[go: up one dir, main page]

RU2418165C2 - Method for determining condition preceding destruction of rocks and building structures, and device for its implementation - Google Patents

Method for determining condition preceding destruction of rocks and building structures, and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2418165C2
RU2418165C2 RU2009128918/03A RU2009128918A RU2418165C2 RU 2418165 C2 RU2418165 C2 RU 2418165C2 RU 2009128918/03 A RU2009128918/03 A RU 2009128918/03A RU 2009128918 A RU2009128918 A RU 2009128918A RU 2418165 C2 RU2418165 C2 RU 2418165C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hole
destruction
volume
rock
rocks
Prior art date
Application number
RU2009128918/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009128918A (en
Inventor
Сергей Дмитриевич Викторов (RU)
Сергей Дмитриевич Викторов
Климент Николаевич Трубецкой (RU)
Климент Николаевич Трубецкой
Валентин Алексеевич Чантурия (RU)
Валентин Алексеевич Чантурия
Алексей Николаевич Кочанов (RU)
Алексей Николаевич Кочанов
Александр Андреевич Осокин (RU)
Александр Андреевич Осокин
Петр Анатольевич Александров (RU)
Петр Анатольевич Александров
Вадим Игоревич Калечиц (RU)
Вадим Игоревич Калечиц
Михаил Николаевич Шахов (RU)
Михаил Николаевич Шахов
Екатерина Сергеевна Хозяшева (RU)
Екатерина Сергеевна Хозяшева
Мария Игоревна Веселая (RU)
Мария Игоревна Веселая
Владимир Николаевич Одинцев (RU)
Владимир Николаевич Одинцев
Original Assignee
Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (УРАН ИПКОН РАН)
Федеральное государственное учреждение Российский научный центр "Курчатовский институт"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (УРАН ИПКОН РАН), Федеральное государственное учреждение Российский научный центр "Курчатовский институт" filed Critical Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (УРАН ИПКОН РАН)
Priority to RU2009128918/03A priority Critical patent/RU2418165C2/en
Publication of RU2009128918A publication Critical patent/RU2009128918A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2418165C2 publication Critical patent/RU2418165C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: in method for determining the condition preceding the destruction of rocks and building structures, in investigated rock or building material the measuring volume made in the form of bore pit or through hole is pre-developed. Inner volume of bore pit or hole is sealed by having connected it to atmosphere through high-efficiency filter. From time to time, air samples are taken from inner volume of bore pit or through hole. The number of particles formed in measuring volume is fixed. Countable concentration and distribution function as per particle sizes is used as the parametres characterising the condition of the investigated rock or material. Whether the condition preceding the destruction has occurred is judged by increase of countable concentration of produced particles and as per the shift in the direction of high values of median of distribution function of particles as per sizes. Device for implementing the method of determining the condition preceding the destruction of rocks and building materials includes metre of aerosol particles and a probe. Probe arranged inside measuring volume is made in the form of two sampling tubes equipped with one or more tight plugs. On inlet end of the first sampling tube the high-efficiency filter is installed, and outlet end of the second tube is connected to aerosol particle metre.
EFFECT: improving accuracy and reliability of determination of condition preceding the destruction of samples of rocks, rock mass and building structures.
3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу, в частности к неразрушающим методам контроля горных пород, строительных материалов и конструкций, и может быть использовано для определения состояния, предшествующего разрушению (предразрушению) горного массива, зданий, сооружений и прогноза катастрофических ситуаций, а также для лабораторных исследований образцов горных пород и строительных материалов. Способ определения состояния предразрушения основан на закономерности изменения генерации микро- и наноразмерных минеральных частиц в зависимости от нагрузки, испытываемой исследуемым объектом или приложенной к нему.The invention relates to mining, in particular to non-destructive methods for monitoring rocks, building materials and structures, and can be used to determine the state preceding the destruction (pre-destruction) of the rock mass, buildings, structures and the forecast of catastrophic situations, as well as for laboratory research of samples rocks and building materials. The method for determining the state of prefracture is based on the laws of change in the generation of micro- and nanosized mineral particles depending on the load experienced by the object under study or applied to it.

Известны способы прогноза разрушения массива горных пород, использующие регистрацию сигналов электромагнитного излучения (ЭМИ) и последующий анализ их параметров (длительности, амплитуд, спектрального состава и др.), по результатам которого судят о наступлении состояния, предшествующего разрушению, а также устройства для их осуществления [1]. Недостатком указанных способов является низкая точность прогноза разрушения массива горных пород, связанная с неопределенностью критериев ЭМИ, характеризующих собственно процесс разрушения.Known methods for predicting the destruction of a rock mass using the registration of electromagnetic radiation signals (EMP) and subsequent analysis of their parameters (duration, amplitudes, spectral composition, etc.), the results of which judge the occurrence of the state preceding the destruction, as well as a device for their implementation [one]. The disadvantage of these methods is the low accuracy of the prediction of the destruction of the rock mass associated with the uncertainty of the EMR criteria characterizing the actual destruction process.

Для определения состояния, предшествующего разрушению строительных сооружений, используется способ контроля качества бетонирования строительных конструкций. Сущность этого метода состоит в том, что в свежеуложенную бетонную смесь устанавливают группу датчиков, производят регистрацию координат источников сигнала акустической эмиссии в объеме твердеющего бетона и по отсутствию координат сигналов определяют участки, незаполненные бетоном, по которым судят о качестве бетонирования [2].To determine the state preceding the destruction of building structures, a method for controlling the quality of concreting of building structures is used. The essence of this method is that a group of sensors is installed in the freshly laid concrete mixture, the coordinates of the acoustic emission signal sources are recorded in the volume of hardening concrete, and the areas that are not filled with concrete are determined by the absence of signal coordinates, which are used to judge the quality of concreting [2].

Недостатком данного способа является то, что он предназначен только для контроля качества бетонирования строительных конструкций и не может быть использован для оценки сложно-деформированного состояния сооружений, которые были возведены ранее.The disadvantage of this method is that it is intended only to control the quality of concreting of building structures and cannot be used to assess the difficultly deformed state of structures that were built earlier.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения изменений напряженного состояния массива горных пород во времени и устройство для его осуществления. Способ включает образование выработки или скважины, образующих измерительный объем, и измерение изменений напряженного состояния окружающего массива путем помещения в выработку или скважину датчиков ИК-излучения, по показаниям которых измеряют изменение мощности потока этого излучения, строят графики изменения мощности во времени и фиксируют моменты изменений напряженного состояния в зонах поверхности участков. В устройстве используются бесконтактные датчики ИК-излучения, размещенные в корпусе специальным образом для контроля определенных участков поверхности выработки или скважины [3].The closest in technical essence and the achieved result is a method for determining changes in the stress state of a rock mass in time and a device for its implementation. The method includes the formation of a hole or well that forms the measuring volume, and the measurement of changes in the stress state of the surrounding array by placing infrared radiation sensors in the hole or well, which are used to measure the change in the power flow of this radiation, build graphs of the change in power over time and record moments of changes in stress conditions in areas of the surface of the plots The device uses non-contact infrared radiation sensors placed in a housing in a special way to monitor certain sections of the surface of a mine or well [3].

Недостатком указанного способа также является низкая точность прогноза разрушения массива горных пород из-за неопределенности критериев ИК-излучения, характеризующих собственно процесс разрушения, необходимость предварительного знания теплофизических характеристик породы. Кроме того, этим способом невозможно исследование небольших образцов горных пород и строительных материалов. К недостаткам устройства следует отнести значительное число датчиков, требуемых для реализации способа, сложность анализа результатов измерений.The disadvantage of this method is the low accuracy of the prediction of the destruction of the rock mass due to the uncertainty of the IR radiation criteria characterizing the actual destruction process, the need for prior knowledge of the thermophysical characteristics of the rock. In addition, this method is impossible to study small samples of rocks and building materials. The disadvantages of the device include a significant number of sensors required for the implementation of the method, the complexity of the analysis of the measurement results.

Целью изобретения является повышение точности и достоверности определения состояния, предшествующего разрушению образцов горных пород, массива горных пород и строительных конструкций.The aim of the invention is to increase the accuracy and reliability of determining the state preceding the destruction of rock samples, rock mass and building structures.

Предлагаемый способ определения состояния, предшествующего разрушению горных пород и строительных сооружений, и действие устройства для его осуществления базируются на том факте, что с ростом нагрузки растет количество генерируемых с поверхности минеральных частиц в микро- и нанодиапазоне размеров. Это объясняется тем, что при увеличении нагрузки происходит рост дефектов неоднородно по образцу, и чем ближе напряжения к предельным напряжениям в образце или массиве горной породы (строительном материале или сооружении), тем больше прирост числа этих частиц. Размеры большей части генерируемых с поверхностей частиц превышают размеры «обычных» аэрозольных частиц, что приводит к тому, что медиана функции распределения по размерам регистрируемых при этом аэрозольных частиц сдвигается в сторону больших значений.The proposed method for determining the state preceding the destruction of rocks and building structures, and the operation of the device for its implementation are based on the fact that with increasing load, the number of mineral particles generated from the surface in the micro- and nanoscale sizes increases. This is explained by the fact that with an increase in the load, defects grow nonuniformly across the sample, and the closer the stresses to the ultimate stresses in the sample or rock mass (building material or structure), the greater the increase in the number of these particles. The sizes of most of the particles generated from the surfaces exceed the sizes of “ordinary” aerosol particles, which leads to the fact that the median of the size distribution function of the aerosol particles recorded in this case is shifted to larger values.

Указанная закономерность была доказана экспериментально на многих образцах горных пород и строительных материалов и иллюстрируется ниже на фиг.1.This pattern was experimentally proved on many samples of rocks and building materials and is illustrated below in figure 1.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 иллюстрируется эффект образования частиц с поверхности разрушающегося образца горной породы или строительного материала.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 illustrates the effect of the formation of particles from the surface of a collapsing rock sample or building material.

На фиг.1 представлены результаты измерения распределения по размерам частиц, образовавшихся при скалывании небольшого фрагмента образца доломита. Виден рост (в 2,7 раз) общего числа аэрозольных частиц, зарегистрированных при этом счетчиком и изменение медианы функции распределения с 0,6 мкм до 0,9 мкм (расчеты проводились без учета фона, т.е. данных по частицам 0,3-0,5 мкм).Figure 1 presents the results of measuring the size distribution of particles formed by cleaving a small fragment of a dolomite sample. One can see an increase (2.7 times) in the total number of aerosol particles registered with the counter and a change in the median of the distribution function from 0.6 μm to 0.9 μm (the calculations were performed without taking into account the background, i.e., particle data 0.3 -0.5 microns).

На фиг.2 приведена принципиальная схема устройства для определения состояния предразрушения массива горных пород (строительных сооружений), где 1 - объект исследования (массив горных пород или строительное сооружение), 2 - шпур, созданный в исследуемом объекте, 3 - счетчик аэрозольных частиц, 4 - первая пробоотборная трубка, 5 - вторая пробоотборная трубка, 6 - высокоэффективный воздушный фильтр, 7 - герметичная заглушка.Figure 2 shows a schematic diagram of a device for determining the pre-fracture state of a rock mass (building structures), where 1 is the object of study (rock mass or building), 2 is the hole created in the test object, 3 is the counter of aerosol particles, 4 - the first sampling tube, 5 - the second sampling tube, 6 - high-performance air filter, 7 - sealed plug.

На фиг.3 представлена принципиальная схема устройства для определения состояния предразрушения горных пород (строительных материалов), рассчитанная на исследование образцов. Кроме того, это устройство реализует способ определения состояния, предшествующего разрушению горных пород и строительных материалов, в котором в процессе периодического отбора проб воздуха из внутреннего объема сквозного отверстия исследуемый образец породы или материала дополнительно подвергается ступенчатому одноосному сжатию. На фиг.3 использованы аналогичные обозначения: 1 - объект исследования (образец горной породы или строительного материала), 2 - сквозное отверстие, созданное в исследуемом объекте, 3 - счетчик аэрозольных частиц, 4 - первая пробоотборная трубка, 5 - вторая пробоотборная трубка, 6 -высокоэффективный воздушный фильтр, 7 - герметичные заглушки.Figure 3 presents a schematic diagram of a device for determining the state of pre-fracture of rocks (building materials), designed for the study of samples. In addition, this device implements a method for determining the state preceding the destruction of rocks and building materials, in which, during the periodic sampling of air from the internal volume of the through hole, the studied rock or material sample is additionally subjected to stepwise uniaxial compression. In Fig. 3, the same notation is used: 1 - object of study (rock or building material sample), 2 - through hole created in the object under study, 3 - aerosol particle counter, 4 - first sampling tube, 5 - second sampling tube, 6 - highly effective air filter, 7 - tight caps.

На фиг.4 представлен пример реализации способа.Figure 4 presents an example implementation of the method.

Способ реализуется следующим образом. В способе определения состояния, предшествующего разрушению горных пород и строительных материалов, заключающемся в том, что в исследуемой породе или строительном материале предварительно создают измерительный объем, периодически регистрируют один или несколько параметров, характеризирующих состояние исследуемой породы или материала, и по его изменению судят о наступлении состояния, предшествующего разрушению, измерительный объем выполняют в виде шпура или сквозного отверстия, внутренний объем шпура или отверстия герметизируют таким образом, чтобы внутренний объем шпура или отверстия соединялся с атмосферой через высокоэффективный воздушный фильтр, после чего периодически отбирают пробы воздуха из внутреннего объема шпура или отверстия и фиксируют количество частиц, которые образовались в объеме шпура или сквозного отверстия, при этом в качестве параметров, характеризующих состояние исследуемой породы или материала, используют счетную концентрацию и функцию распределения по размерам частиц, генерируемых во внутреннем объеме шпура или отверстия исследуемой породы, или материала, а о наступлении состояния, предшествующего разрушению, судят по повышению счетной концентрации генерируемых частиц и по сдвигу в сторону больших значений медианы функции распределения частиц по размерам.The method is implemented as follows. In the method for determining the state preceding the destruction of rocks and building materials, which consists in the fact that a measurement volume is preliminarily created in the test rock or building material, one or more parameters characterizing the state of the test rock or material are periodically recorded, and the occurrence thereof is judged the state preceding the destruction, the measuring volume is performed in the form of a hole or a through hole, the internal volume of the hole or hole is sealed with so that the internal volume of the hole or hole is connected to the atmosphere through a high-performance air filter, after which air samples are periodically taken from the internal volume of the hole or hole and the number of particles that are formed in the volume of the hole or through hole is fixed, while as parameters characterizing the condition of the studied rock or material, use the calculated concentration and the size distribution function of the particles generated in the internal volume of the hole or hole of the studied Orod or material, and the occurrence state prior to the destruction judged by increasing the number density of the particles generated and the shift toward higher values of the median particle size distribution function.

Кроме того, в процессе периодического отбора проб воздуха из внутреннего объема шпура или сквозного отверстия исследуемая порода или материал дополнительно может подвергаться ступенчатому одноосному сжатию.In addition, during the periodic sampling of air from the internal volume of the borehole or through hole, the studied rock or material may additionally undergo stepwise uniaxial compression.

Пример реализации способа.An example implementation of the method.

Для определения состояния, предшествующего разрушению (предразрушению), использовалось устройство, изображенное на фиг.3. Образец доломита подвергался ступенчатому одноосному сжатию. Регистрация числа частиц и их дисперсного состава проводилась с помощью счетчика аэрозолей каждые 20 секунд. Результаты измерений представлены на фиг.4. По оси ординат отложено число частиц, генерируемых за время каждого единичного измерения (т.е. каждые 20 сек) для 6 различных диапазонов размеров частиц. По оси абсцисс отложено время (выраженное в порядковом номере последовательных измерений; каждое измерение длилось 20 сек). Во время измерений №5 (100 сек с момента начала измерений) и №23 (460 сек с момента начала измерений) на поверхности нагружаемого образца происходили сколы. В момент измерения №28 (5 мин 20 сек с момента начала измерений) образец полностью разрушился.To determine the state preceding the destruction (pre-destruction), the device shown in Fig.3 was used. The dolomite sample was subjected to stepwise uniaxial compression. The number of particles and their dispersed composition were recorded using an aerosol counter every 20 seconds. The measurement results are presented in figure 4. The ordinate shows the number of particles generated during each unit measurement (i.e., every 20 seconds) for 6 different particle size ranges. The abscissa shows time (expressed in the serial number of consecutive measurements; each measurement lasted 20 seconds). During measurements No. 5 (100 seconds from the moment of the beginning of measurements) and No. 23 (460 seconds from the moment of the beginning of measurements) chips occurred on the surface of the loaded sample. At the moment of measurement No. 28 (5 min. 20 sec. From the moment of the beginning of measurements) the sample completely collapsed.

Видно, что по мере роста нагрузки растет число генерируемых частиц, причем наиболее заметен рост числа более крупных частиц размером 1-5 мкм (на порядок и более). Число частиц растет по мере приближения к критической нагрузке и быстро падает после разрушения образца (генерация со свободных поверхностей прекращается).It is seen that as the load increases, the number of generated particles increases, with the most noticeable increase in the number of larger particles 1-5 microns in size (an order of magnitude or more). The number of particles increases as it approaches the critical load and rapidly decreases after the destruction of the sample (generation from free surfaces ceases).

Таким образом, повышение счетной концентрации генерируемых аэрозольных частиц и сдвиг в сторону больших значений медианы функции распределения частиц по размерам являются предвестниками состояния, предшествующего разрушению. Техническим результатом этого является возможность контроля состояния предразрушения не только образцов горных пород и строительных материалов, но и реальных объектов - массивов горных пород и строительных сооружений и конструкций, в особенности крупных подземных сооружений. На основании полученных результатов становится возможным также прогноз катастрофических ситуаций.Thus, an increase in the calculated concentration of generated aerosol particles and a shift towards larger median particle size distribution functions are precursors of the state preceding fracture. The technical result of this is the ability to control the pre-fracture state of not only rock samples and building materials, but also real objects - rock masses and building structures and structures, especially large underground structures. Based on the results obtained, it is also possible to forecast catastrophic situations.

Указанная цель в устройстве для определения состояния, предшествующего разрушению горных пород и строительных материалов, содержащем измерительный прибор и зонд, размещаемый внутри измерительного объема, созданного в горной породе или строительном материале, достигается тем, что в качестве измерительного прибора используется счетчик аэрозольных частиц, а зонд выполнен в виде двух пробоотборных трубок, продольные оси которых параллельны или совпадают, снабженных одной или более герметичными заглушками, причем на находящемся вне измерительного объема входном конце первой пробоотборной трубки установлен высокоэффективный воздушный фильтр, а выходной конец второй пробоотборной трубки присоединен ко входу счетчика аэрозольных частиц, при этом длина пробоотборных трубок выбирается таким образом, чтобы выходной конец первой пробоотборной трубки и входной конец второй пробоотборной трубки находились в противоположных сторонах измерительного объема.The specified goal in the device for determining the state preceding the destruction of rocks and building materials, containing a measuring device and a probe placed inside the measuring volume created in the rock or building material, is achieved by using an aerosol particle counter as a measuring device, and a probe made in the form of two sampling tubes, the longitudinal axes of which are parallel or coincide, equipped with one or more sealed plugs, and on the outside of the measuring A high-efficiency air filter is installed at the inlet end of the first sampling tube, and the outlet end of the second sampling tube is connected to the inlet of the aerosol particle counter, the length of the sampling tubes being chosen so that the outlet end of the first sampling tube and the inlet end of the second sampling tube are on opposite sides measuring volume.

Устройство работает следующим образом. В горном массиве или строительном сооружении 1 бурят шпур 2, который тщательно отчищают от мелкодисперсной пыли. Шпур (канал) можно образовать и другими способами, например, создав его при затвердевании бетона, заложив в бетон при сооружении резиновую трубку и затем вытащив ее после затвердевания.The device operates as follows. In a mountain range or building 1 drill a hole 2, which is carefully cleaned from fine dust. A hole (channel) can also be formed in other ways, for example, by creating it during concrete hardening, laying a rubber tube in concrete during construction and then pulling it out after hardening.

В шпур устанавливают пробоотборные трубки 4 и 5, пропустив их через герметичную заглушку 7. На находящемся вне объема шпура входном конце первой пробоотборной трубки 4 устанавливают высокоэффективный воздушный фильтр 6. Выходной конец второй пробоотборной трубки 5 присоединяют ко входу счетчика аэрозольных частиц 3.Sampling tubes 4 and 5 are installed in the hole, passing them through a sealed plug 7. At the outside end of the hole of the first sampling tube 4 located outside the volume of the hole, a high-performance air filter 6. The output end of the second sampling tube 5 is connected to the inlet of the aerosol particle counter 3.

Таким образом, внутренний объем шпура 2 оказывается герметизирован. При работе счетчика частиц 3 встроенный в него насос отбирает из внутреннего объема шпура пробу воздуха. Поступающий вследствие этого в объем наружный воздух проходит через высокоэффективный воздушный фильтр 6 и оказывается очищенным от частиц, что позволяет утверждать, что зарегистрированные счетчиком частицы генерируются именно при локальном образовании трещин и иных дефектов поверхности исследуемого объекта. Для организации лучшего пробоотбора (из всего внутреннего объема шпура) длина пробоотборных трубок выбирается таким образом, чтобы выходной конец первой пробоотборной трубки 4 и входной конец второй пробоотборной трубки 5 находились в противоположных сторонах шпура.Thus, the inner volume of the borehole 2 is sealed. During operation of the particle counter 3, a pump built into it takes an air sample from the internal volume of the borehole. As a result, outside air entering the volume passes through a high-performance air filter 6 and is cleaned of particles, which allows us to state that the particles registered by the counter are generated precisely at the local formation of cracks and other surface defects of the object under study. To organize better sampling (from the total internal volume of the borehole), the length of the sampling tubes is selected so that the output end of the first sampling tube 4 and the inlet end of the second sampling tube 5 are on opposite sides of the borehole.

Устройство (фиг.3) работает следующим образом. В образце 1 высверливается сквозное отверстие 3 (отверстие, как и шпур в предыдущем случае, можно создать и другими способами), которое тщательно отчищают от мелкодисперсной пыли, проверяют на герметичность и вставляют в него с одной стороны пробоотборную трубку 4 с высокоэффективным воздушным фильтром 6, а с другой стороны - вторую пробоотборную трубку 5, наружный конец которой соединяют со счетчиком аэрозольных частиц 3. Обе пробоотборные трубки при этом пропускают через герметичные заглушки 7. Таким образом, внутренний объем отверстия оказывается герметизированным.The device (figure 3) works as follows. In sample 1, a through hole 3 is drilled (the hole, like the hole in the previous case, can be created in other ways), which is carefully cleaned from fine dust, checked for leaks and inserted into it on one side of the sampling tube 4 with a high-performance air filter 6, and on the other hand, the second sampling tube 5, the outer end of which is connected to the counter of aerosol particles 3. Both sampling tubes are passed through the sealed plugs 7. Thus, the inner volume of the eye hole yvaetsya sealed.

Образец 1 подвергают ступенчатому одноосному сжатию (например, устанавливают между плитами пресса). При работе счетчика частиц 3 встроенный в него насос отбирает из внутреннего объема герметизированного отверстия пробу воздуха. Наружный воздух проходит через высокоэффективный воздушный фильтр 6 и поступает внутрь герметизированного отверстия уже очищенным от атмосферных аэрозольных частиц. Таким образом, счетчик регистрирует только частицы, генерируемые с поверхностей исследуемого образца. Оптимальный пробоотбор обеспечивается за счет того, что выходной конец первой пробоотборной трубки 4 и входной конец второй пробоотборной трубки 5 находятся в противоположных концах сквозного отверстия в образце.Sample 1 is subjected to step uniaxial compression (for example, installed between the plates of the press). During operation of the particle counter 3, a pump built into it takes an air sample from the internal volume of the sealed opening. Outside air passes through a high-performance air filter 6 and enters the sealed hole already cleaned from atmospheric aerosol particles. Thus, the counter registers only particles generated from the surfaces of the test sample. Optimum sampling is ensured by the fact that the output end of the first sampling tube 4 and the input end of the second sampling tube 5 are at opposite ends of the through hole in the sample.

Источники информацииInformation sources

1. Патенты РФ RU 2229597 C1, опубл. 27.06.2003, бюл. №18; RU 2338065 C1, опубл. 10.11.2008, бюл. №31; RU 2244126 C1, опубл. 10.01.2005, бюл. №1.1. Patents of the Russian Federation RU 2229597 C1, publ. 06/27/2003, bull. No. 18; RU 2338065 C1, publ. 11/10/2008, bull. No. 31; RU 2244126 C1, publ. 01/10/2005, bull. No. 1.

2. Патент РФ RU 2206088 от 10.06.2003, бюл. №16.2. RF patent RU 2206088 dated 06/10/2003, bull. No. 16.

3. Патент РФ RU 2135770 C1 от 09.07.1997, опубл. 27.08.99, бюл. №24 (прототип).3. RF patent RU 2135770 C1 dated July 9, 1997, publ. 08/27/99, bull. No. 24 (prototype).

Claims (3)

1. Способ определения состояния, предшествующего разрушению горных пород и строительных материалов, заключающийся в том, что в исследуемой породе или строительном материале предварительно создают измерительный объем, периодически регистрируют один или несколько параметров, характеризирующих состояние исследуемой породы или материала, и по его изменению судят о наступлении состояния, предшествующего разрушению, отличающийся тем, что измерительный объем выполняют в виде шпура или сквозного отверстия, внутренний объем шпура или отверстия герметизируют таким образом, чтобы внутренний объем шпура или отверстия соединялся с атмосферой через высокоэффективный воздушный фильтр, после чего периодически отбирают пробы воздуха из внутреннего объема шпура или отверстия и фиксируют количество частиц, которые образовались в объеме шпура или сквозного отверстия, при этом в качестве параметров, характеризующих состояние исследуемой породы или материала, используют счетную концентрацию и функцию распределения по размерам частиц, генерируемых во внутреннем объеме шпура или отверстия исследуемой породы или материала, а о наступлении состояния, предшествующего разрушению, судят по повышению счетной концентрации генерируемых частиц и по сдвигу в сторону больших значений медианы функции распределения частиц по размерам.1. A method for determining the state preceding the destruction of rocks and building materials, which consists in the fact that a test volume is previously created in the test rock or building material, one or more parameters characterizing the state of the test rock or material are periodically recorded, and judging by its change the onset of the state preceding the destruction, characterized in that the measuring volume is performed in the form of a hole or through hole, the internal volume of the hole or hole They are sealed so that the internal volume of the hole or hole is connected to the atmosphere through a high-performance air filter, after which air samples are periodically taken from the internal volume of the hole or hole and the number of particles that are formed in the volume of the hole or through hole is recorded, while as parameters characterizing the state of the studied rock or material, use the calculated concentration and the size distribution function of the particles generated in the internal volume of the borehole or from ERSTU investigated or rock material, and the occurrence state prior to the destruction judged by increasing the number density of the particles generated and the shift toward higher values of the median particle size distribution function. 2. Способ определения состояния, предшествующего разрушению горных пород и строительных материалов по п.1, отличающийся тем, что в процессе периодического отбора проб воздуха из внутреннего объема шпура или сквозного отверстия исследуемая порода или материал дополнительно подвергается ступенчатому одноосному сжатию.2. The method for determining the state preceding the destruction of rocks and building materials according to claim 1, characterized in that during the periodic sampling of air from the internal volume of the borehole or through hole, the test rock or material is additionally subjected to step uniaxial compression. 3. Устройство для определения состояния, предшествующего разрушению горных пород и строительных материалов, содержащее измерительный прибор и зонд, размещаемый внутри измерительного объема, созданного в горной породе или строительном материале, отличающееся тем, что в качестве измерительного прибора используется счетчик аэрозольных частиц, а зонд выполнен в виде двух пробоотборных трубок, продольные оси которых параллельны или совпадают, снабженных одной или более герметичными заглушками, причем на находящемся вне измерительного объема входном конце первой пробоотборной трубки установлен высокоэффективный воздушный фильтр, а выходной конец второй пробоотборной трубки присоединен ко входу счетчика аэрозольных частиц, при этом длина пробоотборных трубок выбирается таким образом, чтобы выходной конец первой пробоотборной трубки и входной конец второй пробоотборной трубки находились в противоположных сторонах измерительного объема. 3. A device for determining the state preceding the destruction of rocks and building materials, containing a measuring device and a probe placed inside the measuring volume created in the rock or building material, characterized in that the aerosol particle counter is used as the measuring device, and the probe is made in the form of two sampling tubes, the longitudinal axes of which are parallel or coincident, equipped with one or more sealed plugs, and on the outside of the measuring volume A high-performance air filter is installed at the inlet end of the first sampling tube, and the outlet end of the second sampling tube is connected to the inlet of the aerosol particle counter, the length of the sampling tubes being selected so that the outlet end of the first sampling tube and the inlet end of the second sampling tube are on opposite sides of the measuring volume.
RU2009128918/03A 2009-07-28 2009-07-28 Method for determining condition preceding destruction of rocks and building structures, and device for its implementation RU2418165C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009128918/03A RU2418165C2 (en) 2009-07-28 2009-07-28 Method for determining condition preceding destruction of rocks and building structures, and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009128918/03A RU2418165C2 (en) 2009-07-28 2009-07-28 Method for determining condition preceding destruction of rocks and building structures, and device for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009128918A RU2009128918A (en) 2011-02-10
RU2418165C2 true RU2418165C2 (en) 2011-05-10

Family

ID=44732840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009128918/03A RU2418165C2 (en) 2009-07-28 2009-07-28 Method for determining condition preceding destruction of rocks and building structures, and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2418165C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2561398C1 (en) * 2014-04-22 2015-08-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" Construction of monitoring geoecological well for air sampling
RU2657876C2 (en) * 2016-12-13 2018-06-18 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Комплексного Освоения Недр Им. Академика Н.В. Мельникова Российской Академии Наук (Ипкон Ран), Ru. Method for estimating the influence of the explosive impact on the stress-strain state of the rock massif

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1677304A1 (en) * 1988-12-02 1991-09-15 Московский Горный Институт Method of determination of stressed state of rock mass
RU2135770C1 (en) * 1997-07-09 1999-08-27 Шейнин Владимир Исаакович Method determining changes of stress condition of rock mass in time and device for its implementation
RU2137919C1 (en) * 1995-03-10 1999-09-20 Гомельский государственный университет им.Франциска Скорины Method for detection of seismic-dangerous rock mass
DE10008450C1 (en) * 2000-02-23 2001-09-27 Montan Tech Gmbh Test drilling to assess the risk of a rock fall at a coal mine uses high pressure water jets to drill into the mine seam with measurements of at least one drilling parameter to be correlated with the level of danger
RU2206088C2 (en) * 2001-05-10 2003-06-10 Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона" Method of quality control of building structure concreting
RU2261327C1 (en) * 2004-07-22 2005-09-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет) Method for loaded rock weakening determination

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1677304A1 (en) * 1988-12-02 1991-09-15 Московский Горный Институт Method of determination of stressed state of rock mass
RU2137919C1 (en) * 1995-03-10 1999-09-20 Гомельский государственный университет им.Франциска Скорины Method for detection of seismic-dangerous rock mass
RU2135770C1 (en) * 1997-07-09 1999-08-27 Шейнин Владимир Исаакович Method determining changes of stress condition of rock mass in time and device for its implementation
DE10008450C1 (en) * 2000-02-23 2001-09-27 Montan Tech Gmbh Test drilling to assess the risk of a rock fall at a coal mine uses high pressure water jets to drill into the mine seam with measurements of at least one drilling parameter to be correlated with the level of danger
RU2206088C2 (en) * 2001-05-10 2003-06-10 Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона" Method of quality control of building structure concreting
RU2261327C1 (en) * 2004-07-22 2005-09-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет) Method for loaded rock weakening determination

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2561398C1 (en) * 2014-04-22 2015-08-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" Construction of monitoring geoecological well for air sampling
RU2657876C2 (en) * 2016-12-13 2018-06-18 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Комплексного Освоения Недр Им. Академика Н.В. Мельникова Российской Академии Наук (Ипкон Ран), Ru. Method for estimating the influence of the explosive impact on the stress-strain state of the rock massif

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009128918A (en) 2011-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Diederichs et al. Measurement of spalling parameters from laboratory testing
Moradian et al. Detection of cracking levels in brittle rocks by parametric analysis of the acoustic emission signals
Khandelwal Correlating P-wave velocity with the physico-mechanical properties of different rocks
Wolf et al. Detection of crack propagation in concrete with embedded ultrasonic sensors
CN103994928B (en) A kind of mechanics acoustics joint test method of rock orientation extrusion fracture process
CN104897458A (en) Multiphase and multi-field coupling anchoring assembly deformation test system and method thereof
Kharghani et al. Investigation of the Kaiser effect in anisotropic rocks with different angles by acoustic emission method
US7043989B2 (en) Method and apparatus for testing installation quality in a grouted anchor system
CN104569158A (en) Rock mass quality classification and dynamic parameter estimation method based on blasting vibration test
CN101419144B (en) Micro-crack on site concrete strength detecting method and implementing device thereof
CN108344806A (en) A method of Rock Damage degree under blast action is calculated based on nuclear magnetic resonance
CN100495033C (en) Ultrasonic rebound method for comprehensive detection of mountain sand concrete compressive strength
Abdelhedi et al. Ultrasonic velocity as a tool for mechanical and physical parameters prediction within carbonate rocks
RU2418165C2 (en) Method for determining condition preceding destruction of rocks and building structures, and device for its implementation
JP3523806B2 (en) Defect inspection method in concrete structure
CN108802188B (en) Grouting fullness detection method and system based on sleeve surface excitation
Rokhlin et al. In situ ultrasonic measurement of crack closure
Kasal et al. Semi-destructive methods for evaluation of timber structures
CN111175128A (en) Compact sandstone tensile strength prediction method based on spectral analysis
Voznesenskii et al. On the evaluation of rock integrity around mine workings with anchorage by the shock-spectral method
Lacidogna et al. Masonry structures
RU2442120C2 (en) Method and device for measuring strain-stress state of rock masses and buildings
Šmak et al. Dowelled joints in timber structures experiment-design-realization
RU2260175C1 (en) Method of measuring thickness of ice layer at inner surface of pulp feed-line
RU2657876C2 (en) Method for estimating the influence of the explosive impact on the stress-strain state of the rock massif

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120729