Способ испытания горной породы для оценки энергоемкости ее разрушения Советский патент 1985 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к технике определения параметров свойств горных пород и может бытьрекомендовано для испытания искусственных материалов, в том числе композиционных.

Цель изобретения - упрощение и расширение области применения.

В качестве примера выполнения способа испытания горной породы для оценки энергоемкости ее разрушения с определением такого характера параметра, как плотность эффективной поверхностной энергии, может служить раскалывание кернов горных пород клином через надрез, выполненный поперек оси керна. В качестве опоры используют второй керн, идентичный первому, ориентированный поперек так, что при контактировании они взаимодействзтот как шар с плоскостью, имеющие одинаковые упругие свойства.

Ограниченная поверхность контакта раскалываемого образца с опорой деформируется по упругому закону вследствие большой кривизны взаимодействия С другой стороны, она оказывает малое сопротивление повороту разделяемых половин при раскалывании образца, в результате увеличивается жесткость системы нагружения и достигается симметричное движение трещины по заданному перемещению клина. В процессе нагружения записывают силовую диаграмму: нагрузка - перемещение клина измерительными средствами жесткой установки, например на диаграммном аппарате машины. После старта трещины нагрузка на силовой диаграмме непрерьгено снижается и контактна площадка между кернами постоянно уменьшается. Это дает синхронное соответствие передельной нагрузки и пятна контакта, оставляемого на копирке, помещаемой между кернами, по которому расчитывают сближение кернов и используют для расчета модуль упругости горной породы.

Для определения удельной работы разрушения требуется знать, насколько соответствует количество накопленной упругой знергии в образце величине, необходимой для образования новой поверхности раскола. Поэтому используют прямые зависимости между усилием перемещения клина и усилием раздвижения берегов трещины на ниспадающем участке, а также между перемещением клина после инициирования хрупкой трещины и деформацией раздвижения ее берегов. На этом основании перестраивают диаграмму в координаты: усилие раздвижения берегов трещины - деформация раздвижения.

На перестроенной диаграмме выделяют ниспадающий участок за предельной нагрузкой и, используя планиметрирование, расчитывают работу, которую относят к площади раскола и называют плотностью эффективной поверхностной энергии.

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ГОРНОЙ ПОРОДЫ 71ЛЯ ОЦЕНКИ ЭНЕРГОЕЖОСТИ ЕЕ РАЗРУШЕНИЯ, заключающийся в том, что плоскому образцу с надрезом придают повьпяенную начальную податливость, уменьшая ширину его поверхности поперек Зоны надреза по сравнению с шириной его опорной поверхности, и расклинивают в жесткой нагружающей системе по режиму старт остановка трещины в образце, записьшают силовую диаграмму расклинивания и упругие деформации образца, отличающийся тем, что, с целью упрощения и расширения области применения, устанавливают между образцом и опорой пластичную прокладку, дополнительно увеличивают податливость образца на всем пути движения трещины до опоры, уменьшая сопротивление путем сокращения площади контакта образца с опорой, выполняя криволинейной одну или обе контактирующие поверхности, при этом обеспечивают синхронное О) соответствие предельной нагрузке силовой диаграммы и упругой деформации на контакте, измеряемой по отпечатку на пластичной прокладке, и с учетом которой оценивают энергоемкость разрушения горной породы. 00