Исследование деформационных свойств горных пород в скважинах с применением прессиометров

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.