Авторизация:
Логин:
Пароль:
  



АНОНС

ОБЗОР
О ПЕРСПЕКТИВНЫХ НАПРАВЛЕНИЯХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ СЕЙСМО-ДЕФОРМАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА В БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ НА КАРЬЕРАХ
Применение высокоточных электронных систем инициирования скважинных зарядов в горном деле вызвало необходимость уточнения выбора параметров буровзрывных работ с учетом...

ПОДРОБНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ УСТАНОВЛЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ТЕРМОБАРИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА СКОРОСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ



Для оценки напряжений в массиве пород ультразвуковыми методами использование в качестве измеряемого параметра скорости распространения продольных волн недостаточно из-за ее низкой корреляции с уровнем механических напряжений. Дополнительный учет температуры при ультразвуковых измерениях может повысить чувствительность натурных измерений. Рассмотрены методические аспекты получения зависимостей скорости распространения упругих волн в функции от давления и температуры на образцах горных пород в лабораторных условиях. Приведены два основных подхода для получения указанных зависимостей — измерение зависимости скорости от напряжений на фиксированных уровнях температуры и измерение зависимости скорости от температуры на фиксированных уровнях механического нагружения. Второй подход является более трудоемким, но не приводит к накоплению микродефектности в образце. Отмечена важность контроля достижения термического равновесия в образце (равенства температуры в центре и на поверхности). Экспериментально показана возможность косвенной оценки достижения такого равновесия по выполаживанию регистрируемой в процессе нагрева скорости распространения продольных волн. Уделено внимание вопросам постобработки полученных трехмерных зависимостей. Предложено их представление в виде семейства кривых, а также в виде трехмерных поверхностей. Получение последних возможно с применением полиноминальной регрессии (для оценки общего тренда) или с помощью интерполяции методами Шепарда или Криггинга. Приведен пример определения величины одноосного механического напряжения по измеренным значениям скорости и температуры и известной трехмерной зависимости.


Благодарность: Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, соглашение № 19-05-00152\19.

 

Для цитирования: Николенко П. В. Методические вопросы установления влияния термобарических воздействий на скорость распространения ультразвуковых колебаний в горных породах // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2019. – № 9. – С. 160–167. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-09-0-160-167.



Номер: 9
Год: 2019
ISBN: 0236-1493
УДК: 622.02:539.2
DOI: 10.25018/0236-1493-2019-09-0-160-167
Авторы: Николенко П. В.

Информация об авторах:
Николенко Петр Владимирович — канд. техн. наук, доцент, e-mail: petrov-87@mail.ru, НИТУ «МИСиС».

Ключевые слова:
Термобарические воздействия, образцы горных пород, эффект Пельтье, ультразвук, контроль, напряженное состояние.

Библиографический список:

1.        Ржевский В. В., Ямщиков В. С. Акустические методы исследования и контроля горных пород в массиве. — М.: Наука, 1973. — 224 с.



2.        Турчанинов И. А., Панин В. И. Геофизические методы определения и контроля напряжений в массиве. — Л.: Наука, 1976. — 163 с.



3.        Мамбетов Ш. А. Геоакустический контроль состояния массива горных пород вблизи горных выработок. — Фрунзе: Илим, 1978. — 172 с.



4.        Данилов В. Н., Шкуратник В. Л., Сирота Д. Н. Зависимость между акустическими характеристиками и напряжениями в массиве горных пород // Известия вузов. Горный журнал. — 1988. — № 2. — C. 1—6.



5.        Shea V. R. Elastic wave velocity and attenuation as used to define phases of loading and failure in coal // International Gournal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 1988, Vol. 25, no 6, pp. 431—437.



6.        Ostadhassan M., Tamimi N. Mechanical behavior of salt rock at elevated temperature // 48th US Rock Mechanics / Geomechanics Symposium, 2014, Vol. 3, pp. 1473—1480.



7.        Chryssanthakis P., Westerdahl H., Rose E., Rhett D., Pederson S. High temperature triaxial tests with ultrasonic measurements on Ekofisk chalk / 20th Century Lessons, 21st Century Challenges, 1999, pp. 573—578.



8.        Volarovich M. P. The investigation of elastiс and absorption properties of rocks at high pressures and temperatures // Tectonophysics, 1965, Vol. 2, no 2—3, pp. 211—217.



9.        Справочник по физическим свойствам минералов и горных пород при высоких термодинамических параметрах / Под ред. М. П. Воларович. — М.: Недра, 1978. — 265 с.



10.    Zhang R.-R., Jing L.-W., Ma Q.-Y. Experimental Study on Thermal Damage and Energy Evolution of Sandstone after High Temperature Treatment // Shock and Vibration, 2018, Vol. 2018, Article number 3845353.



11.    Shkuratnik V. L., Nikolenko, P.V., Koshelev A. E. Stress dependence of elastic P-wave velocity and amplitude in coal specimens under varied loading conditions // Journal of Mining Science, 2016, Vol. 52, no 5, pp. 873—877.



12.    Brotóns V., Ivorra S., Tomás R. Correlations between static and dynamic elastic modulus of a calcarenite heated at different temperatures // Rock Engineering and Rock Mechanics: Structures in and on Rock Masses — Proceedings of EUROCK 2014, ISRM European Regional Symposium, pp. 143—148.



13.    Vavilin V., Kolpakov V., Romanov Y., Kunakasov A., Urazgulov R. Strength properties, elastic modules and compressibility factors of rocks from oil fields LUKOIL-western Siberia // Society of Petroleum Engineers — SPE Russian Petroleum Technology Conference and Exhibition, 2016, pp. 2469—2489.



14.    Vinnikov V. A., Voznesenskii A. S., Ustinov K. B., Shkuratnik V. L. Theoretical models of acoustic emission in rocks with different heating regimes // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, 2010, Vol. 51, no 1, pp. 84—88.



15.    Nikolenko P. V., Nabatov V. V. Interference protection in geoacoustic control of critical stresses in rocks // Gornyi Zhurnal, 2015, Vol. 2015, no 9, pp. 33—36.



16.    Yao M., Rong G., Zhou C., Peng J. Effects of thermal damage and confining pressure on the mechanical properties of coarse marble // Rock Mechanics and Rock Engineering, 2016, Vol. 49, no 6, pp. 2043—2054.



17.    Николенко П. В., Шкуратник В. Л. Установка для ультразвуковых измерений на образцах геоматериалов в условиях термобарических воздействий // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 5. — С. 89—96.



18.    Shepard D. A two dimensional interpolation function for irregularly-spaced data // ACM National Conference, 1968, pp. 517—524.



19.    Oliver M. A. Krigging. A method of interpolation for geographical information systems // International journal of geographic information systems, 1990, Vol. 4, pp. 313—332.


вернуться назад
Карта сайта