Способ определения напряженного состояния массива горных пород

 

Изобретение относится к области горного дела. Цель изобретения - повышение оперативности. Нагружают образец горной породы ИВ процессе нагружения измеряют параметры акустическ .ой и электромагнитной эмиссии. Определяют величину напряжений в образце . Определяют предел прочности образца на сжатие и коэффициент корреляции между интенсивностью акустической и интенсивностью электромагнитной эмиссии. Определяют зависимость изменения коэффициента корреляции от отношения напряжения к пределу прочности. Затем измеряют интенсивности акустической и электромаг,- нитной эмиссии в массиве. Определяют коэффициент корреляции между ними и по полученной.зависимости судят о напряжении в массиве. При нагружении образцов более прочных пород основная часть импульсов акустической эмиссии наблюдается только перед потерей несущей способности. Импульсы электромагнитного излучения для этих образцов регистрируются задолго до разрушения.Для слабых пород акустические сигналы появляются задолго до потери несущей способности. fS (Л оо 01 сд 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК. „„SU„„1357570 А1 (51) 4 Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ypq rr с,.

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3989865/22-03 (22) 11.12.85 (46) 07.12.87. Бюл. № 45 (71) Институт геотехнической механики

АН УССР (72) А.Н. Зорин, Б,М. Усаченко, А.Ф. Булат, В.К. Хохолев. и В.Л. Приходченко (53) 622.289(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1086160s кл. Е 21 С 39/00, 1983.

Ржевский В.В., Ямщиков В.С., и др. Эмиссионные эффекты памяти в горных породах. — ДАН СССР, 1983, т. 273, № 5, с. 1094-1097. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯМЯННОГО

СОСТОЯНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД. (57) Изобретение относится к области горного дела. Цель изобретения - повышение оперативности. Нагружают образец горной породы и в процессе нагружения измеряют параметры акустической и электромагнитной эмиссии.

Определяют величину напряжений в образце. Определяют предел прочности образца на сжатие и коэффициент корреляции между интенсивностью акустической и интенсивностью электромагнитной эмиссии. Определяют зависимость изменения коэффициента корреляции от отношения напряжения к пределу прочности. Затем измеряют интенсивности акустической и электромаг; нитной эмиссии в массиве. Определяют коэффициент корреляции между ними и по полученной зависимости судят о напряжении в массиве. При нагружении образцов более прочных пород ос- . c

Ж ионная часть импульсов акустической эмиссии наблюдается только перед потерей несущей способности. Импульсы электромагнитного излучения для этих С образцов регистрируются задолго до разрушения. Для слабых пород акустические сигналы появляются задолго до рык потери несущей способности. С Э

6р

Оэ32 " ) + Оэ56э ca гце

1 135757

Изобретение относится к горному делу и предназначено для оперативной оценки состояния горного массива.

Целью изобретения является повы5 шение оперативности способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Образец горной породы испытывают в режиме одноосного сжатия. В процессе нагружения постоянно, с интервалом в 1 0 с, измеряют интенсивность акустической и электромагнитной эмиссий и величину напряжений в образце. Предварительно определяют предел прочности породь на сжатие.

Измерение интенсивностей акустичес- кой и электромагнитной эмиссий начинается с появлением первого импульса либо акустической, либо электромагнит-20 иой эмиссии, Для каждого интервала рассчитывается коэффициент корреляции между накопленным числом импульсов акустической и электромагнитной эмиссии. По полученным данным строит- 25 ся тарировочная кривая в координатах: отношение напряжения к пределу прочности — коэффициент корреляции.

В массиве регистрируются акустическая и электромагнитная эмиссии, определяется коэффициент корреляции и по тарировочной зависимости судят о напряженном состоянии массива горных пород.

Импульсы акустической эмиссии принимаются пьезоэлектрическим акселеро-.. метром ABC-016 чувствительностью

0,044 мВс/м, а импульсы электромагнитной эмиссии — 2секционный ферритовой антенной, настроенной на диа- 40 пазон 50-100 кГц. В этом диапазоне частот интенсивность излучения максимальная. Сигналы датчиков поступают через усилители на регистратор. с

Для всех испытанных пород зависимость между суммарным числом импульсов электромагнитной эмиссии и прочностью в пределах 42-2il2 MIIa пород является квадратичный, характеризуется корреляционным отношением

q = 0,885 + 0,02 и описывается с доверительной вероятностью Р = 0,95 уравнением N = 13,,5 — 5 6 + 95 . Таким образом, при систематической ðåгистрации импульсов представляется возможным по интенсивности излучения судить о степени устойчивости материала. Сопоставление суммарного количества импульсов акустической и элеО 2 ктромагнитной эмиссии позволяет определить корреляционное отношение между этими величинами = 0,755 +

+ 0,01. Установлено также, что при нагружении образцов более прочных пород основная часть импульсов акустической эмиссии наблюдается только перед потерей несущей способности, а импульсы электромагнитного излучения для этих образцов регистрируются за" долго до разрушения. Для слабых пород акустические сигналы появляются задолго до потери несущей способности.

Наблюдениями установлено также синхронное увеличение энергии и числа импульсов обоих видов излучений.

Полученные результаты служат основанием для исследования изменения коэффициента корреляции между числом акустических и электромагнитных импульсов в процессе нагружения образ- ° цов, вплоть до потери несущей способности. Установлено, что изменение коэффициента корреляции носит криволинейный характер и описывается с доверительной вероятностью Р = 0,9 уравнением коэффициент корреляции; прочность образца; функционирующие напряжения при нагружении.

Формула изобретения

Способ определения напряженного состояния массива горных пород, включающий измерение параметров акустической и электромагнитной эмиссии в процессе нагружения образцов пород и определение .величины напряжений в образцах, отличающийся тем, что, с целью повышения оперативности, дополнительно определяют предел прочности пор6д на сжатие, коэффициент корреляции между интенсивностью акустической и интенсивностью электромагнитной эмиссий и зависимость изменения коэффициента корреляции от отношения напряжения к пределу прочности, затем измеряют интенсивности акустической и электромагнитной эмиссий в массиве, определяют коэффициент корреляции между ними и по полученнбй зависимости судят о напряжении в массиве.