一種立井井壁既有應力的原位測試方法
2023-05-08 22:37:26
專利名稱：一種立井井壁既有應力的原位測試方法
技術領域：
本發明涉及一種立井井壁既有應力的原位測試方法，特別適用於厚表土井壁當前應力大小的測試，也適用於其他類似混凝土井壁(構築物)的測試。
背景技術：
處於厚表土層中的立井井筒大多數已運營多年，井壁的受力狀態及應力大小不清楚， 這為井壁破裂災害的預測預報和井壁破裂防治工程的實施帶來困難。獲得井壁的既有應力，判斷其安全性是必要的，尤其是建設已久的井壁。目前測試井壁既有應力的原位測試方法主要有應力解除法、水壓致裂法等，而這些測試方法操作複雜、佔用井筒時間長，對井壁破壞性較大。因此，發明一種較理想的井壁既有應力原位測試方法是必要的，將成為判斷井壁安全性的重要手段。
發明內容
本發明的目的是克服已有技術存在的問題，提供一種操作簡單方便、對井壁破壞性小、 測量精度高的立井井壁既有應力的原位測試方法。本發明的立井井壁既有應力的原位測試方法，包括如下步驟
a.在位於井筒垂深5(T200m範圍內的同一軸線上每隔l(T20m重複間隔標定兩個待測鑽孔的位置；
b.對井壁間隔標定的兩個待測鑽孔位置進行表面清洗；
c.之後，在間隔標定的兩個待測鑽孔位置之間的井壁上粘貼呈直角排列的兩個橫、豎向應變片，將連接兩個橫、豎向應變片的測試數據導線與應變測試儀器相連；
d.打開應變測試儀器，開始數據採集，並記錄應變初始值
% ；
e.在間隔標定的兩個待測鑽孔的位置逐個實施鑽孔，鑽完第一個孔後停頓5min再鑽第二個孔；
f.鑽孔完畢後，繼續採集應變數據直至數據穩定，記錄最終的應變穩定值^；
g.根據兩個待測鑽孔開孔前後的兩個應變值得到應變變化值As；
h.根據應變變化值4￡與既有應力ff的函數關係式=計算得出待測井壁的既有應力值。所述的待測鑽孔的中心距距離為纊16cm，鑽孔直徑為4、Cm ；所述的待測鑽孔的鑽孔深度控制在4 6cm。有益效果通過在井壁表面開雙孔，測試鑽孔中間部位的應變變化，根據開孔前後應變的改變量計算井壁的應力大小。其操作簡單，佔用井筒時間短，基本不影響礦井提升； 實施操作所需的空間較小，尤其適用於井筒等深部地下結構操作空間小的特點；不會破壞井壁的完整性。其主要優點有
1.井壁既有應力的獲得是對井壁結構安全評價的重要因素；
2.所提出的獲得井壁既有應力的方法，操作簡單，佔用井筒時間短，基本不影響礦井提升；
3.方法實施操作所需的空間較小，尤其適用於井筒等深部地下結構操作空間小的特
點；
4.不破壞井壁的完整性。
圖1為本發明的測試方法的示意圖。圖中鑽孔-1，數據測試線_2，應變傳感器-3，井壁-4。
具體實施例方式
圖1所示，本發明的立井井壁既有應力的原位測試方法，通過開雙孔，測試雙孔中間部位應變開孔前後的改變量，根據此改變量與井壁既有應力之間的函數關係式，計算出井壁的既有應力值，具體步驟如下
a.首先在位於井筒垂深5(T200m處範圍內，同一軸線上每隔l(T20m重複間隔標定兩個待測鑽孔2的位置；
b.對井壁1間隔標定的兩個待測鑽孔2位置進行表面清洗；
c.之後，在間隔標定的兩個待測鑽孔2位置之間的井壁1上粘貼呈直角排列的兩個橫、 豎向應變片3，將連接兩個橫、豎向應變片3的測試數據導線4與應變測試儀器相連；
d.打開應變測試儀器，開始數據採集，並記錄應變初始值^；
e.在間隔標定的兩個待測鑽孔2的位置逐個實施鑽孔，鑽完第一個孔後停頓5min再鑽第二個孔，待測鑽孔2的中心距距離為『16cm，鑽孔直徑為壙8cm，待測鑽孔2的鑽孔深度控制在4 6cm ；
f.鑽孔完畢後，繼續採集應變數據直至數據穩定，記錄最終的應變穩定值^；
g.根據兩個待測鑽孔2開孔前後的兩個應變值得到應變變化量As；
h.根據應變變化值Ae與既有應力ff的函數關係式，=f_即或計算出待測井壁1 的既有應力值，式中《"為井壁4的既有應力值 』Αε為測試得到的應變變化值。
權利要求
1. 一種立井井壁既有應力的原位測試方法，其特徵在於包括如下步驟a.在位於井筒垂深5(T200m範圍內的同一軸線上每隔l(T20m重複間隔標定兩個待測鑽孔(2)的位置；b.對井壁(1)間隔標定的兩個待測鑽孔(2)位置進行表面清洗；c.之後，在間隔標定的兩個待測鑽孔(2)位置之間的井壁(1)上粘貼呈直角排列的兩個橫、豎向應變片(3)，將連接兩個橫、豎向應變片(3)的測試數據導線(4)與應變測試儀器相連；d.打開應變測試儀器，開始數據採集，並記錄應變初始值e.在間隔標定的兩個待測鑽孔(2)的位置逐個實施鑽孔，鑽完第一個孔後停頓5min再鑽第二個孔；f.鑽孔完畢後，繼續採集應變數據直至數據穩定，記錄最終的應變穩定值；g.根據兩個待測鑽孔(2)開孔前後的兩個應變值得到應變變化值 ε；h.根據應變變化值Αε與既有應力{J之間的函數關係式σ= /(Α句計算得出待測井壁(1)的既有應力值。
2.根據權利要求1所述的立井井壁既有應力的原位測試方法，其特徵在於所述的待測鑽孔(2)的中心距距離為8 16cm，鑽孔直徑為4 8cm。
3.根據權利要求1或2所述的立井井壁既有應力的原位測試方法，其特徵在於所述的待測鑽孔(2)的鑽孔深度控制在Teem。
全文摘要
一種立井井壁既有應力的原位測試方法，通過在井壁內表面開雙孔，測試雙孔中間部位的應變變化，根據開孔前後應變的改變量計算井壁的既有應力。在待測井壁表面確定開孔位置，並做好標記；在雙孔位置中間部位粘貼橫向、豎向應變片，連接好數據線，測試它們的應變初始值；在標記處開孔，並測試應變片的應變增量；根據開孔前後的應變改變量計算出井壁的既有應力。即在井壁內壁表面鑽兩個孔，測試兩孔中間部位的應變變化，根據鑽孔前後井壁混凝土應變的改變量計算其應力大小。該方法操作簡單，不會破壞井壁完整性，測試精度高，為立井井壁的安全診斷奠定了基礎。
文檔編號G01L1/04GK102162357SQ20111007962
公開日2011年8月24日 申請日期2011年3月31日 優先權日2011年3月31日
發明者況聯飛, 周國慶, 廖波, 王義江, 趙光思, 趙曉東, 陳國舟 申請人:中國礦業大學