SU890296A1 - Способ регистрации вариаций напр жений Земли - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ВАРИАЦИЙ НАПРЯЖЕНИЙ ЗЕМЛИ

1

Изобретение относитс  к измерению напр жений Земли и может быть использовано дл  контрол  напр женно-дефор .мированного состо ни  регионов и массивов горных пород, вариаций механических напр жений, вызванных лунными приливами и отливами, а также

тектоническими напр жени ми в задачах прогноза сейсмических событий, и, кроме того, дл  регистрации напр жений в подземных горных выработках и бортах карьеров дл  разработки профилактических мер борьбы с горными ударами, стрел нием и выбросами горных пород.

Известен способ измерени  деформаций Земли при помощи деформографа , представл ющего собой трубу из кварцевого стекла длиной несколько метров, поддерживаемую в горизонтальном положении системой опор. Один конец трубы закреплен на породе с помощью постамента, а второй свободен и движетс  относительно

породы при ее расширении и сжатии i3,

Недостатком известного способа  вл етс  сложность эксплуатации оборудовани  и невысока  точность измерений .

Известен также способ регистрации вариаций напр жений Земли путем измерени  деформаций в измерительной щели с помощью рабочего

10 и компенсационного датчиков, установленных в горной породе. Б этом способе уменьшено вли ние температуры и влагонасыщенности на результаты измерени . Однако в св зи с тем, что

15 преобразователь деформаций регистрирует вариации деформаций на малой базе (рассто ние между мембранами датчика напр жений составл ет прибли зительно 10 мм), приходитс  увеличи20 вать чувствительность регистрирующей электронной аппаратуры, что приводит к помехам, обусловленным сложностью электроники (усилитель, фильтр и т.д.). в этом случае информативный сигнал оказываетс  трудновыделчмым . Кварцевые деформографы или проволочные фиксируют деформации. При реализации способа давление жидкости Е преобразователе деформаций лишь обеспечивает контакт мембран преобразовател  деформаций с горной породой. Однако в процессе образовани  щели происходит сброс напр жений массива за счет деформаций стенок щели в сторону полости, что.в конечном итоге может искажать картину вариаций напр жений. При регистрации напр жений в м гкой щели, т.е. когда не восстанавливаетс  первоначальное сос то ние массива, ведетс  контроль нап р жений с учетом на невосстановление первоначального напр жени  состо ни . В этом случае необходимо дл  определени  истинного характера напр жений проводить комплекс как теоретических, так экспериментальных исследований. Целью изобретени   вл етс  увеличение чувствительности;- и точности способа, доставленна  цель достигаетс  -тем что согласно способу регистрации вариаций напр жений Земли путем измерени  деформаций горных пород в изме рительной щели, перед образованием измерительной щели со стороны ее про тивоположных близлежащих бортов уста навливают реперы фиксируют рассто ние между ними, затем вырезают щель, фиксируют изменение рассто ни  между реперами, создают в преобразователе деформаций избыточное давление, обес печивающее церемещение бортов щели н величину разности рассто ни  между реиерацк до и после образовани  щели , при этом за базу измерени  принимают площадь внутренней поверхности стенки щели и регистрируют вариации объемА щели. Рассмотрим принцип регистрации напр жений Земли (горных пород) на следующей модели. Щель, образованную в массиве горных пород, рассечем вдоль ее длины и глубины. Такое же рассечение проведем и по массиву в котором щель образована. Полученна  модель  вл етс  классической задачей сопротивлени  материалов балка , закрепленна  на двух опорах (при рассмотрении в одной проекции) .4 В случае действи  силы на такую балку , последн   будет деформироватьс . аксимальньй прогиб приходитс  на центр балки, а величина прогиба зави ит от силы и рассто ни  между опорами , т. е. длины балки. Величину деформаций балки можно фиксировать приращением длины непосредственно балки, либо, если установить пневматический или гидравлический датчик между балкой и основанием и создать контактное давление между основанием и создать контактное давление между основанием и балкой, регистрировать изменение давлени  в пневматическом датчике. Измерени  в таком случае построены на силовой компенсации и более характеризуют напр жени . При одной и той же силе, действующей на балку,деформации, последние растут с увеличением длины балки, а максимальна  деформаци  имеет место в ее центре. В изме1: ительной щели деформаци м подвержена внутренн   поверхность ее стенок. Максимальные деформации имеют место в центре щели . Вариации площади внутренней поверхности щели ведут к изменению объема щели. Увеличива  площадь внутренней поверхности стенок щели, можно увеличить базу измерений, а также . повысить чувствительность измерений . Принима  площадь внутренней поверхности щели за базу измерений, можно уменьшить объем.подготовительных меропри тий. Способ реализуют следующим образом . Перед образованием щели между будущими двум  противоположными, близ .Лежащими ее бортами устанавливают реперы .При этом рассто ние между ними измер ют. Затем между реперами дела-: ют щель. После образовани  щели берега последней под действием напр женного состо ни  массива смещаютс . Смещаютс  навстречу друг другу и реперы, что легко может быть определено измерением рассто ни  между ними до и после образовани  щели. После установки преобразовател  деформаций в измерительной .щели давление в преобразователе довод т до давлени , обеспечивающего движение берегов щели друг от друга, т.е. до того рассто ни , которое было между реперами до образовани  щели. Эта операци  позвол ет довести напр женное состо ние массива до величины, бывшей перед образованием щели. Восстановленное напр жение массива  вл етс  естественной точкой отсчета напр жений при их вариаци х как в сторону увеличени , так и уменьшени . Предлага:емый способ позвол ет достигнуть увеличени  чувствительности без введени  сложных электронных высокочувствительных устройств что позвол ет использовать его в отделенных районах.

Claims (2)

1.Benioff Н. Fused-quarts ехtencoineter for secular and seismic strains. Bull. Geol. Soc. America , 1959, V.70, № 8, p. 1019-1032,

2.Авторское свидетельство СССР по .за вке № 2687356/25,

кл. G 01 V 1/16, 1978 прототип). 64 ны ее противоположных близлежащих бортов устанавливают реперы, фиксируют рассто ние между ними, затем вырезают щель, фиксируют изменение рассто ни  между реперами, создают в преобразователе деформаций избыточное давление, обеспечивающее перемещение бортов щели не величину разнбсти рассто ни  между реперами до и после образовани  щели, при этом за базу измерени  принимают площадь внутренней поверхности стенки щели и регистрируют вариации объема щели,