Внутрискважинный способ определения направления действия и значений главных напряжений

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения направления действия и значений главных напряжений в горном массиве, оценки напряженно-деформированного состояния массива горных пород, выявления местоположения зон повреждения пород и характера их распространения при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Технический результат заключается в повышении точности определения направления главных напряжений, обеспечении безопасности и эффективности освоения месторождения. Способ включает бурение скважин или шпуров в подземных горных выработках длиной от 5 м, диаметром от 40 мм. На внутреннюю поверхность скважин наносят метки в виде окружности маркером или краской. Определяют положения камеры видеоэндоскопа относительно горизонта, направления деформирования горизонтальных и наклонных скважин, сдвигов и ориентации трещин с помощью видеоэндоскопа обследуют скважины. По полученным снимкам оперативно определяют наименьший диаметр скважины, направление которого соответствует направлению действия максимальных напряжений в массиве. На снимках определяют параметры обозначенных контуров d1, d2, при этом направления максимального сжатия скважины указывает на направление действие максимальных напряжений σ1. Определяют угол α - между вертикалью и направлением действия максимальных напряжений, угол β - между вертикалью снимка и направлением действия максимальных напряжений, величину сдвига ΔH. Строят графическое изображение исследуемых участков с нанесением, например, схемы деформирования участка или сдвига. Деформации скважины определяют в зависимости от d1 - начального диаметра скважины, d2 - наименьшего диаметра деформируемой скважины и K1 - эмпирического коэффициента, учитывающего физико-механические свойства горных пород и структурную нарушенность массива в направлении действия максимальных напряжений. 3 ил.

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для повышения точности определения направления действия и значений главных напряжений в горном массиве, оценки напряженно-деформированного состояния массива горных пород, выявления местоположения зон повреждения пород и характера их распространения при подземной разработке месторождений полезных ископаемых.

Известен способ определения главных нормальных напряжений в массиве, заключающийся в том, что с поверхности выработки в трех ортогональных плоскостях бурят три параллельных шпура по схеме прямоугольной розетки скоростей, в них спускают на равные глубины датчики ультразвуковых волн, определяют скорости распространения продольных волн между каждой парой датчиков и по максимальным и минимальным значениям скоростей определяют ориентацию эллипса скоростной анизотропии, при этом направление длинной оси эллипса принимают одинаковым с направлением максимального главного напряжения. Используя тарировочные зависимости между скоростью распространения упругих волн и напряжением, полученные с применением метода разгрузки, вычисляют главные нормальные напряжения [Ямщиков B.C. Методы и средства исследования и контроля горных пород и процессов. М. Недра, 1982, с. 140-151].

Указанный способ обладает низкой точностью определения главных нормальных напряжений и высокой трудоемкостью проведения измерений, связанной с определением ориентации эллипса скоростной анизотропии и определением тарировочных зависимостей между скоростью распространения упругих волн и напряжением, полученным методом разгрузки, особенно в массиве блочного строения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ кернового бурения скважин, включающий извлечение керна и оценку характера разрушения кернов скальных пород. Данный способ применяется для определения удароопасности участков горного массива в горных выработках, а при определении степени удароопасности горных пород учитывается лишь количество выпукло-вогнутых дисков толщиной 1-2 см в метровом интервале скважины и не учитываются вообще интервалы, где керн разрушен до щебня или дресвы. Интервалы, где керн был полностью разрушен на щебень, дресву или песок при бурении, характеризуются наибольшей напряженностью. [Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных месторождениях, объектах строительства подземных сооружений, склонных и опасных по горным ударам (РД 06-329-99), 1999 г. (прототип)].

Недостатком данного способа является трудоемкость и сложности осуществления на больших участках в процессе эксплуатации месторождения.

Целью изобретения является повышение точности определения направления действия и значений главных напряжений для обеспечения безопасного и эффективного освоения месторождений твердых полезных ископаемых путем оценки напряженно-деформированного состояния массива горных пород.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг. 1 показано устройство для проведения технологических операций в скважинах; на Φиг. 2 приведена схема установки отвеса для определения направления вертикали; на Φиг. 3а изображена схема деформирования скважины, на Фиг. 3б - схема сдвига скважины.

На чертежах обозначены направление отвеса - 1; «вертикаль камеры (мнимая» вертикаль) - 2; направление действия максимальных напряжений - 3; d1 и d2 - соответственно начальный диаметр и конечный диаметры деформируемой скважины, (мм); ΔН - величина сдвига, (мм); α - угол между вертикалью и направлением действия максимальных напряжений, (град.); β - угол между «мнимой» вертикалью и направлением действия максимальных напряжений, (град.).

Способ реализуется следующим образом.

Из горных выработок, подверженных влиянию высоких напряжений техногенного или природного происхождения, в радиальных направлениях отбуривают скважины или шпуры, длиной от 5 м, диаметром от 40 мм.

Для определения необходимых границ изображения деформируемого сечения скважины (для расчета относительных деформаций и определения направления действия максимальных напряжений) на внутреннюю поверхность скважины наносятся метки в виде окружности маркером, закрепленным специальным устройством для работы в скважинах, и направляющими штангами, позволяющими производить технологические операции на расстояние до 20 м и более от устья в недоступных местах или на внутреннюю поверхность скважины наносится слой краски (фиг. 1).

Далее обследуют скважины с применением видеоэндоскопа, позволяющего выполнять фото- и видеофиксацию. Для определения положения камеры видеоэндоскопа относительно горизонта, направления деформирования горизонтальных и наклонных скважин, сдвигов и ориентации трещин применяется отвес - 1, закрепленный на направляющих штангах, используемых для видеоэндоскопа в скважинах (Фиг. 2). На полученных снимках определяются параметры обозначенных контуров - их размеры - d1, d2. Направления максимального сжатия скважины указывает на направление действие максимальных напряжений σ1 - 3, определяют угол α - между вертикалью и направлением действия максимальных напряжений, угол β - между вертикалью снимка и направлением действия максимальных напряжений, величину сдвига скважины относительно ΔН и т.д.

Скважины картируют. Строят графическое изображение исследуемых участков с нанесением, например, схемы деформирования участка (Фиг. 3а) или сдвига (Фиг. 3б).

Сжатие скважин зависит от величины максимальных напряжений σ1. Чем больше максимальные напряжения, тем больше относительные деформации

где d1 - начальный диаметр скважины,

d2 - наименьший диаметр деформируемой скважины,

К1 - эмпирический коэффициент, учитывающий физико-механические свойства горных пород и структурную нарушенность массива в направлении действия максимальных напряжений.

Способ позволяет фиксировать смещения стенок скважин при обработке фото- и видеоматериалов с точностью до 0,1 мм, что соответствует точности определения относительных деформаций 0,001. Устанавливается зависимость деформаций ε - скважины или шпура от уровня напряженности (диапазон напряжений) для локального участка месторождения и конкретного типа горной породы с учетом его физико-механических свойств и структурной нарушенности. С увеличением параметров деформирования и сдвига возрастают напряжения, действующие в массиве горных пород.

Для достоверности получения конечных результатов для конкретного участка месторождения необходимо картировать не единичные скважины, а максимальное их количество - технологических, например, взрывных, а также пробуренных специально.

В качестве базовых данных для определения диапазона значений напряжений на исследуемом участке используется сопоставление параметров деформирования скважин от уровня напряженности массив, полученные с помощью методов дискования керна или разгрузки.

Способ позволяет в относительно короткие временные промежутки оценивать напряженно-деформированное состояние массива горных пород: направление действия максимальных главных нормальных напряжений и диапазон их значений, относительные деформации, местоположение зон сдвига и сжатия скважин с помощью видеоэндоскопа, а также прогнозировать развитие деформационных процессов для обеспечения безопасной и эффективной эксплуатации месторождений твердых полезных ископаемых.

Внутрискважинный способ определения направления действия и значений главных напряжений, включающий бурение скважин или шпуров в подземных горных выработках, отличающийся тем, что бурят скважины или шпуры длиной от 5 м, диаметром от 40 мм, на внутреннюю поверхность скважин наносят метки в виде окружности маркером или краской, определяют положения камеры видеоэндоскопа относительно горизонта, направления деформирования горизонтальных и наклонных скважин, сдвигов и ориентации трещин с помощью видеоэндоскопа обследуют скважины, по полученным снимкам оперативно определяют наименьший диаметр скважины, направление которого соответствует направлению действия максимальных напряжений в массиве, на полученных снимках определяют параметры обозначенных контуров d1, d2, при этом направления максимального сжатия скважины указывает на направление действие максимальных напряжений σ1, определяют угол α - между вертикалью и направлением действия максимальных напряжений, угол β - между вертикалью снимка и направлением действия максимальных напряжений, величину сдвига скважины относительно ΔH, скважины картируют, строят графическое изображение исследуемых участков с нанесением, например, схемы деформирования участка или сдвига, а т.к. сжатие скважин зависит от величины максимальных напряжений σ1, то деформации скважины определяют по формуле

где d1 - начальный диаметр скважины,
d2 - наименьший диаметр деформируемой скважины,
K1 - эмпирический коэффициент, учитывающий физико-механические свойства горных пород и структурную нарушенность массива в направлении действия максимальных напряжений.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к измерительной технике и может быть использована для оценки качества железорудного материала при добыче с помощью горных погрузочных средств, преимущественно экскаваторов и фронтальных погрузчиков.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности, горных пород при исследовании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть использована для оценки напряженного состояния горных пород в породном массиве и различных сооружений, например плотин.

Изобретение относится к исследованию механических свойств горных пород. Технический результат заключается в упрощении процесса проведения измерения энергоемкости за счет возможности удаления фракций разрушенной горной породы посредством вращения перфорированного стакана.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для исследования энергообмена при деформировании и разрушении блочного горного массива. Стенд содержит опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, гидравлический механизм взаимного поджатия образцов, связанный с захватом для образца, гидравлический механизм взаимного перемещения образцов, связанный с захватом для контробразца, гидравлические аккумуляторы энергии, связанные с механизмами поджатия и перемещения, источники давления, связанные с соответствующими аккумуляторами, пульсаторы давления, соединенные с соответствующими аккумуляторами и выполненные в виде гидроцилиндров со штоками, подпоршневая полость которых соединена с соответствующими аккумуляторами, эксцентриков, кинематически связанных со штоками гидроцилиндров, валов вращения эксцентриков и приводов вращения валов.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для оценки напряженно-деформированного состояния массива горных пород, выявления местоположения зон повреждения пород и характера их распространения для обеспечения устойчивости обнажений горных выработок и очистного пространства при подземной разработке месторождений полезных ископаемых.

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для исследования сыпучих свойств геоматериалов. Устройство представляет собой сварную конструкцию башенного типа, устанавливаемую на верхней предварительно спланированной площадке отработанного карьера с обеспечением вертикальной устойчивости.
Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для рекомендаций по выбору способов и параметров дегазации сближенных угольных пластов.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при оценке структурно нарушенных и удароопасных массивов горных пород и прогноза развития деформационных процессов.

Изобретение относится к горному делу, в частности к средствам контроля состояния анкерной крепи и смещений вмещающих пород горизонтальных и наклонных подземных горных выработок, закрепленных анкерной крепью.
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке карбонатных месторождений с целью комплексной подготовки для переработки минерального сырья. Технический результат заключается в повышении производительности и комплексности добычи карбонатного минерального сырья, дифференциации получаемой продукции с увеличением ее товарной стоимости, повышении безопасности, надежности ведения работ и снижении капитальных затрат. С учетом предварительной оценки на основе акустического показателя трещиноватости дополнительно по каждому блоку определяют удельную компоненту трансформации путем выделения зон по направлению и глубине трещин посредством профилирования участков с определением скорости распространения продольных, поперечных упругих волн в блоках и в зависимости от плотности, дифференцируемых прочностных и теплофизических параметров выделенных зон посредством программного обеспечения для уточнения направления слоистости, типа карбонатных пород и прогнозирования энергетических параметров воздействия на выделенные зоны блоков, затем проводят, с оставлением в целости блоков прочной породы, вначале селективную выемку выделенных зон блоков для получения щебня различных марок и карбонатного сырья с помощью стрелового карьерного комбайна, затем выемку блоков прочной породы.

Изобретение относится к определению области распространения, размеров и геометрии трещин и систем трещин, образовавшихся в результате гидроразрыва пласта, конкретно относится к способу и устройству для создания микросейсмических событий внутри трещин и систем трещин. Технический результат заключается в повышении точности и безопасности определения размеров и геометрии трещин гидроразрыва. Способ картирования трещин в пределах углеводородсодержащей зоны подземного пласта, через которую проходит скважина в первом варианте содержит закачивание группы частиц центров присоединения в трещины подземного пласта. Выборочное присоединение первых реакционноспособных частиц к частицам центров присоединения. Закачивание группы первых реакционноспособных частиц в трещины. Закачивание группы вторых реакционноспособных частиц в трещины после закачивания первых реакционноспособных частиц. Вызывание в трещинах группы реакций с участием группы первых и вторых реакционноспособных частиц. Создание группы микросейсмических событий в результате реакций. Во втором варианте способ содержит закачивание группы первых реакционноспособных частиц в трещины зоны подземного пласта, закачивание группы вторых реакционноспособных частиц в трещину после закачивания первых реакционноспособных частиц. Избирательное присоединение вторых реакционноспособных частиц к первым реакционноспособным частицам. Вызывание в трещинах группы реакций с участием группы первых и вторых реакционноспособных частиц и создание группы микросейсмических событий в результате реакций. В третьем варианте способ содержит закачивание группы реакционноспособных частиц в трещины зоны подземного пласта. Причем каждая реакционноспособная частица содержит по меньшей мере два материала, изначально разделенные перегородкой. Удаление перегородки и создание группы микросейсмических событий в местах расположения в трещинах реакционноспособных частиц посредством реакции между по меньшей мере двумя материалами. 3 н. и 29 з.п. ф-лы, 20 ил.

Способ заключается в том, что управляюще-регистрирующий сервер регистрирует измерительные сигналы колебаний из установленных в прилегающих к лаве штреках трехмерных геофонных измерительных зондов, синхронно пространственно ориентированных во всех измерительных каналах и в синхронизированном временном интервале, а также в тесной корреляции с сигналами, информирующими о режиме работы и местоположении очистного комбайна в выработке лавы и на этой основе, при взаимодействии с преобразующим сервером, локализует сейсмические явления. После окончания очистным комбайном каждого реза производится анализ относительных изменений напряжений в угольном массиве впереди фронта очистной лавы по методу сейсмической амплитудной томографии ослабления-затухания, с использованием зарегистрированной энергии волны. После окончания реза, когда очистной комбайн неподвижен, осуществляется активная сейсмическая скоростная или амплитудная томография путем просвечивания горного массива между прилегающими к лаве штреками с помощью сейсмических волн, вызываемых срабатыванием дистанционно запускаемых с поверхности шахты, посредством преобразующего сервера импульсных возбудителей колебаний. Производится анализ напряжений по методу пассивной сейсмической скоростной или амплитудной томографии, с использованием в качестве источника колебаний просвечивающей сейсмической волны толчков, вызываемых горной разработкой. Затем периодически составляется усредненная томографическая карта концентрации относительных изменений напряжений, и составляют карты отдельных видов томографии. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к горному делу, предназначено для осуществления контроля напряженно-деформированного состояния (НДС) массива горных пород, в том числе имеющего блочную структуру, и может быть использовано для оценки и прогноза устойчивости горных выработок при производстве добычных работ. Технический результат - повышение точности определения местоположения зон локализации деформаций. Предложен способ, при котором на контролируемом участке бурят скважину из подземной горной выработки в направлении контура отрабатываемого пространства. Отбирают керн, по анализу которого определяют размеры, местоположение естественных блоков в массиве горных пород и границы между ними. Проводят испытания отобранного керна для каждого типа горной породы по глубине скважины и определяют величину предельно допустимой упругой деформации данного типа горной породы. Устанавливают реперы вдоль продольной оси скважины в пределах естественных блоков. Места установки реперов выбирают в непосредственной близости к границам естественных блоков, а при отсутствии последних - через определенный интервал по глубине скважины. Дальний репер закрепляют вблизи контура отрабатываемого пространства. Измеряют величины смещений между смежными реперами вдоль продольной оси скважины. Дополнительно измеряют величины смещений каждого репера вдоль продольной оси скважины относительно кондуктора, которые используют при вычислении величин деформаций массива горных пород, жестко закрепленного на устье скважины, для чего каждый из реперов оснащен автономной гибкой связью, например струной из нержавеющей стали, один конец которой закреплен на репере, а другой конец выведен через установленный на кондукторе измерительный блок и соединен с натяжным устройством для создания постоянного натяжения гибкой связи с возможностью перемещения натяжного устройства вдоль нее. После измерения смещений вычисляют по ним величины деформаций массива горных пород, а по деформациям - параметры упругих или неупругих деформаций, по которым оценивают изменения НДС массива горных пород на контролируемом участке. Причем параметры упругих или неупругих деформаций естественных блоков массива горных пород определяют путем сравнения полученных величин деформаций массива горных пород с предельно допустимой величиной упругой деформации данного типа горных пород. Далее фиксируют зоны их локализации, определяют параметры этих зон. Наступление активной стадии деформирования горной породы в зоне неупругих деформаций и ее продолжительность, вплоть до обрушения приконтурного массива в отработанное пространство, устанавливают по тем реперам, на которых регистрируют величины смещений относительно кондуктора с незатухающей скоростью. Величину предельно допустимых смещений реперов, при которой происходит обрушение приконтурного массива, определяют в момент обрыва гибкой связи любого из реперов и используют ее для прогноза дальнейших обрушений прилегающего к отработанному пространству массива горных пород при последующем контроле его НДС по сохранившимся в работоспособном состоянии реперам. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к механическим испытаниям горных пород при объемном сжатии в режиме жесткого нагружения, обеспечивающем контроль процесса деформирования образцов за пределом прочности. Стабилометр для испытания образцов горных пород содержит камеру для образца, нагрузочный цилиндр с поршнем, источники давления, соединенные с камерой и цилиндром, и золотник стабилизации нагрузки, установленный в поршне и закрепленный посредством резьбовой втулки в основании цилиндра. В поршне выполнена полость, в которой размещена опорная втулка, соединенная с золотником и контактирующая с заплечиками поршня. В нагрузочном цилиндре выполнено сливное отверстие, в которое установлен запорно-регулировочный клапан с электроприводом, электрически связанным с электронным экстензометром, корпус экстензометра закреплен внутри нагрузочного цилиндра на заплечиках, а измерительный стержень экстензометра выведен через отверстие в заплечиках в полость поршня и контактирует с опорной втулкой. Технический результат изобретения заключается в повышении точности объемных испытаний скальных горных пород путем исключения погрешностей, связанных с потенциальной упругой энергией рабочей жидкости при ее сжатии, и уменьшения отрицательного влияния облитерации цилиндра, поршня и плунжера устройства. 1 ил.

Способ контроля напряженного состояния массива горных пород предназначен для определения пространственного распределения напряжений в окрестности горной выработки и глубины максимума зоны опорного давления. Для этого осуществляют прозвучивание ультразвуковыми стационарными шумовыми сигналами со средним равным нулю участков массива, расположенных между параллельными скважинами по их глубине. Прием ультразвуковых сигналов осуществляют двумя акустическими преобразователями, которые на каждом из прозвучиваемых участков располагают симметрично относительно оси основного лепестка диаграммы направленности излучаемого акустического преобразователя. Измеряют интервалы корреляции и коэффициент взаимной корреляции сигналов с выходов приемных преобразователей, увеличивая силу их прижима к стенке скважины до момента прекращения возрастания измеренных интервалов корреляции. Фиксируют значения измеренного коэффициента взаимной корреляции после достижения указанного момента на каждом участке и строят график зависимости этого коэффициента от глубины. Глубину, начиная с которой коэффициент взаимной корреляции приобретает постоянное значение, принимают за границы зоны опорного давления, а глубину, начиная с которой коэффициент взаимной корреляции меньше указанного значения, принимают за границу зоны разгрузки напряжений. Глубина, на которой имеет место максимальное значение коэффициента взаимной корреляции, соответствует максимуму напряжений в зоне опорного давления. 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для определения энергоемкости разрушения горных пород в скважинах, пробуренных из подземных горных выработок. Технический результат заключается в повышении точности определения энергоемкости разрушения горных пород, а также упрощении работы оператора при проведении исследований. Погружной измеритель энергоемкости разрушения горных пород включает гидроцилиндр, нагрузочный поршень со штоком, оснащенным индентором. При этом гидроцилиндр содержит промежуточный шток, соединенный с двумя поршнями: внешним и внутренним, которые разделяют гидроцилиндр на четыре полости: входную, среднюю, напорную и силовую. При этом средняя полость имеет выход в атмосферу через окно, в котором размещен толкатель, взаимодействующий с упором, расположенным на промежуточном штоке гидроцилиндра, и соединенный с подвижным клином, который имеет связь с корпусом гидроцилиндра посредством распорной пружины. Между напорной и силовой полостями обеспечена гидравлическая связь посредством канала. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для измерения раскрытия трещин при проведении геомеханического мониторинга. Способ включает бурение скважин и шпуров в подземных горных выработках. В скважину вводят измерительную наборную штангу с закрепленными на ее конце видеоэндоскопом и перспективной линейкой, укрепленной на расстоянии широкоугольного визуального угла захвата видеозрения видеоэндоскопа. Производят точную видеофиксацию положения трещин по глубине скважины и приблизительную ее ширину, местоположение обнаруженных в скважине трещин фиксируют по длине штанги, а видеоэндоскопом и перспективной линейкой определяют их приблизительную ширину, фиксируют их в журнале наблюдений, трещины классифицируют по ширине. Для каждого класса подбирают измерительный конус-щуп с определенным шагом измерительных нарезных ступеней и их диаметром. Конус-щуп, закрепленный на штанге, вводят в устье измеряемой трещины и по диаметру ступеней и их количеству, по глубине поместившихся в трещине, определяют ширину и глубину ее раскрытия. Проводят повторные циклы измерений по классификации ранее измеренных трещин и по изменениям ширины раскрытия трещин определяют динамику процессов деформирования породы горного массива. Устройство содержит измерительный щуп, выполненный в виде съемного конус-щупа, в котором выполнены монтажное отверстие для крепления к наборной измерительной штанге, а по образующей конуса нарезаны измерительные ступени, штанга выполнена в виде набора штанг с элементами сочленения друг с другом. Измерительные нарезные ступени конус-щупа выполнены с шагом по его оси по возрастанию от h=0.5 мм и с диаметрами ступеней от d=1 мм по ширине измеряемых трещин. На конце наборной штанги установлен видеоэндоскоп, а на расстоянии широкоугольного визуального угла захвата видеоэндоскопа прикреплена перспективная линейка. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к способу определения напряженного состояния материалов, например горных пород. Технический результат заключается в повышении точности оценки напряженного состояния материалов, из которых состоит сооружение, и, соответственно, повышении надежности его эксплуатации. Способ включает испытание образцов до разрушения, при этом осуществляют изготовление образцов из монолитов исследуемого материала, проводят испытание их на одноосное растяжение, сжатие и в условиях объемного напряженного состояния. По этим данным строят паспорт прочности с огибающей предельных кругов напряжений Мора. Производят измерение величины шероховатости поверхности Rz магистральной трещины для каждого вида напряженного состояния породы, по которым строят номограмму изменения шероховатости Rz поверхности магистральной трещины разрушения материалов в зависимости от величины главных нормальных напряжений σн в зоне трещины разрушения. Затем отбирают образец из зоны магистральной трещины разрушения исследуемого элемента конструкции сооружения и в нем измеряют величину шероховатости Rz1 поверхности магистральной трещины разрушения, по которой, используя полученную номограмму, определяют величины максимальных нормальных напряжений σн.p. Определяют точку предельного состояния исследуемого материала, для чего на оси ординат паспорта прочности материала откладывают значение максимального нормального напряжения, действующего в зоне разрушения материала σн.р, и из этой точки проводят перпендикуляр до огибающей кругов напряжений Мора. Используя точку предельного состояния исследуемого материала, строят круг напряжений Мора для исследуемого образца разрушенного элемента конструкции и по нему определяют значения главных нормальных напряжений σ2p и σ1p и вид напряженного состояния материала, при котором произошло разрушение элемента сооружения. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для измерения деформаций земной поверхности относится к области измерительной техники, в частности к методу измерения относительных перемещений двух точек на земной поверхности или отдельных участков инженерных и строительных сооружений, разнесенных на значительные расстояния, происходящих из-за воздействия природных и экзогенных процессов. Устройство для измерения деформаций земной поверхности состоит из троса 1, закрепленного за анкер 2, который, пройдя искривления трассы, через подвижный блок 3 попадает на вал 4 электродвигателя 5 с большим коэффициентом редукции и датчиком угла поворота вала. Двигатель закреплен на основании корпуса системы измерения 5 прибора. На вале двигателя 4 все время остается несколько витков троса, что обеспечивается приторможенной буферной катушкой 6 с достаточным запасом троса, обеспечивающим возможность измерений даже при значительных подвижках анкера. В систему введено приспособление для измерения силы натяжения троса 7, с помощью которого измеряется сила натяжения троса. Напряжение с приспособления для измерения силы натяжения троса 7 поступает на вход блока обработки сигнала 8, выход которого соединен с входом блока управления двигателем 9, где формируется сигнал разности между цифровым сигналом с приспособления для измерения силы натяжения троса и введенным в его память значением, отвечающим определенной пороговой величине силы F0 - заранее заданной небольшой силе натяжения. Выходы с блока 9 соединены соответственно с двигателем 5 и блоком 10 преобразования сигнала с блока управления двигателем в величину подвижек анкера. Вычисление значения подвижек анкера происходит в блоке 10 преобразования выходного сигнала с блока 9 в величину подвижек анкера. Для получения независимой информации о перемещениях анкера в измерительный тракт введен энкодер 11, соединенный с входом блока 12 преобразования сигнала с энкодера в величину подвижек анкера. Выходы блоков 10 и 12 соединены с входом блока сравнения сигналов 13, в котором на основе анализа данных о величинах деформаций и с учетом геологических особенностей объекта наблюдений делается заключение о степени опасности развивающихся процессов. Технический результат – повышение точности результатов измерений. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения направления действия и значений главных напряжений в горном массиве, оценки напряженно-деформированного состояния массива горных пород, выявления местоположения зон повреждения пород и характера их распространения при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Технический результат заключается в повышении точности определения направления главных напряжений, обеспечении безопасности и эффективности освоения месторождения. Способ включает бурение скважин или шпуров в подземных горных выработках длиной от 5 м, диаметром от 40 мм. На внутреннюю поверхность скважин наносят метки в виде окружности маркером или краской. Определяют положения камеры видеоэндоскопа относительно горизонта, направления деформирования горизонтальных и наклонных скважин, сдвигов и ориентации трещин с помощью видеоэндоскопа обследуют скважины. По полученным снимкам оперативно определяют наименьший диаметр скважины, направление которого соответствует направлению действия максимальных напряжений в массиве. На снимках определяют параметры обозначенных контуров d1, d2, при этом направления максимального сжатия скважины указывает на направление действие максимальных напряжений σ1. Определяют угол α - между вертикалью и направлением действия максимальных напряжений, угол β - между вертикалью снимка и направлением действия максимальных напряжений, величину сдвига ΔH. Строят графическое изображение исследуемых участков с нанесением, например, схемы деформирования участка или сдвига. Деформации скважины определяют в зависимости от d1 - начального диаметра скважины, d2 - наименьшего диаметра деформируемой скважины и K1 - эмпирического коэффициента, учитывающего физико-механические свойства горных пород и структурную нарушенность массива в направлении действия максимальных напряжений. 3 ил.

Наверх