RU2722411C1 - Method for measuring parameters of movement of soil surface during underground explosion and device for its implementation - Google Patents

Method for measuring parameters of movement of soil surface during underground explosion and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2722411C1
RU2722411C1 RU2019124590A RU2019124590A RU2722411C1 RU 2722411 C1 RU2722411 C1 RU 2722411C1 RU 2019124590 A RU2019124590 A RU 2019124590A RU 2019124590 A RU2019124590 A RU 2019124590A RU 2722411 C1 RU2722411 C1 RU 2722411C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
movement
frame
light
soil
additional light
Prior art date
Application number
RU2019124590A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Владимирович Бригадин
Василий Вадимович Головкин
Святослав Евгеньевич Герасимов
Сергей Анатольевич Краснов
Роман Владимирович Орехов
Алексей Юрьевич Торопов
Original Assignee
Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации
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 Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2019124590A priority Critical patent/RU2722411C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2722411C1 publication Critical patent/RU2722411C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D99/00—Subject matter not provided for in other groups in this subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/64—Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance
    • G01P3/68—Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance using optical means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology.SUBSTANCE: group of inventions relates to measurement of parameters of movement of soil and various objects and can be used when investigating seismic action of underground explosion. Method for measuring parameters of movement of soil surface during underground explosion, which is implemented by device for measuring parameters of ground surface movement, next to the installed light references, an additional light reference is placed, which starts movement in the gravitational field at the moment of the beginning of the exposure. In this case as a reference point using the coordinates of the additional light reference, moving in the gravity field and the vertical component of the coordinate of the additional light frame is calculated from the dependence: h=g⋅t/2, where h is current value of vertical component of coordinate of reference point, g is acceleration of free fall, t is current time from the moment of beginning of action.EFFECT: technical result of present invention consists in increase of time of registration of analyzed process and improvement of reliability of obtained results.1 cl, 2 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к области измерений параметров движения поверхности грунта и может быть использовано при исследовании сейсмического действия подземного взрыва.The invention relates to the field of measuring parameters of motion of the surface of the soil and can be used in the study of the seismic action of an underground explosion.

Предшествующий уровень техникиState of the art

При проведении подземных взрывов промышленного или научного назначения важным является знание параметров движения поверхности грунта. Актуальность достоверности данных о параметрах движения поверхности грунта (смещения, скорости и ускорения) наглядно подтверждается, например, практикой создания взрывонабросных плотин [1-3].When conducting underground explosions of industrial or scientific purposes, it is important to know the parameters of the movement of the soil surface. The relevance of the reliability of data on the parameters of the movement of the soil surface (displacement, speed and acceleration) is clearly confirmed, for example, by the practice of creating explosive dams [1-3].

Параметры движения грунта измеряются различными типами аппаратуры с использованием широкого диапазона методов исследований. Известны, например, способы и устройства по патентам РФ (№№2366960, 2518018, 2438111) и а.с. СССР (№№1511692, 1599474).Ground motion parameters are measured by various types of equipment using a wide range of research methods. Known, for example, methods and devices for patents of the Russian Federation (No. 2366960, 2518018, 2438111) and A.S. USSR (No. 1511692, 1599474).

Один из способов, основанный на использовании световых реперов, описан в ряде работ [1-5]. Такой способ нашел самое широкое применение в практике. Наиболее полно способ измерения описан в работе [4], который принят в качестве способа-прототипа.One of the methods based on the use of light benchmarks is described in a number of works [1-5]. This method has found the widest application in practice. The measurement method is most fully described in [4], which is adopted as a prototype method.

Сущность такого способа заключается в установке светового репера, жестко скрепленного с грунтом специальной конструкцией, регистрации светового сигнала с помощью оптических средств, выборе точки отсчета движения поверхности грунта и обработки этого сигнала с использованием выбранной точки отсчета.The essence of this method is to install a light frame, rigidly bonded to the soil with a special design, register a light signal using optical means, select a reference point for the movement of the soil surface and process this signal using the selected reference point.

Как правило, конструкция репера представляет собой прочную опору (металлическую трубу или уголок), с жестко закрепленным на ней световым репером. В качестве светового репера используется, например, пиротехнический патрон с длительным временем горения. Прочное крепление опоры с грунтом обеспечивается размещением на ее торце башмака. Для масштабирования исследуемого процесса на опоре устанавливаются два и более световых репера с известным расстоянием между ними.As a rule, the design of the frame is a solid support (metal pipe or corner), with a light frame fixed to it. As a light reference, for example, a pyrotechnic cartridge with a long burning time is used. Strong support of the support with the soil is provided by placing a shoe on its end. To scale the process under study, two or more light frames with a known distance between them are installed on the support.

Регистрация процесса осуществляется с помощью кино- или видеокамеры. Регистратор устанавливается на безопасном расстоянии от места взрыва.The registration process is carried out using a movie or video camera. The recorder is installed at a safe distance from the place of the explosion.

Процесс движения поверхности грунта записывается в виде световых отметок реперов на видеозаписи или пленке. При обработке полученных записей сигнала в кадре выбирается точка отсчета. В качестве точки отсчета может приниматься любой объект, сохраняющий неподвижное положение и находящийся в поле зрения в процессе развития взрыва.The process of movement of the soil surface is recorded in the form of light marks of benchmarks on a video or film. When processing the received signal records in the frame, a reference point is selected. Any object that maintains a fixed position and is in the field of view during the development of an explosion can be taken as a reference point.

Основной недостаток способа - прототипа состоит в том, что с приходом сейсмической волны, в пункте размещения регистратора (кино- или видеокамеры) происходят колебания, которые приводят к искажению картины движения поверхности грунта.The main disadvantage of the prototype method is that with the arrival of a seismic wave, fluctuations occur in the location of the recorder (film or video camera), which lead to distortion of the pattern of movement of the soil surface.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг. 1 представлена конструкция устройства для жесткого крепления световых реперов с грунтом.In FIG. 1 shows a design of a device for rigidly attaching light frames with soil.

На фиг. 2 представлены графики движения световых реперов после прихода сейсмической волны в точку размещения специальной конструкции.In FIG. Figure 2 shows the graphs of the movement of light benchmarks after the arrival of a seismic wave at the point of placement of a special design.

Краткое описание изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Технический результат предполагаемого изобретения заключается в обеспечении более длительного времени измерения движения поверхности грунта при подземном взрыве и повышении достоверности полученных результатов.The technical result of the proposed invention is to provide a longer time for measuring the movement of the surface of the soil during an underground explosion and increase the reliability of the results.

Технический результат достигается тем, что в предполагаемом способе рядом с установленным световым репером, размещают дополнительный световой репер, который начинает свободное падение в поле силы тяжести в момент начала движения поверхности грунта.The technical result is achieved by the fact that in the proposed method, next to the installed light benchmark, an additional light benchmark is placed, which starts a free fall in the field of gravity at the moment the ground surface begins to move.

В качестве точки отсчета используют координаты дополнительного светового репера, свободно падающего в поле силы тяжести, а координату вертикальной составляющей дополнительного светового репера рассчитывают по известной зависимости:As a reference point, the coordinates of the additional light reference, freely falling in the field of gravity, are used, and the coordinate of the vertical component of the additional light reference is calculated according to the known dependence:

h=g*t2/2,h = g * t 2/2,

где h - текущее значение вертикальной составляющей координаты точки отсчета,where h is the current value of the vertical component of the coordinate of the reference point,

g - ускорение свободного падения,g is the acceleration of gravity,

t - текущее время.t is the current time.

Сущность предлагаемого способа заключается в выполнении следующих операций:The essence of the proposed method is to perform the following operations:

установка репера в грунте и жесткое крепление его путем бетонирования;installation of a benchmark in soil and its rigid fastening by concreting;

установка регистратора (кино- или видеокамеры) в пункте наблюдения;installation of a recorder (film or video camera) at the observation point;

регистрация сигнала движения световых реперов совместно с дополнительным световым репером;registration of the movement signal of light benchmarks in conjunction with an additional light benchmark;

обработка сигнала для получения кинематических параметров движения грунта (смещение, скорость, ускорение) с учетом движения дополнительного светового репера.signal processing to obtain kinematic parameters of the movement of the soil (displacement, speed, acceleration) taking into account the movement of the additional light reference.

Обработка сигнала проводится с использованием точки отсчета, до момента прихода сейсмической волны в пункт размещения регистратора, сохраняющего неподвижное положение.Signal processing is carried out using a reference point, until the seismic wave arrives at the location of the recorder, which maintains a fixed position.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Технический результат достигается с помощью устройства, включающего корпус светового репера с башмаком, световой репер, жестко связанный с корпусом репера. Дополнительно к корпусу репера жестко прикреплено коромысло, к которому на разрушаемой нити подвешен дополнительный световой репер.The technical result is achieved using a device comprising a light frame with a shoe, a light frame rigidly connected to the frame of the frame. In addition to the frame of the frame, a beam is rigidly attached to which an additional light frame is suspended on the thread to be destroyed.

Сущность способа и устройство для его реализации представлены на фиг. 1 и 2.The essence of the method and the device for its implementation are presented in FIG. 1 and 2.

На фиг. 1 представлена конструкция устройства, которая включает в себя корпус репера 1 с башмаком 2, замоноличенном в нише или приямке 3, которые заранее подготавливаются на поверхности грунта 4. К корпусу репера 1 жестко прикреплены световые реперы 5 на фиксированном расстоянии между ними. Дополнительный световой репер 6 подвешен на коромысле 7, с помощью разрушаемой нити 8.In FIG. 1 shows the design of the device, which includes a frame of the frame 1 with a shoe 2, monolithic in a niche or pit 3, which are prepared in advance on the surface of the soil 4. Light frames 5 are rigidly attached to the frame of the frame 1 at a fixed distance between them. Additional light reference 6 is suspended on the beam 7, using destructible thread 8.

На фиг. 2 непрерывной линией показан типовой результат обработки смещения световых реперов 5 во времени, зарегистрированных на фото- или видеопленке.In FIG. 2, a continuous line shows a typical result of processing the displacement of light references 5 in time recorded on a photo or video film.

В момент t0 (приход сейсмической волны в точку размещения конструкции) дополнительный световой репер 6 отрывается и далее двигается в поле силы тяжести. Расстояние, пройденное дополнительным световым репером 6, от первоначального положения в моменты времени t1 и t2 оцениваются как h1=g*t1 2/2 и h2=g*t2 2/2. С приходом сейсмической волны в пункт размещения регистрирующей аппаратуры (в момент времени t* на фиг. 2) запись сигнала искажается и сильно затрудняет дальнейшую обработку.At time t 0 (arrival of the seismic wave at the location of the structure), the additional light reference 6 comes off and then moves in the field of gravity. The distance traveled by the light additional reference reflector 6 from the initial position at the time points t 1 and t 2 are estimated as h 1 = g * t 1 2/2 and h 2 = g * t 2 2/2. When a seismic wave arrives at the recording equipment location (at time t * in Fig. 2), the signal recording is distorted and greatly complicates further processing.

Для восстановления сигнала все кадры, следующие после воздействия сейсмической волны на пункт регистрации и колебаний регистрирующей аппаратуры, корректируются с учетом дополнительного светового репера 6, свободно падающего в поле силы тяжести. Восстановленное истинное смещение световых реперов 5, расположенных на конструкции, в момент времени 13 показано на фиг. 2 пунктирной линией. Таким же образом производится обработка оптических материалов и определяется истинное смещение поверхности грунтового массива в последующие моменты времени, например, в момент U (фиг. 2). Скорректированные кадры позволяют восстановить истинное смещение световых реперов 5 и рассчитать параметры движения поверхности грунта.To restore the signal, all the frames following the action of the seismic wave at the registration point and oscillations of the recording equipment are adjusted taking into account the additional light reference 6, freely falling in the field of gravity. The restored true displacement of the light frames 5 located on the structure at time 13 is shown in FIG. 2 dashed line. In the same way, optical materials are processed and the true displacement of the surface of the soil mass is determined at subsequent times, for example, at time U (Fig. 2). Adjusted frames allow you to restore the true displacement of the light benchmarks 5 and calculate the parameters of the movement of the soil surface.

Таким образом, достоверные измерения движения поверхности грунта обеспечиваются как до, так и после прихода сейсмической волны в пункт, в котором установлена регистрирующая аппаратура.Thus, reliable measurements of the movement of the soil surface are provided both before and after the arrival of the seismic wave at the point where the recording equipment is installed.

Работоспособность способа и функционирование устройства проверены в маломасштабном эксперименте.The efficiency of the method and the operation of the device are tested in a small-scale experiment.

Список источниковList of sources

1. Садовский М.А., Адушкин В.В., Родионов В.Н. Моделирование крупных взрывов на выброс.// ДАН. 1966. Т. 167. №6. С. 1253-1255.1. Sadovsky M.A., Adushkin V.V., Rodionov V.N. Simulation of large outburst explosions. // DAN. 1966. T. 167. No. 6. S. 1253-1255.

2. Адушкин В.В., Перник Л.М. Исследование на модели процесса образования опытной плотины на р. Бурлыкия. // Гидротехническое строительство. 1977, №5.2. Adushkin V.V., Pernik L.M. Study on a model of the process of formation of an experimental dam on the river Burlykiya. // Hydraulic engineering. 1977, No. 5.

3. Адушкин В.В., Перник Л.М. Моделирование направленных взрывов при сооружении набросных плотин. В Кн.: Взрывное дело. 82/39. М.: Недра, 1980. С. 5-17.3. Adushkin V.V., Pernik L.M. Simulation of directional explosions during the construction of flood dams. In: Explosive business. 82/39. M .: Nedra, 1980.S. 5-17.

4. Гарнов В.В., Харин Д.В. Методика и некоторые результаты регистрации движения поверхности нескального грунта в ближней зоне подземного взрыва оптическими и сейсмическими. Сб. Взрывное дело. 64/21. М.: Недра, 1968. С. 65-92.4. Garnov V.V., Kharin D.V. The methodology and some results of recording the motion of the surface of non-rocky soil in the near zone of an underground explosion by optical and seismic ones. Sat Blasting business. 64/21. M .: Nedra, 1968.S. 65-92.

5. Гарнов В.В. Подземные ядерные взрывы// История атомного проекта. 1997, М., Сб. трудов ИДГ РАН, С. 399-403.5. Garnov VV Underground nuclear explosions // History of the atomic project. 1997, M., Sat. Proceedings of the IDG RAS, pp. 399-403.

Claims (6)

1. Способ измерения параметров движения поверхности грунта при подземном взрыве, включающий установку световых реперов, жестко скрепленных специальной конструкцией с грунтом, регистрацию перемещения светового репера с помощью оптических средств, выбор точки начала отсчета движения поверхности грунта и обработку данных о перемещении светового репера, отличающийся тем, что в качестве точки начала отсчета движения поверхности грунта используют координаты дополнительного светового репера, подвешенного на разрушаемой нити к корпусу репера, а текущую координату вертикальной составляющей дополнительного светового репера рассчитывают по зависимости:1. The method of measuring the parameters of the movement of the soil surface during an underground explosion, including the installation of light benchmarks rigidly fastened with a special design with soil, registration of the movement of the light frame using optical means, the choice of the starting point of movement of the surface of the soil and processing data on the movement of the light frame, characterized in that the coordinates of the additional light reference, suspended on a destructible thread from the frame of the reference, are used as the starting point of the motion of the surface of the soil, and the current coordinate of the vertical component of the additional light reference is calculated according to the dependence: h=g⋅t2/2,h = g⋅t 2/2, где h - текущее значение вертикальной составляющей координаты точки отсчета,where h is the current value of the vertical component of the coordinate of the reference point, g - ускорение свободного падения,g is the acceleration of gravity, t - текущее время с момента начала воздействия.t is the current time since the onset of exposure. 2. Устройство для измерения параметров движения поверхности грунта, включающее корпус светового репера, световые реперы, жестко связанные с корпусом репера, отличающееся тем, что к корпусу репера жестко прикреплено коромысло, на которое на разрушаемой нити размещен дополнительный световой репер.2. A device for measuring the motion parameters of the soil surface, including the light frame of the frame, light frames rigidly connected to the frame of the frame, characterized in that the beam is rigidly attached to the frame of the frame, on which an additional light frame is placed on the thread to be destroyed.
RU2019124590A 2019-07-30 2019-07-30 Method for measuring parameters of movement of soil surface during underground explosion and device for its implementation RU2722411C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019124590A RU2722411C1 (en) 2019-07-30 2019-07-30 Method for measuring parameters of movement of soil surface during underground explosion and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019124590A RU2722411C1 (en) 2019-07-30 2019-07-30 Method for measuring parameters of movement of soil surface during underground explosion and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2722411C1 true RU2722411C1 (en) 2020-05-29

Family

ID=71067770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019124590A RU2722411C1 (en) 2019-07-30 2019-07-30 Method for measuring parameters of movement of soil surface during underground explosion and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2722411C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7011895A (en) * 1969-08-13 1971-02-16
SU1105643A1 (en) * 1983-04-18 1984-07-30 Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии Apparatus for measuring displacement of soil
RU2060320C1 (en) * 1993-03-05 1996-05-20 Акционерное общество открытого типа "Всероссийский государственный научно-исследовательский институт гидротехники им.Б.Е.Веденеева" Method for compacting slightly cohesive soil with explosions
RU2113091C1 (en) * 1997-05-05 1998-06-20 Иван Александрович Майсов Supporting bench mark
RU2011107079A (en) * 2011-02-24 2012-08-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз-Кубань" (Ru) METHOD FOR MONITORING DANGEROUS GEODYNAMIC PROCESSES

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7011895A (en) * 1969-08-13 1971-02-16
SU1105643A1 (en) * 1983-04-18 1984-07-30 Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии Apparatus for measuring displacement of soil
RU2060320C1 (en) * 1993-03-05 1996-05-20 Акционерное общество открытого типа "Всероссийский государственный научно-исследовательский институт гидротехники им.Б.Е.Веденеева" Method for compacting slightly cohesive soil with explosions
RU2113091C1 (en) * 1997-05-05 1998-06-20 Иван Александрович Майсов Supporting bench mark
RU2011107079A (en) * 2011-02-24 2012-08-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз-Кубань" (Ru) METHOD FOR MONITORING DANGEROUS GEODYNAMIC PROCESSES

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lacroix et al. Location of seismic signals associated with microearthquakes and rockfalls on the Séchilienne landslide, French Alps
Xiao et al. Mechanism of evolution of stress–structure controlled collapse of surrounding rock in caverns: a case study from the Baihetan hydropower station in China
Wei et al. The 2014 M w 6.1 South Napa earthquake: A unilateral rupture with shallow asperity and rapid afterslip
Ramulu et al. Damage assessment of basaltic rock mass due to repeated blasting in a railway tunnelling project–A case study
Moore et al. Dynamics of the Bingham Canyon rock avalanches (Utah, USA) resolved from topographic, seismic, and infrasound data
Sassa et al. Plenary: progress in landslide dynamics
McGarr Violent deformation of rock near deep-level, tabular excavations—seismic events
Latham et al. The Apollo Passive Seismic Experiment: The first lunar seismic experiment is described.
Rigby et al. Testing apparatus for the spatial and temporal pressure measurements from near-field free air explosions
RU2722411C1 (en) Method for measuring parameters of movement of soil surface during underground explosion and device for its implementation
Arora et al. Lineament fabric from Airborne LiDAR and its influence on triggered earthquakes in the Koyna-Warna region, Western India
Cook The application of seismic techniques to problems in rock mechanics
Larotonda et al. Data release report for the source physics experiment phase II: Dry alluvium geology experiments (DAG-1 through DAG-4), Nevada National Security Site
Nishimura et al. Mechanism of small vulcanian eruptions at Suwanosejima volcano, Japan, as inferred from precursor inflations and tremor signals
Greif et al. Failure mechanism in an extremely slow rock slide at Bitchu-Matsuyama castle site (Japan)
Brown et al. The in-situ measurement of Young's modulus for rock by a dynamic method
RU2650779C1 (en) Method of the observed from the space craft glacier movement control
Rigby Blast wave time of arrival: a reliable metric to determine pressure and yield of high explosive detonations
Spathis Innovations in blast measurement: Reinventing the past
Boudin et al. Analysis and modelling of tsunami-induced tilt for the 2007, M= 7.6, Tocopilla and the 2010, M= 8.8 Maule earthquakes, Chile, from long-base tiltmeter and broadband seismometer records
Rasskazov et al. The analysis of conditions of geodynamic process activation and manifestation of technogenic seismicity on underground mines of the Far East Region
Edwards et al. Gravity gradiometry as a tool for underground facility detection
Kalenda et al. Microseisms and spreading deformation waves around the globe
Maulida et al. Analysis of 2012 M8. 6 Indian Ocean earthquake coseismic slip model based on GPS data
Shakal et al. Highlights of Strong‐Motion Data from the M 6.0 South Napa Earthquake of August 24, 2014