Способ определения направлений действия главных напряжений в массиве горных пород Советский патент 1987 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к методам акустического контроля напряженно- деформированного состояния твердых материалов и может найти применение в горном деле и сейсмологии для определения ориентировки тектонических напряжений в массиве.

Целью изобретения является повышение точности и снижение трудоемкое ти определений.

При способе определения направлений действия главных напряжений в массиве горных пород, включающем размещение источника и приемников упру- . гих колебаний в выработке горного массива, возбуждение упругих колебаний в последнем, измерение скоростей распространения поперечных волн и их сравнение между собой, источник и приемники упругих колебаний располагают в плоскости осей действия изучаемых главных напряжений и измеряют скорости распространения волн, поляризованных перепендикулярно плоскости осей действия главнык напряжений.

Способ опробован в шахтных условиях.

П р и м 8 р 1. Измерения проводят в горизонтальной плоскости, ортогонально к которой действуют вертикальные напряжения веса вышележащих пород. В центре участка наблюдений располагают пункт возбуждения упругих Колебаний. Для регистрации сейсмических волн используют стандарт- нук) средне частотную сейсмическую станцию СМП-2А или высокочастотную СНУ-1. Возбуждение колебаний осуществляют взрывом или механическим ударом. При.этом три приемника сейсмических волн (например,СВ-1-30) располагают вокруг источника в общем случае на не равном расстоянии, но так5что в каждо случае азимут линии источник - приемник разньй (например. А, 45, A, 180 ). Для регистрации поперечных волн, поляризованных ортогонально плоскости измерений, оси чувтсвитель- ности приемников ориентируют в вертикальном направлении.

А,

Возбуждают, принимают упругие колебания и определяют времена перехода волн на каждый из трех приемников, а по ним - скорости этих волн. Затем по известным азимутам источник - приемник и измеренным- значениям скорос- тей определяют положение осей скорос

тной анизотропии пород в массиве, т.е. азимут осей максимальных и минимальных скоростей, а по ним - направление действия главных напряжений в массиве,

Если массив неоднороден в скоростном отношении, измерения скоростей проводят не в трех, а в большем количестве направлений (например, в десяти). Положение осей максимальных и минимальньпс скоростей, а со ответст- венно и направлений действия главных напряжений, определяют путем осреднения методом наименьших квадратов экспериментально найденных сочетаний скорость - азимут на основе эллиптической функции.

Пример2. В отличие от примера 1 дополнительно измеряют также скорость поперечной волны, поляризованной в горизонтальной плоскости наблюдений. Цпя этого в каждой точке

приема после регистрации вертикально поляризованной волны меняют приемники на СГ-30 и устанавливают юс гори-- зонтально так, что ось максимальной чувствительности находится в горизонтапьной плоскости и примерно перпеникулярна оси источник - приемник. езультаты, измерений наносят на график с осями скорость - азимут распространения волн и по характерным

особенностям индикатрисы выделяют направление действия главных напряжений в массиве. Его учитывают для корректировки результатов базовых опреелений, которые были выполнены по скоростям поперечных волн, поляризованных ортогонально плоскости измерений.

Формула. изобретения

Способ определения направлений действия главных напряжений в массиве горных пород, включающий размещение источника и приемников упругих колебаний в вьфаботке горного массива, возбуждение в последнем упругих колебаний, измерение скоростей распространения поперечных волн и их сравнение между собой, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и повьш1ения точности определений, источник и приемники упругих колебаний располагают в плоскости осей действия главных на-.

313285154. .

пряжений и измеряют скорости распро- пендикулярно плоскости осей действия странения волн, поляризованных лер- главных напряжений.

Изобретение относится к области горного дела и сейсмологии и предназ. начено для методов акустического контроля напряженно-деформированного состояния твердых материалов. Цель изобретения - снижение трудоемкости и повышение точности определений. В выработке горного массива размещают источник и приемник упругих колебаний в плоскости осей действия излучаемых главных напряжений. Возбуждают упругие колебания в массиве. Измеряют скорости распространения поперечных волн и сравнивают их между собой. Измеряют скорости распространения волн, поляризованных перпендикулярно плоскости осей действия главных напряжений. Результаты измерений наносят на график с осями скорость - азимут распространения волн и по характерным особенностям индикатрисы выделяют направление действия главных напряжений в массиве. Его учитывают для корректировки результатов, полученных по скоростям поперечных волн, поляризованных ортогонально плоскости измерений. S icc5 iiss