquid recovery during a closed-chamber drill stem test
US5753818A (en) Method and apparatus for measuring scour around bridge foundations
US3962674A (en) Acoustic logging using ultrasonic frequencies
Li et al. Experimental study of the dynamic responses of surrounding jointed rock masses and adjacent underground openings and induced ground vibrations subjected to underground explosion
JPS62288293A (ja) 岩盤等の単一孔内におけるaeによる加圧流体注入時の亀裂進展測定法
Franklin et al. The monitoring of rock slopes
Yuyama et al. Quantitative evaluation of microfracture due to disbonding by waveform analysis of acoustic emission
Franklin The monitoring of structures in rock
US4860587A (en) Stress gauge
JP2728344B2 (ja) 空洞周辺岩盤の水理学的ゆるみ領域の測定方法及び測定装置
EP1126290B1 (en) Improvements in or relating to seismic wave measuring devices
Shuck et al. Monitoring acoustic emission from propagating fractures in petroleum reservoir rocks
Sisemore et al. Project Sterling: Subsurface phenomenology measurements near a decoupled nuclear event
Cooling et al. Methods of rock mass structure assessment and in-situ stress measurement carried out in Cornish granite
Kegang et al. A new method to determine pore compressibility
JPH0523719B2 (ja)
Statton et al. In situ seismic shear-wave velocity measurements and proposed procedures
Santamarina et al. On the imaging of stress changes in particulate media: an experimental study
SU1610009A1 (ru) Способ определени напр женного состо ни массива горных пород
Davies et al. Physical model studies of a real time riverbed scour measurement system
Herrick et al. Estimating the Extent of the Disturbed Rock Zone around a WIPP Disposal Room
Henke et al. Nonlinear torsional dynamic response of footing
SU1053034A1 (ru) Способ оценки удароопасности горных пород

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees