Способ определения параметров длительной прочности горных пород Советский патент 1987 года по МПК G01N3/24 E21C39/00 

разца 1 (штампа, цели билизации СДВИГОВЫХ п

чести, и, соответстве

Изобретение относится к горному делу,, а именно к способам испытания горных пород на прочность сдвиговыми нагрузками.

Цель изобретен1 я - повышение точности и снижение трудозатрат.

На фиг. 1 представлена диаграмма нагружения (последовательность приложения нагрузок во времени) ца горного массива нормальной сжимающей () и касательной сдвигающей Т нагрузками; на фиг, 2 - характерные зависимости вертик.альных и и сдвиговых горизонтальных и,- перемещений

образца в зависимости от времени при 5 нагрузки 6 , образец действии нагрузок 6 и t ; на фиг, 3fO

t ; на фиг. схема нагру/хения образца.

Способ опред,еления параметров дли-- тепьной прочности горных пород осуществляют следующим образоМо

Образец 1 горного массива через штамп 2 и гидродомкрат 3 несколькими ступенями или в одну ступень посредством приложения силы Р нагр окают фик- сированной сжимающей нагрузкой 6, ве личину которой ззыбирают наибольшей в интервале давлений, при котором требуется определить параметры длительной прочности породы,, Далее образец 1 через упругий элемент, выполненный в виде гидродомкрата 4, посредством приложения силы Т нагружаются ступен- чатой сдвигающей нагрузкой t,, прикладываемой с произвольной скоростью.

ции величины сдвигающ которую можно рассмат жение равновесия межд силами сопротивления сдвигающей внещней на данном уровне сжимающ производят дальнейшее снижение сжимающей на пень до уровня 6. Пр величина удерживающи шилась за счет снижен

состояния равновесия вает сдвиговые деформ и связанное с ним пад щей нагрузки до велич до тех пор, пока сист новое состояние равно этого операцию повтор раз, пока не будет по зированное значение д 5 мающего напря: кения i каждой ступени сниясен нагрузки измеряют сдв щения ползучести и,,, и гающей нагрузки Т ,

30

По полученным знач ных нагрузок 15,|И соот значениям сдвигающих при которых бьша дост

По полученным значениям нормальных нагрузок 15,|И соответствующим им значениям сдвигающих нагрузок 1. , при которых бьша достигнута стаёилиВыдержка ступени At может состав 35 зация сдвиговых перемещений, строят

лять несколько минут, в процессе приложения нагрузки 7 измеряют горизонтальные сдвиговые 11 и вертикальные Ug перемещения образца 1. Нагружение продолжают до тех пор, пока не бу,цет 0 зафиксировано значительное увеличение сдвиговых перемещений и,- и перемещение образца в направлении, перпен,ди- кулярном плоскости сдвига;, т,е,по,цъем образца, который связан с разуплот- нением породы в процессе сдвига, в большинстве случаен: предшествуюш й разрушению. После этого производят снижение сжимающей нагрузки до величины ( перестают подкачивать дав-50 ление в гидродомкрате 4. Испытания ведут в ползуче-релаксационном режиме.

Падение давления в результате выдвижения щтока гидродомкрата 4 за счет развития во времени СДВИГОВЬЕ -55 перемещений образца 1 регистрируют по.манометру (не показан). В процессе опыта регистрируют перемещение обграфик, который будет близок к графику длительной прочности в осях 1-6, а по значениям сжимающих нагрузок б и по соответствующим им значениям сдвигающих нагрузок 1 определя ют параметры длитет ьной прочности при сдвиге.

Формула изобретения

Способ определения параметров, дли тельной прочности горных пород, заключающийся в нагружении образца или участка массива через щтамп или целик фиксированной сжимающей нагрузкой и ступенчатой сдвигающей нагрузкой, измерении действующих усилий и деформаций ползучести и определение по ним параметров длительной прочности, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности и снижения трудозатрат, приложение ступенчатой

3239132разца 1 (штампа, целика). После стабилизации СДВИГОВЫХ перемещений ползучести, и, соответственно, стабилизанагрузки 6 , образец

ции величины сдвигающей нагрузки t, которую можно рассматривать как достижение равновесия между внутренними силами сопротивления горной породы и сдвигающей внещней нагрузкой tjпри данном уровне сжимающей нагрузки , производят дальнейшее ступенчатое снижение сжимающей нагрузки на ступень до уровня 6. При зтом, так как величина удерживающих сил уменьшилась за счет снижения сжимающей

выходит из

состояния равновесия и вновь испытывает сдвиговые деформации ползучести и связанное с ним падение сдвигающей нагрузки до величины tj, т.е. до тех пор, пока система не придет в новое состояние равновесия. После этого операцию повторяют несколько раз, пока не будет получено стабилизированное значение действующего сжи- мающего напря: кения i ,,равное нулю.На каждой ступени сниясения сжимающей нагрузки измеряют сдвиговые перемещения ползучести и,,, и величину сдвигающей нагрузки Т ,

По полученным значениям нормальных нагрузок 15,|И соответствующим им значениям сдвигающих нагрузок 1. , при которых бьша достигнута стаёилизация сдвиговых перемещений, строят

график, который будет близок к графику длительной прочности в осях 1-6, а по значениям сжимающих нагрузок б и по соответствующим им значениям сдвигающих нагрузок 1 определяют параметры длитет ьной прочности при сдвиге.

Формула изобретения

Способ определения параметров, длительной прочности горных пород, заключающийся в нагружении образца или участка массива через щтамп или целик фиксированной сжимающей нагрузкой и ступенчатой сдвигающей нагрузкой, измерении действующих усилий и деформаций ползучести и определение по ним параметров длительной прочности, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности и снижения трудозатрат, приложение ступенчатой

сдвигающей нагрузки осуществляют через упругий элемент до фиксации перемещений образца в направлении, перпендикулярном плоскости сдвига, затем производят ступенчатое снижение сжимающей нагрузки и измеряют на каждой ступени сдвиговые перемещения ползучести и величину сдвигающей нагрузки, причем каждую следующую ступень снижения сжимающей нагрузки осуществляют после стабилизации сдвиговых перемещений, а по значениям сжимающих нагрузок и по соответствующим им значениям сдвигающих нагрузок определяют параметры длительной прочности при сдвиге.

и,

-f

(риг. 2

Изобретение относится к горному делу, предназначено для испытаний горных пород. Цель изобретения - повышение точности и снижение трудозатрат. Способ заключается в нагру- жении образца 1 через штамп 2 или целик фиксированной сжимаюш;ей нагрузкой (СИ) и ступенчатой сдвигающей наХУЛ у л ХА2грузкой (сен). Приложение ССН осуществляют через упругий элемент. 4 до фиксации перемещений образца в на- правлении, перпендикулярном плоскости сдвига. Это способствует разуплотнению породы и предшествует разруше нию. В процессе приложения ССН. ряют горизонтальные и вертикальные перемещения образца 1. Далее производят ступенчатое снижение СН и измеряют на каждой ступени сдвиговые перемещения ползучести и величину ССН. Каждую следующую ступень снижения СН осуществляют после стабилизации сдвиговых перемещений, т.е. . после достижения равновесия между внутренними силами сопротивления горной породы и внешней ССН при данном уровне СН..По значениям СН и по со- ответствующим им значениям ССН определяют параметры длительной прочности при сдвиге. 3 ил. О) со to 00 со со cpuff.3 у/ у

Редактор А. Лежнина

Составитель Л. Климов Техред- А.Кравчук

Заказ 2957/47Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/6

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,, 4

Корректор С.Черни