RU2094825C1 - Device which measures characteristics of explosion seismic waves - Google Patents

Device which measures characteristics of explosion seismic waves Download PDF

Info

Publication number
RU2094825C1
RU2094825C1 RU93030151A RU93030151A RU2094825C1 RU 2094825 C1 RU2094825 C1 RU 2094825C1 RU 93030151 A RU93030151 A RU 93030151A RU 93030151 A RU93030151 A RU 93030151A RU 2094825 C1 RU2094825 C1 RU 2094825C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
container
soil
measuring
parameters
cable
Prior art date
Application number
RU93030151A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93030151A (en
Inventor
В.С. Басов
В.В. Гуров
М.М. Пикалова
П.В. Никулин
Original Assignee
Войсковая часть 51105
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 Войсковая часть 51105 filed Critical Войсковая часть 51105
Priority to RU93030151A priority Critical patent/RU2094825C1/en
Publication of RU93030151A publication Critical patent/RU93030151A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2094825C1 publication Critical patent/RU2094825C1/en

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: instruments. SUBSTANCE: device has spherical container which has three vertical cantilevers which are mounted for rotation around container in horizontal plane. In addition device has speed detectors which are connected to instruments by means of cable. device has three sockets which are located on container surface, spaced by 120 degrees and contain insertions from transparent material and photodetectors which are connected to measuring circuit. EFFECT: increased functional capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к экспериментальным исследованиям параметров сейсмовзрывных волн (ССВ) и предназначено для измерения массовой скорости движения грунта в зонах, прилегающих к воронке взрыва. The invention relates to experimental studies of parameters of seismic blast waves (CERs) and is intended to measure the mass velocity of soil in areas adjacent to the explosion funnel.

Анализ параметров движения грунта при взрывах зарядов ВВ показывает, что в процессе воронкообразования часто наблюдаются случаи выброса приборных контейнеров из грунта, когда размеры воронки превышают ожидаемые. An analysis of the parameters of soil motion during explosions of explosive charges shows that in the process of funnel formation, cases of ejection of instrument containers from the soil are often observed when the dimensions of the funnel exceed expected.

Факт выброса контейнера из грунта трудно установить, поскольку после опыта он, как правило, находится под навалом грунта, а по эпюре записей параметров движения практически тоже невозможно это выяснить. Поэтому обработка результатов измерений в случае неустановленного факта выброса контейнера из грунта приводит к большим погрешностям, особенно при определении смещения грунта, поскольку в условиях выброса контейнера датчики успевают зарегистрировать только следующие параметры ССВ: время вступления, максимальную скорость, максимальное ускорение грунта. The fact that the container was ejected from the ground is difficult to establish, since after the experiment it is usually located under the bulk of the soil, and it is practically impossible to find out from the diagram of the recordings of motion parameters. Therefore, processing the measurement results in the case of an undetermined fact of the container ejection from the soil leads to large errors, especially when determining the soil displacement, since in the conditions of the container ejection, the sensors manage to register only the following CER parameters: entry time, maximum speed, maximum soil acceleration.

Вопрос повышения достоверности измерений в областях грунтового массива, примыкающих к границе воронки, может быть решен путем создания устройства, позволяющего при измерении установить факт выброса контейнера из скважины. The issue of increasing the reliability of measurements in areas of the soil mass adjacent to the border of the funnel can be solved by creating a device that allows the measurement to establish the fact of the ejection of the container from the well.

Известны различные типы устройств, использующиеся для измерения параметров ССВ. Например, в американском отчете "Полевые измерения движения грунта при взрывах "Дамонт" и "Вулкан", пер. с англ. 1969 г. представлены устройства для измерения параметров движения грунта, включающие приборные контейнеры из толстостенных труб, закрытых на концах пластинами с кольцевым уплотнением, обеспечивающим водонепроницаемость устройства. Ввод измерительного кабеля герметизирован, на торцах устройства расположены ушки для установки устройства в измерительную скважину. В контейнеры устанавливаются датчики скорости ДХ, ДЕ, датчики перемещения и температуры. Various types of devices are known that are used to measure CER parameters. For example, in the American report “Field measurements of soil motion during explosions, Damont” and “Volcano,” translated from English 1969, devices for measuring parameters of soil motion are presented, including instrument containers made of thick-walled pipes, closed at the ends with plates with O-rings which ensures the device’s water tightness. The input of the measuring cable is sealed, the ears are located on the ends of the device for installing the device in the measuring well. The sensors are equipped with speed sensors ДХ, ДД, alternating current sensors Power and temperature.

В итоговом американском отчете "Аппаратура для измерения движения грунта" ДNA, 37 12 F 1975 г. исследованы различные устройства для измерения параметров ССВ, контейнеры которых выполнены из разных материалов от пластика до прочных стальных сплавов и имеют в основном цилиндрическую форму. Выбор плотности материала контейнера, близкой к плотности окружающего грунта, обеспечивает прочный контакт с массивом грунта и уменьшает погрешности измерения. In the final American report "Ground motion measuring equipment" DN 37 37 F 1975, various devices for measuring CER parameters were studied, the containers of which are made of different materials from plastic to durable steel alloys and have a mainly cylindrical shape. The choice of the density of the container material, close to the density of the surrounding soil, provides strong contact with the soil mass and reduces measurement errors.

Отечественные устройства для измерения параметров ССВ отличаются большим разнообразием применяемых в них датчиков и различных форм контейнеров - уголковых, цилиндрических, сферических (Методики измерения и аппаратура для исследования взрыва. Взрывное дело. Сборник N 83/40. М. Недра, 1982). Domestic devices for measuring the parameters of CERs are distinguished by a wide variety of sensors and various forms of containers used in them - angular, cylindrical, spherical (Measurement techniques and equipment for exploring explosives. Blasting. Collection N 83/40. M. Nedra, 1982).

Недостатком указанных устройств является малая достоверность измерений параметров ССВ в зонах, прилегающих к воронке взрыва, из-за отсутствия информации о выбросе приборного контейнера из грунта в процессе воронкообразования. The disadvantage of these devices is the low reliability of measurements of CER parameters in areas adjacent to the explosion funnel, due to the lack of information about the discharge of the instrument container from the ground during funnel formation.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является устройство для измерения параметров сейсмовзрывных волн ("Техническое описание устройства для измерения параметров сейсмовозрывных волн", инв. 24/56, в/ч 51105, 1993 ). Устройство состоит из сферического контейнера, снабженного тремя вертикально расположенными пружинными скобами с возможностью вращения вокруг контейнера в горизонтальной плоскости, однокомпонентных датчиков скорости, связанных кабелем с измерительно-регистрирующей аппаратурой. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed device is a device for measuring parameters of seismic blast waves ("Technical description of a device for measuring parameters of seismic blast waves", inv. 24/56, military unit 51105, 1993). The device consists of a spherical container equipped with three vertically arranged spring brackets with the possibility of rotation around the container in a horizontal plane, one-component speed sensors connected by a cable to the measuring and recording equipment.

Существенным недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает необходимую достоверность измерений в зонах грунта, прилегающих к воронке взрыва, так как оно не фиксирует факт выброса контейнера в процессе воронкообразования. A significant disadvantage of the device is that it does not provide the necessary reliability of measurements in the soil zones adjacent to the explosion funnel, since it does not record the fact of the container being ejected during funnel formation.

Сущность изобретения заключается в повышении достоверности измерений параметров ССВ в зонах, прилегающих к воронке взрыва. Это достигается тем, что известное устройство, состоящее из сферического контейнера, снабженного тремя вертикально расположенными пружинными скобами с возможностью вращения вокруг контейнера в горизонтальной плоскости, датчиков скорости, связанных кабелем с измерительно-регистрирующей аппаратурой, снабжено гнездом, размещенным в корпусе контейнера, в котором установлены вставка из светопроницаемого материала и светочувствительный элемент, соединяемый с измерительной схемой. The essence of the invention is to increase the reliability of measurements of CER parameters in areas adjacent to the explosion funnel. This is achieved by the fact that the known device, consisting of a spherical container, equipped with three vertically arranged spring brackets with the possibility of rotation around the container in a horizontal plane, speed sensors connected by a cable to the measuring and recording equipment, is equipped with a socket located in the container body in which are installed an insert of translucent material and a photosensitive element connected to the measuring circuit.

Из изложенного следует, что новизну предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом характеризуют следующие отличительные признаки. It follows from the foregoing that the novelty of the proposed technical solution in comparison with the prototype is characterized by the following distinctive features.

Светочувствительный элемент служит индикатором, сигнализирующим о выбросе контейнера из грунта в процессе воронкообразования. Светочувствительный элемент реагирует на появление света при разрыхлении грунта в фазе инерциального разлета. Измерительная схема устанавливает факт выброса контейнера, что в дальнейшем учитывается при анализе движения массива грунта под действием ССВ, тем самым повышается достоверность и информативность результатов измерений и достигается их верная интерпретация. The photosensitive element serves as an indicator, signaling the discharge of the container from the soil during the funnel formation. The photosensitive element reacts to the appearance of light when the soil is loosened in the inertial expansion phase. The measuring scheme establishes the fact of the container ejection, which is subsequently taken into account when analyzing the movement of the soil mass under the influence of CERs, thereby increasing the reliability and information content of the measurement results and achieving their correct interpretation.

Гнездо в корпусе контейнера служит для размещения и защиты от механических повреждений светочувствительного элемента и светопроницаемой вставки, обеспечивает повышение надежности измерений в процессе воронкообразования. The socket in the container body serves to accommodate and protect from mechanical damage the photosensitive element and the light-permeable insert, and provides increased measurement reliability during funnel formation.

Вышеперечисленные отличительные признаки отсутствуют у известных ранее аналогичных решений, что позволяет рассматривать эти признаки как соответствующие критерию "изобретательский уровень". The above distinguishing features are absent in previously known similar solutions, which allows us to consider these features as meeting the criterion of "inventive step".

Устройство для измерения параметров ССВ представлено на чертеже. A device for measuring CER parameters is shown in the drawing.

Оно состоит из сферического контейнера 1, изготовленного из стали 30 из двух полусфер с внутренним диаметром 180 мм и толщиной стенки 3 мм, снабженного тремя вертикально расположенными пружинными скобами 2 с возможностью вращения вокруг контейнера в горизонтальной плоскости. Однокомпонентные датчики скорости 3 связаны кабелем 4 (КГ7-70-180) с пультом управления 5 и регистратором 6 (осциллограф Н117). Устройство снабжено гнездом 7, размещенным в верхней полусфере контейнера. В гнезде установлены вставка 8 из светопроницаемого материала (ТОСП бесцветный, ГОСТ 17622-79) и светочувствительный элемент 9 (фототранзистор ФТГ-4), соединяемый с измерительной схемой. Для повышения работоспособности и надежности измерений в устройстве устанавливают три гнезда на поверхности верхней полусферы контейнера с шагом 120o относительно друг друга.It consists of a spherical container 1 made of steel 30 of two hemispheres with an inner diameter of 180 mm and a wall thickness of 3 mm, equipped with three vertically arranged spring brackets 2 with the possibility of rotation around the container in a horizontal plane. One-component speed sensors 3 are connected by cable 4 (KG7-70-180) to the control panel 5 and recorder 6 (H117 oscilloscope). The device is equipped with a socket 7 located in the upper hemisphere of the container. An insert 8 of a translucent material (colorless TOSP, GOST 17622-79) and a photosensitive element 9 (FTG-4 phototransistor) connected to the measuring circuit are installed in the socket. To increase the efficiency and reliability of measurements in the device, three sockets are installed on the surface of the upper hemisphere of the container with a step of 120 o relative to each other.

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

Перед установкой контейнера в грунт верхняя половина полусферы с размещенными в ней гнездами смазывается индустриальным маслом И-40А, затем контейнер опускают в скважину. Место установки контейнера заполняют цементным раствором на 3/4 высоты контейнера, оставшуюся часть заполняют извлеченным при бурении грунтом с послойным трамбованием. После затвердевания цементный раствор надежно связывает контейнер с окружающим массивом грунта. При взрыве грунт приходит в движение, вместе с ним перемещается контейнер 1 с датчиками. Сигналы от датчиков 3 преобразуются пультом управления 5 и поступают на регистратор 6. В случае выброса контейнера в процессе воронкообразования измерительная схема с помощью светочувствительного элемента 9 фиксирует факт выброса контейнера при разрыхлении грунта в фазе инерциального разлета. В результате при анализе движения грунта учитывается влияние выброса контейнера на запись скорости движения грунта, что повышает достоверность и информативность измерений. Before installing the container in the soil, the upper half of the hemisphere with the nests located in it is lubricated with I-40A industrial oil, then the container is lowered into the well. The installation site of the container is filled with cement mortar at 3/4 of the height of the container, the remaining part is filled with excavated soil with layer-by-layer tamping. After hardening, the cement slurry reliably binds the container to the surrounding soil mass. In an explosion, the soil begins to move, and container 1 with sensors moves with it. The signals from the sensors 3 are converted by the control panel 5 and fed to the recorder 6. If the container is ejected during funneling, the measuring circuit using the photosensitive element 9 records the fact of the ejection of the container when the soil is loosened during the inertial expansion phase. As a result, when analyzing the movement of the soil, the influence of the ejection of the container on the recording of the speed of the soil is taken into account, which increases the reliability and information content of the measurements.

В организации-заявителе был изготовлен опытный образец предлагаемого устройства, который успешно прошел лабораторные и полевые испытания совместно с прототипом. Испытания подтвердили его работоспособность и достижение технического результата. The applicant organization made a prototype of the proposed device, which successfully passed laboratory and field tests together with the prototype. Tests have confirmed its performance and the achievement of a technical result.

Разработанное устройство имеет следующие технические характеристики:
Диапазон измерения скорости 0,5-100 м/с
Допускаемая нагрузка 3000 кгс/см2
Количество установленных датчиков скорости (по осям x, y, z) 3 шт.
The developed device has the following technical characteristics:
Range of measurement of speed 0,5-100 m / s
Permissible load of 3000 kgf / cm 2
The number of installed speed sensors (along the x, y, z axes) 3 pcs.

Габаритные размеры:
контейнера ⌀ 186 мм
датчика вертикального l=160 мм o 33 мм
датчика горизонтального l=120 мм o 33 мм
Светочувствительный элемент Фототранзистор ФТГ-4
Длина соединительной линии 1000 м
Температура окружающей среды от -20 до + 50oC
Предложенное устройство использовано в организации-заявителе в 1993 г. для измерения параметров ССВ на испытательном полигоне части.
Dimensions:
container ⌀ 186 mm
vertical sensor l = 160 mm o 33 mm
horizontal sensor l = 120 mm o 33 mm
Photosensitive element Phototransistor FTG-4
Connection line length 1000 m
Ambient temperature from -20 to + 50 o C
The proposed device was used in the applicant organization in 1993 to measure CER parameters at the test site of the unit.

Claims (1)

Устройство для измерения параметров сейсмовзрывных волн, содержащее сферический контейнер, снабженный тремя вертикально расположенными пружинными скобами с возможностью вращения вокруг контейнера в горизонтальной плоскости, однокомпонентные датчики скорости, связанные кабелем с измерительно-регистрирующей аппаратурой, отличающееся тем, что оно снабжено тремя гнездами, размещенными на поверхности контейнера с шагом 120o относительно друг друга, в которых установлены вставки из светопроницаемого материала и светочувствительные элементы, соединенные с измерительной схемой.A device for measuring parameters of seismic blast waves, containing a spherical container, equipped with three vertically arranged spring brackets with the possibility of rotation around the container in a horizontal plane, one-component speed sensors connected by a cable with measuring and recording equipment, characterized in that it is equipped with three sockets located on the surface container step 120 o with respect to each other, in which the inserts are installed from a light transmissive material and the light-sensitive element cients connected to the measuring circuit.
RU93030151A 1993-06-10 1993-06-10 Device which measures characteristics of explosion seismic waves RU2094825C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93030151A RU2094825C1 (en) 1993-06-10 1993-06-10 Device which measures characteristics of explosion seismic waves

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93030151A RU2094825C1 (en) 1993-06-10 1993-06-10 Device which measures characteristics of explosion seismic waves

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93030151A RU93030151A (en) 1995-09-20
RU2094825C1 true RU2094825C1 (en) 1997-10-27

Family

ID=20142845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93030151A RU2094825C1 (en) 1993-06-10 1993-06-10 Device which measures characteristics of explosion seismic waves

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2094825C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Техническое описание устройства для измерения параметров сейсмовзрывных волн. Инв.24/56.-в/ч 51105, 1993. 2. Методика измерения и аппаратура для исследования взрыва. Взрывное дело, сб. N 83/40. - М.: Недра, 1982. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nicholls et al. Blasting vibrations and their effects on structures
Thoenen et al. Seismic effects of quarry blasting
US3979724A (en) Seismic method for determining the position of the bottom of a long pipe in a deep borehole
US5206642A (en) Device for detecting data relating to the passage of vehicles on a road
HU224151B1 (en) Device for receiving seismic waves and method for coupling it with a solid environment
WO2014199300A2 (en) Seismic cable, system and method for acquiring information about seismic, microseismic and mechanical vibration incidents in a well
JP4344440B2 (en) Anchor device, system anchor, and method of seismic exploration or tomography
Gustavsson et al. Seismic borehole tomography—measurement system and field studies
Chiappetta Blast monitoring instrumentation and analysis techniques, with an emphasis on field applications
Riggs Seismic wave types in a borehole
RU2094825C1 (en) Device which measures characteristics of explosion seismic waves
Atchison et al. Effect of decoupling on explosion-generated strain pulses in rock
Murphey Particle motions near explosions in halite
JP4818010B2 (en) Early prediction method of earthquake magnitude and early prediction program of earthquake magnitude based on building deformation during earthquake
US3327396A (en) Extensometer
EP3441560B1 (en) Ultrasonic borescope for drilled shaft inspection
Wimmer et al. Burden movement in confined drift wall blasting tests studied at the LKAB Kiruna SLC mine
Eisler et al. Multiple subsurface spalling by underground nuclear explosions
CN105973456A (en) Field measurement method of matching relationship between deep hole blasting explosives and rocks
US20090126464A1 (en) Acoustic Detector
US5303596A (en) Piezoelectric airblast gage mounting device for use in high shock environments
Farnfield So you think you are monitoring peak particle velocity
Kana et al. Critical assessment of seismic and geomechanics literature related to a high-level nuclear waste underground repository
RU2120132C1 (en) Device for measuring of parameters of seismoblat waves
Ghanaat et al. Experimental study of dam-water-foundation interaction