Устройство для измерения напряжения в массиве горных пород

 

пп 440488

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалисти бесиа

Республин (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 18.07.72 (21) 1810855/22-3 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 25.08.74. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 30.01.75 (51) М. Кл. Е 21d 21,00

G 01п 21/00

Государстввнный нанитвт

Совета Министров СССР по делам изоорвтвиий н открытий (53) УДК 622.831.3. .001.5 (088.8) В

Г. И. Кулаков

1

Институт горного дела Сибирского отделения AH СССР" (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИИ

В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД

Известны устройства для измерения напряжений в массиве горных пород, содержащие фотоупругий чувствительный элемент с зеркальным слоем и осевым отверстием.

Предлагаемое устройство отличается or известных тем, что оно снабжено дополнительным фотоупругим чувствительным элементом, выполненным из материала с другим модулем упругости, расположенным последовательно с первым и соединенным с ним эластичной связью.

Это позволяет значительно упростить определение напряжений в массиве горных пород.

На чертеже приведен общий вид устройства.

Устройство имеет соосно расположенные фотоупругие чувствительные элементы 1 и 2, выполненные в виде цилиндров, изготовленных из оптически прозрачных материалов с разными модулями упругости и соединенных между собой с помощью эластичной прокладки 3. С задней, стороны чувствительных элементов 1 и 2 нанесен зеркальный слой 4 и 5.

Для обеспечения визуального наблюдения оптической картины в обоих чувствительных элементах устанавливаемый со стороны устья скважины чувствительный элемент 1 выполнен с осевым отверстием большого диаметра, чем осевое отверстие второго чувствительного элемента. B случае необходимости чувствительный элемент 2, расположенный со стороны дна скважины, может быть выполнен и сплошным.

При измерениях в условиях осадочных горных пород один из чувствительных элементов, например чувствительный элемент 1, может изготавливаться из органического стекла, а второй чувствительный элемент — из силикатного стекла. В качестве эластичной прокладки может использоваться резиновое кольцо, приклеиваемое к обоим цилиндрам.

Датчик устанавливается в скважину, про15 буренную в породе, и приклеивается к ее стенкам. После затвердевания клея породный массив в месте установки измерительного устройства нагружается, например с помощью давильной установки, что вызывает изменение напряжений в породе и в чувствительных элементах измерительного устройства. Это приводит к появлению оптической картины в обоих цилиндрах, которую можно наблюдать с помощью полярископа. При этом в цилиндре

25 2 будет видна только часть оптической «артины, расположенная между стенками отверстий обоих цилиндров. Так как модули упругости материала цилиндров 1 и 2 различны, то оптическая картина в них будет различной.

440488

Предмет изобретения

Составитель М. Смиттен

Техред Т. Курилко

Редактор Л. Лашкова

Корректор Т. Хворова

Заказ 66/6 Изд. № 175 Тираж 565 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

По разности отсчетов по обоим цилиндрам, используя, например тарировочный график, определяют модуль упругости породы. Затем, используя отсчет по более жесткому цилиндру 2, по второму тарировочному графику определяют напряжение в породе.

Наконец, используя отсчет по цилиндру 1 и определенную выше, величину модуля упругости породы, по третьему тарировочному графику, построенному при различных значениях модуля упругости породы, определяют деформацию породы в месте измерения.

Устройство для измерения напряжений в массиве горных пород, содержащее фотоупру5 гий чувствительный элемент с зеркальным слоем и осевым отверстием, о тл ича ющеес я тем, что, с целью упрощения измерений, оно снабжено дополнительным фотоупругим чувствительным элементом, выполненным из

10 материала с другим модулем упругости, расположенным последовательно с первым и соединенным с ним эластичной связью.