Способ определения сопротивления сдвигу по трещинам скальных пород Советский патент 1983 года по МПК G01N3/08 

Изобретение относится к испытаниям материалов и может бЕлть исполь эовано при определении механических свойств скальных пород, например, в время строительства гидротехнически сооружений. Известен способ определения сопротивления сдвигу по трещинам, заключающийся в том, что целик скальной породы в натурных условиях сдви гают по трещине l . Недостатками.данного способа являются высокая дороговизна и низкая информативность, так как испытания проводятся на единичных участках и не могут учесть изменение сопротивЛенин сдвигу трещин в массиве. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения сопротивления сдвигу по трещинам скальных пород, заключающийся- в том, что в массиве испытуемой скальной породы измеряют углы наклона выступов в трещинах и их вы соту, из массива вырезают образец с естественной трещиной, разделяюще его на две части, измеряют углы нак лона и высоту выступов в трещине об разца, сдвигают части образца вдоль трещины при различных нормальных на ряжениях и определяют предельную сопротивляемость сдвигу 2} , Недостатком известного способа является низкая точность, так как сдвиг частей образца по трещинам происходит в условиях, не соответст вующих реальным из-за того, что име ются различия мощности заполнителя в трепданах образца и массива, что приводит.к резкому изменению , коэффи циёнта трения в трещине и сопротивления сдвигу. Целью изобретения является повышение точности. Для достижения.указанной цели согласно способу определения сопротивления сдвигу по трещинам скальных пород, заключающемуся в том, что в массиве скальной породы измеряют углы наклона выступов в трещинах и их высоту, из -массива вырезают образец с естественной трещиной, разделяющей его на две части, измеряют углы наклона и высоту выступов в трещине образца, сдвигают, части образца вдоль трещины при различных нормальных напряжениях и определяют предельную сопротивляемость сдвигу, измеряют, мощность заполнителя в массиве, определяют коэффициент заполнения трещин как отношение мощности заполнителя к высоте выступов и послойно наносят заполнитель в трещину образца до : авенства коэффициентов заполнения в образце и массиве. / Способ осуществляют следующим образом. В массиве на различных участках трещины производят измерения неровностей (рельефа) поверхности. Для этого в сечении, перпендикулярном плоскости трещины, воспроизводят профиль ее поверхности путем измерений расстояния от фиксированной в пространстве линии (базисной) до поверхности трещины. По профилограмме измеряют углы наклона выступов (углы,, образованные участками профильной и базисной линий) и высоту h gj,выступов (максимальное расстояние по перпендикуляру между базисной линией и вершиной выступа). Углы оСллас змеряют в направлении, противоположном направлению сдвигающего усилия. Проводят статическую обработку выборок и,ддас и hfrtoic г измеренных на различных площадках поверхности изучаемой трещины, определяют средние значенияо ддд(.2риУ1масср строят кривые распределенияо лдас В массиве на различных участках трещины измеряют мощность (толщину) ймао заполнителя. Если трещина заполнена полностью, мощность заполнителя определяется как кратчайшее расстояние между стенками трещины. Если трещина заполнена частично, мощность определяют как толщину слоя (кратчайшее расстояние от его подошвы до кровли слоя) . По выборке значенийЗц ддОпределяют среднее значение мощностиdjugc p. По полученным значениям мощности заполнителя и высоты выступов определяют коэффициент заполнения трещин с)дло(Сср в массивеК,,( ч Из массива вырезают образец с естественной трещиной, разделяющей его на две части. В сечении, перпендикулярном поверхности трещины образца, измеряют параметры неровностей поверхности: высотуЬд р выступов и углыКоБр наклона. Эти измерения выполняют аналогично измерениям рельефа поверхности трещин в массиве. Для испытания используют образцы, удовлетворяющие следующим условиям: кривая распределенияоСдвр идентична кривой распределения ио оБрср .с .ср В массиве из трещины отбирают пробу типичного заполнителя (суглинка, глины) нарушенного или естественного (с сохранением природной структуры) сложения. Доводят плотность и влажность пробы заполнителя до плотности и влажности природного запол нителя трещины в массиве. Для этого образцы заполнителя помещают в компрессионный прибор и, создают нормальные напряжения6(35 и влажность, соответствующие природным или заданны.

Сопоставляют измеренные высоты Алас иИобр выступов на поверхности трещины в массиве и в образце, а затем предварительно уплотненный заполнитель послойно наносят в трещину до достижения такой толщины заполнителя, которая обеспечивает равенство коэффициентов заполнения трещин в образце и массиве (.

V Обр.

. мае )

При перенесении заполнителя следует также моделировать тип распределения заполйит.еля по трещинам в массиве путем его послойного нараидавания параллельно стенке третцины.

либо покрывая всю поверхность трещины или только впадины.

После зтого образцы устанавливают в компрессионно-сдвиговое устройство и сдвигают одну его часть относительно другой в заданном направлении при различных нормальных напряжениях. При этом определ5пот предельную сопротивляемость сдвигу 2пр которая является предельной и для всех трещин в массиве с подобными параметрами,

Изобретение позволяет повысить точность определения сопротивления сдвигу по трещинам скальных пород за счет соблюдения подобия параметров трещин в массиве и в испытуемом образце.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ СДВИГУ ПО ТРЕЩИНАМ СКАЛЬНЫХ ПОРОД, заключгиощийся в том, что в массиве скальной породы измеряют углы наклона выступов в трещинах и их высоту, из массива вырезают образец с естественной трещиной, разделяющей его на две части, измеряют углы наклона и высоту выступов в трещине образца, сдвигают части образца вдоль трещины при различных нормальных напряжениях и определяют предельную сопротивляемость сдвигу, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измеряют мощность заполнителя в массиве, определяют коэффициент заполнения трещин как отношение мощности .заполнителя к вы(Л соте выступов и послойно наносят заполнитель в трещину образца до равенства коэффициентов заполнителя трещин в образце и массиве.