SU1150366A1 - Способ определени деформационных свойств массива горных пород и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ определени  деформационных свойств массива горных пород, вкгаочакнций бурение скважины, помещение в нее на заданное рассто ние от усть  прессиометра с секционированной рабочей поверхностью, подачу давлени  в рабочую полость прессиомет эа, а также замер перемещений рабочей поверхности и давлени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности результатов измерений , рабочую полость раздел ют на несколько гидравлически независимых одинаковых полостей, а подачу давлени  производ т в каждую из них, при этом в одну из полостей (измерительную ) подают повышенное давление, замер ют его и перемещение рабочей поверхности в каждой полости, после чего выравнивают давление во всех остальных (базовых) полост х до начального значени  и замер ют происшедшие при этом перемещени  рабочих поверхностей, причем процесс повтор ют , поочередно замен   одну из базовых полостей на измерительную. 2. Устройство дл  определени  деформационных свойств массива горных пород, включающее корпус с рабочей полостью, рабочую поверхность, выполненную в виде подпружиненных стальных поршней, и измерители перемещений , отличающее с  тем, что, с целью повышени  надежности результатов измерений, рабоча  полость имеет несколько одинаковых гидравлически независимых полостей, высд полненных в виде резиновых оболочек и объединенных посредством центральсо ного фигурного стержн  с пазами и О5 лепестками в поперечном сечении, CD при этом оболочки уложены в пазы стержн  без зазора, а их концы загерметизированы посредством стальных конических штуцеров, жестко скрепленных со стержнем.

Description

Изобретение относитс  к горному делу, а именно к способам определени  деформационных свойств массива горных пород. Известен способ определени  деформационных свойств массива горных пород, включающий бурение скважин большого диаметра, бетонирование участка их поверхности, помещение в скважину гидравлических штампов, подачу в них давлени  и измерение перемещени  стенок скважины 1 J, Недостатками данного способа  вл ютс  необходимость бурени  сква жин большого диаметра и невозможность создани  в них достаточно высоких давлений, что снижает надежность измерени  в крепких скальных породах. Известен способ определени  дефо мационных свойств массива горных по род, включающий бурение скважины, помещение в нее на заданное рассто  ние от усть  прессиометра с секционированной рабочей поверхностью, подачу давлени  в рабочую полость прессиометра и замер перемещений ра бочей поверхности и давлени . Устройство дл  определени  деформацион ных свойств массива содержит корпус с рабочей полостью, рабочую поверхность , выполненную в виде подпружиненных стальных поршней, и измерители перемещений . Недостаток известных способа и устройства состоит в том, что в заданной точке можно провести только одно измерение, что обусловливает низкую надежность результатов измерений . Цель изобретени  - повьшение надежности результатов измерений. Поставленна  цель достигаетс  тем, что рабочую полость раздел ют на несколько гидравлически независимых одинаковых полостей, а подачу давлени  производ т в каждую из них, при этом в одну из полостей (измерительную) подают повьш1енное давление, замер ют его и перемещение рабочей поверхности в каждой полости, после чего выравнивают давление во всех остальных (базовы полост х до начального значени  и замер ют происшедшие при этом пе ремещени  рабочих поверхностей, причем процесс . повтор ют, поочере но замен   одну из базовых полостей на измерительную. Способ осуществл ют следующим образом. Прессиометр, реализующий способ, помещают на заданное рассто ние от усть  скважины. Во всех полост х создают небольшое (1,0-3,0 МПа) базовое давление Р, затем в одной из рабочих полостей создают измерительное давление q, превышающее базовое (30,0-40 МПа), фиксируют по манометрам и деформаторам изменени  объема и давлени  во всех рабочих полост х, которые завис т от положени  данной полости относительно измерительной и модул  деформации породы, так как поле напр жений, создаваемое зондом вокруг скважины, неоднородно . С помощью нагрузочно-разгрузочных устройств вновь устанавливают во всех полост х, кроме той, в которой поддерживают измерительное давление, базовое давление и снова фиксируют изменение перемеп1ений, затем снижают давление в измерительной полости до базового значени  и вновь фиксируют показани  деформаторов. Затем процесс измерени  повтор ют, поочередно замен   одну из базовых полостей на измерительную. Дл  реализации предлагаемого способа используетс  устройство, в котором с целью повышени  надежности результатов измерений рабоча  полость имеет несколько одинаковых гидравлически независимых полостей, выполненных в виде резиновых оболочек и объединенных посредством центрального фигурного стержн  с пазами и лепестками в поперечном сечении, при этом оболочки уложены в пазы стержн  без зазора, а их концы загерметизированы посредством стальных конических штуцеров, жестко скрепленных со стержнем. На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 то же, поперечный разрез. Прессиометр состоит из фигурного стержн  1, восьми гидравлически независимых одинаковых полостей 2, выполненных в виде резиновых оболочек , уложенных в пазы стержн  1 без зазора, концы которых загерметизированы стальными конически и штуцерами 3, имеющими центральные отверсти  дл  подачи давлени  в полос31150 ти и резьбу под гайки 4 дл  жесткого скреплени  со стержнем 1, рабочих поверхностей 5, выполненных в виде поршней, внешний радиус которых соответствует диаметру скважины, ст жных j пружин 6 и троса 7, дл  подъема и опускани  зонда, neper измерени ми через штуцера 3 удал ют воздух из оболочек, надежно перекрывают их накидными гайками 8 ю и с помощью троса 7 опускают устройство на заданную отметку. С помощью прессов- расходомеров |Поднимают давление до базового значени  Р равного 3,0-4,0 МПа, Затем t5 последовательно в одной из секций поднимают давление п тью-шестью ступен ми до q 30-40 МПа, на каждой ступени фиксиру  изменение давлени  во всех напорных трубопроводах по 20 манометру, и поддержива  в измерительной секции давление q с помощью прессов-расходомеров, довод т давление во всех остальных камерах до базового значени  Р, также фикси- 25 ру  показани  деформометров или определ   перемещени  поршней по изменению объема, считываемого со шкал пресса-расходомера. Обработку результатов ведут по зо формуле: F - q(HK)+(P-q) Е - Дj-j. , где Р - базовое давление, МПа; q - измерительное давление, МПа; f - коэффициент Пуассона; - - перемещение i-й .пары штампов друг относительно друга , м; d - диаметр скважины, м; Ц; - коэффициент,, завис щий от положени  базовой пары поршней относительно измерительной пары; - модуль деформации породы, МПа. еличина коэффициента V. в зависти от номера пары i и коэффита Пуассона л дана в таблице. рименение предлагаемого спосоозвол ет увеличить количество рений в каждой точке и повысить жность результатов.

ФагГ

Фиг. 2

Claims (2)

1. Способ определения деформационных свойств массива горных пород, включающий бурение скважины, помещение в нее на заданное расстояние от устья прессиометра с секционированной рабочей поверхностью, подачу давления в рабочую полость прессиометра, а также замер перемещений рабочей поверхности и давления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности результатов измерений, рабочую полость разделяют на несколько гидравлически независимых одинаковых полостей, а подачу давления производят в каждую из них, при этом в одну из полостей (измерительную) подают повышенное давление, замеряют его и перемещение рабочей поверхности в каждой полости, после чего выравнивают давление во всех остальных (базовых) полостях до начального значения и замеряют происшедшие при этом перемещения рабочих поверхностей, причем процесс повторяют, поочередно заменяя одну из базовых полостей на измерительную.

2. Устройство для определения деформационных свойств массива горных 3 пород, включающее корпус с рабочей полостью, рабочую поверхность, выполненную в виде подпружиненных стальных поршней, и измерители перемещений, отличающее ся тем, что, с целью повышения надежности результатов измерений, рабочая полость имеет несколько одинаковых гидравлически независимых полостей, выполненных в виде резиновых оболочек и объединенных посредством центрального фигурного стержня с пазами и лепестками в поперечном сечении, при этом оболочки уложены в пазы стержня без зазора, а их концы загерметизированы посредством стальных конических штуцеров, жестко скрепленных со стержнем.