Способ определения напряженного состояния горных пород и строительных материалов Советский патент 1983 года по МПК E21C39/00 

U9

Т

/j

7/

r.if

М)

773

fffj I Изобретение относится к горной и строительной промышленнЬсти и предназначено для определения напр женного состояния горных пород в массиве и строительных материалов в конструкциях сооружений. Известен способ определения нап женного состояния горных пород, включающий кагружение образцов, их последующую разгрузку и измерение физико-механических характеристикt Недостатком этого способа является низкая точность измерений при испытаниях хрупких горных пород. Известен способ определения нап женного состояния горных пород и строительных материалов, включающи отбор образцов, нагружение их до различных для каждого образца знач ний напряжений на сжатие, выдержку до образования направленных повреждений- структуры, последующую разгрузку и измерение физических х рактеристик 2 J. Недостаток известного способа з |ЛЮчается в низкой точности измерений. Целью изобретения является повы шение точности измерений . Указанная цель достигается тем, что согласно способу, включающему отбор образцов, нагружение их до различных для каждого образца значений напряжений на сжатие, выдерж ку до образования направленных повреждений структуры, последующую разгрузку и измерение физических х рактеристик, образцы нагревают до температуры нарушений сплошности материала, определяют средние значения коэффициента линейного расширения в направлении, перпендикул ном действовавшим напряжениям сжадия, BD всем диапазоне температур для каждого образца, а за величину действующего в массиве напряжения принимают напряжение, соответствующее начальному моменту уменьшения среднего значения коэффициента линейного расширения образцов. . На фиг. 1 представлена зависимость коэффициентов линейного расширения порфиритов от температуры и величины действующих напряжений; на фиг. 2 - зависимость среднего KO зффициента линейного расширения по фиритов от величины прикладываемой нагрузки; на фиг. 3- зависимость 372 среднего коэффициента линейного расширения цементного пескобётона от величины прикладываемой нагрузки. Способ осуществляют следующим образом. Серию образцов, выбуренных из массива горных пород или строительных- конструкций, подвергают длительному (до 1 сут) воздействию сжимающих нагрузок при-различных для каждог го образца серии значениях сжимающих напряжений. Затем образцы разгружают и проводят на образцах дилатометрические испытания для снятия кривых зависимости коэффициентов линейного расширения от температур в диапазоне от температуры выпаривания влаги ( К) до температуры, при которой наступает существенное нарушение сплошности структуры материала за счет теплового воздействия. После этого вычисляют средние значения коэффициентов линейного расширения в исследуемом диапазоне температур , и за величину действующего напряжения принимают напряжение сжатия, соответствующее начальному моменту уменьшения среднего значения коэффициента линейного расширения в каждом образце. Приме р 1 .Для определения напряенного состояния горных пород могут служить экспериментальные результаты сследований кернового материала порфирита,отобранного с глубины 600 м и имеюего объемный вес-2 2,9-1 17,ЗМПа), Из отобранного керна диаметром +2 мм изготавливают четыре образца высотой 20 мм. На первом образце проводят дилатометрические испытания в диапазоне температур 413-773 К перпендикулярно оси выбуренного кернга. Второй, третий и четвертый образцы загружают длительно действующей сжимающей нагрузкой, параллельно оси керна, составляющей соответственно 20,6, 50,7 и 109,6 МПа, сроком на 2 сут. Характер кривых зависимости коэффициента линейного расширения от температуры показан на фиг. 1, ломаная кривая зависимости среднего коэффициента линейного расширения от прикладываемых .нагрузок сжатия показана на фиг. 2. Точка перелома кривой совпадает с действующим значением напряжений в массиве (уН). Для определения напряженного состояния строительных материалов могут слу-.

жить экспериментальные результаты исследований образцов цементного пескобетона со средней прочностью на сжатие порядка 20 МПа. Для экспериментов используют кубики с размером 20x20x20 ми. С помощью ультразвукового прозвучивания выделяют пять равноценных партий, по З- образца в каждой. Все партии загружают длительно деиствущей сжимающей нагрузкой, составляющей ,1 МПа сроком на одну неделю. Затем образцы разгружают, и на первой партии проводят дилатометрические испытания

в диапазоне температур 13-573 К перпендикулярно оси действукщей нагрузки. Вторую, третью, четвертую и пятую партии образцов загружают длительно действующей сжимающей нагрузкой, составляющей соответственно k,; 7,6} 11,2;и 16,4 НПа сроком на две недели, после этого их разгружают и испытавают в том же диапазоне температур. Результаты эксперимента показаны на фиг. 3. Точка перелома кривой совпадает с действуI Ю1Ф1М значением напряжения сжатия (,1 МПа).

xfff

J3cfl/ff /r

.

-JtfA