Способ определения напряжений в скальном массиве

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (l1) (51) 4 Е 02 9 1/00, Е 21 С 39/00 (21) 3576027/29-33 (22) 12.04.83 (46) 23.04.86. Бюл. В 15 (71) Всесоюзный ордена Ленина проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт "Гидропроект" им. С.Я.Жука (72) И.А.Парабучев и В.Д.Парфенов (53) 624.131.388.622.235 (088.8) (56) Методы и приборы для изучения горного давления. М.: Недра, 1964, с. 27-34.

Ямщиков В.С. Методы и средства исследования и контроля горных пород и процессов. Учебное пособие. М.:МГИ, 1977, с;33-38. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДИ1ЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В СКАЛЬНОМ МАССИВЕ, включающий бурение скважины, ввод и цементирование в ней датчика, снятие с него показаний и определение напряжений по полученным результатам, о т л и ч. аю шийся тем, что, с целью расширения информации о напряженном состоянии скального массива на любой доступной глубине с помощью од" .ной скважины, в качестве датчика используют связанный поликристаллический агрегат недеформированных зерен минералов или неорганических соединений, обладающих свойством образования при определенной нагрузке двойников, деформационных пластинок или микросколов, а после восстановления датчиком, установленным в исследуемой точке породного массива, напряженного состояния, соответствующего естественному, его извлекают на,поверхность, изготавливают из него ориентированные шлифы и определяют в них распределение структурных элементов по которому судят о напряженном состоянии массива.

1 1

Изобретение относится к инженерной геологии и горному делу и может быть использовано при геологических изысканиях в строительстве.

Целью изобретения является расширение информации о напряженном состоянии скального массива на любой доступной глубине с помощью одной скважины.

Способ осуществляют следующим образом.

В зоне исследования бурят скважину на заданную доступную глубину.

Изготавливают датчик в виде образца цилиндрической формы диаметром, меньшим диаметра скважины. Материалом датчика служит связанный, например, цементным раствором поликристаллический агрегат недефовмированных зерен минералов (хлорид натрия, кальцит, Царит, гипс, квасцы и т.д) или химических соединеций типа нафталина, антрацена и др. В качестве датчика может быть также использован поликристаллический порошок, вводимый в скважину в смеси с цементным раствором. Вводят датчик в скважину на заданную глубину, где он цементируется с прилегающей породой.

В зависимости от тектонического режима состояния породного массива определяют время, в течение которого. датчик, установленный в пробуренной скважине, вместе с прилегающим породным массивом восстанавливает напряженное состояние, соответствующее естественному. При этом недеформированные зерна минералов — компоненты

225893 2 датчика под действием нагрузок напряженного поля породного массива, образуют двойники, деформированные пластинки или микросколы, направления смещения в которых ориентируются .закономерно относительно действующих главных нормальных напряжений, а угол наклона двойников относительно этих напряжений зависит от величины глав1О ных касательных напРЯжений а,д э

Таким образом, метод позволяет фиксировать пиковые напряжения по деформационным элементам, картина распределения которых оказывается

"замороженной".

Выбуренный в виде керна датчик извлекают на поверхность, обеспечив при этом его ориентацию в исследуемой точке породного массива, что позрр воляет определить ориентировку главных напряжений. Из датчика-керна изготавливают ориентированные шлифы.

Ориентация шлифов обусловлена необходимостью получения полного тензора

2 напряжений в датчике.

С помощью оптических приборов (поляриэационный микроскоп, столик

Федорова) определяют структуру шлифов — пространственную ориентировку двойников, деформационных пластинок или сколов, Для расчета величин с, з используют значения величины предельного касательного напряжения, необходимого для образования двойника (), которая определяется экспериментально, Эта величина является своего рода механической константой для каждого минерала.

Составитель Н.Евстигнеев

Техред,. И.Попович

Редактор Г.Волкова

Корректор О.Луговая

Заказ 2106/20

Тираж 641

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д,4/5 подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул,Проектная,4