Статьи

статьи > Исследование деформационных свойств горных пород в скважинах с применением прессиометров

Исследование деформационных свойств горных пород в скважинах с применением прессиометров

Рис. 1. Принципиальная схема работы прессиометра 1 – рабочая камера прессио-метра; 2 – пригрузочные камеры; 3 – шланги напор-ные для подачи воды или газа в рабочую и пригрузоч-ные камеры; 4 – стенка сква-жины; r и d – радиус и диаметр скважины.

Это один из современных и уже довольно широко применяемых методов изучения деформационных свойств горных пород. Сущность его та же, что и метода испытания горных пород пробными статическими нагрузками. Она состоит в исследовании изменений деформации горных пород, слагающих стенки скважин, при воздействии на них возрастающих ступеней нагрузки.

Эти исследования производят с помощью специального прибора бокового давления – прессиометра, представляющего собой цилиндр (камеру) с эластичными стенками (рис.1). Его устанавливают в скважине и под воздействием давления жидкости (гидравлический прессиометр) или газа (пневматический прессиометр), нагнетаемых в камеру, производят уплотнение горных пород в стенках скважины и одновременно определяют значения действующего давления и деформации горных пород. По данным измерений вычисляют значения модуля общей деформации Е _о .

Прессиометрический метод применим для исследования деформационных свойств любых горных пород - скальных, полу-скальных, рыхлых несвязных и мягких связных, но наиболее часто его применяют при изучении свойств песчаных и глинистых пород. Примером этого метода для исследования скальных пород могут служить исследования песчаников и диабазов, залегающих в основании Братской ГЭС.

На графике, выражающем зависимость ? r = f ( p ) (см. рис.2) обычно выделяют два участка, отражающие различные стадии деформации горных пород под воздействием на них нагрузки. Первый участок BC соответствует стадии их уплотнения и практически выражает линейную зависимость деформации от нагрузки. Давление р _п – предел пропорцио-нальности – является пределом возможного использования линейной зависимости деформации горных пород. По первому участку кривой и вычисляют значение модуля деформации. Второй участок CD характеризует криволинейную зависимость развития деформации горных пород и означает начало и развитие их разрушения в зоне действия нагрузки. Давление р _maxявляется пределом прочности горных пород.

В настоящее время известно достаточно много конструкций прессиометров. Идея этого прибора и методика испытаний горных пород в скважинах впервые были предложены в 1930 г . русским инженером путей сообщения А.А. Ктаторовым. Сейчас наиболее широко применяются прессиометры конструкций ГПИ Фундаментпроект, Уральского политехнического института им. С.М. Кирова, НИИ оснований и подземных сооружений и др.

Каждый прессиометр состоит из собственно прессиометра – цилиндра-камеры, устанавливаемой непосредственно в скважине, измерительной аппаратуры, включающей технические устройства для подачи давления (нагрузки) в рабочую камеру прессиометра, и приборов для измерения давления и деформаций горных пород. Прессиометр и измерительная аппаратура связаны между собой шлангами, а некоторые из них еще и электрическими проводами.

Информация для статьи предоставлена владельцами сайта: http://www.geoda.ru