Способ моделирования трещиноватости в образцах горных пород Советский патент 1988 года по МПК E21C39/00 

1

4 ГчЭ

Oi 01

4ib

Изобретение относится к горному делу и м. б. использовано в материаловедении и строительстве. Цель изобретения - повышение достоверности моделирования за счет создания тупиковых трещин (Т). Образец 1 горной породы (ГП) призматической формы помещают на основание 2 с пазом 3 и нагружают штампом 4, расположенным над пазом 3. В образце 1 ГП создается неравномерное знакопеременное напряженное состояние (НС) с зоной 5 растяжения, находящейся над пазом 3, и зоной 6 сжатия, расположенной под щтампом 4. При этом знакопеременное НС в образце 1 ГП создается по высоте последнего в продольных плоскостях, параллельных направлению прикладываемой к щтампу 4 нагрузки Р. При возрастании нагрузки Я на образец 1 ГП в заданном сечении образца 1 ГП изменяется характер знакопеременного НС и при критической величине напряжений растяжения, постоянных для данного образца ГП, происходит мгновенное прорастание Т 7 отрыва на глубину, определяемую положением границы зон 5, 6 растяжения и сжатия. Положение границы зон 5, 6 задают путем подбора паза 3 и щтампа 4. Перемещая образец 1 ГП после очередного нагружения, последовательно инициируют Т 7 на одной плоскости образца 1 ГП. Переворачивают последний и инициируют Т 7 на второй плоскости, выбирая сечения, расположенные между Т 7 первой плоскости. В результате создают модель образца ГП с заданной системой Т отрыва конечной длины. 3 ил. i СЛ

(Pu.f

Изобретение относится к горному делу, а более конкретно к области лабораторного исследования свойств горных пород, и может быть использовано в материаловедении и строительстве для исследования твердых материалов.

Цель изобретения - повышение достоверности моделирования за счет создания тупиковых трещин.

На фиг. 1 представлена схема реализации способа моделирования трещиноватости в образце горной породы; на фиг. 2 - образец горной породы с нанесенной системой трещин и отрыва и эпюрами распределения напряжений по сечениям; на фиг. 3 - эпюра роста напряжений растя- жения в образце, приводящих к прорастанию трещины отрыва.

Способ моделирования трещиноватости в образцах горных пород осуществляется следующим образом.

Образец горной породы призматичес- кой формы помещают на основание 2 с пазом 3 и нагружают щтампом 4, расположенным над пазом 3. При этом в образце 1 создается неравномерное знакопеременное напряженное состояние с зоной 5 растяже- ния, находящейся над пазом 3, и зоной 6 сжатия, расположенной под щтампом 4, причем напряженное состояние в образце 1 создается по высоте последнего в продольных плоскостях, параллельных направлению прикладываемой к штампу 4 нагрузки Р.

При возрастании на образец нагрузки Р, передаваемой от штампа 4, в. заданном сечении образца изменяется характер знакопеременного напряженного состояния (фиг. 3) и при критической величине напряжений 0ц, растяжения, постоянных для данного образца горной породы, происходит мгновенное прорастание трещины 7 отрыва на глубину, определяемую границей зон, растяжения 5 и сжатия 6. При этом положение границы зон растяжения 5 и сжатия 6, определяющей глубину трещины 7 отрыва, прорастающей в зоне б растяжения, задают путем подбора размеров паза 3 основания 2 и штампа 4.

Перемещая образец 1 после очередного нагружения, последовательно инициируют

трещины 7 в верхней плоскости образца i (фиг. 2), создавая в заданных,сечениях напряженное состояние, характеризуемое эпюрами 8 а-д. При инициировании трещин 7 в нижней плоскости образца .1 (фиг. 2) выбирают сечения, расположенные между трещинами 7 в верхней плоскости образца 1, и создают в них напряженное состояние, характеризуемое эпюрами 9 а-г. Порядок создания трещин отрыва заданной глубины при этом аналогичен указанному, отличие заключается только в перемене областей растяжения и сжатия в образце 1 на противоположные.

В результате последовательного проведения указанных операций создают модель образца горной породы с заданной системой трещин отрыва конечной длины.

Использование предлагаемого способа позволяет создавать трещины отрыва с естественной поверхностью без применения инициирующих надрезов, дает возможность наносить системы трещин с заданными, параметрами (частотой, углом наклона и т. д.), при этом возможность получать трещины отрыва заданной глубины позволяет проводить последующие механические испытания не на составных, а на связных образцах.

Формула изобретения

Способ моделирования трещиноватости в образцах горных пород заключающийся в том, что образец призматической формы по.мещают на основании с пазом и нагружают штампом, расположенным над пазом, создают в образце неравномерное знакопеременное напряженное состояние с чередованием зон растяжения и сжатия, отличающийся тем, что, с целью повыщения достоверности моделирования за счет создания тупиковых трещин, создают неравномерное знакопеременное напряженное состояние по высоте образца в продольных плоскостях, параллельных направлению прикладываемой нагрузки, и задают положение границы зон растяжения и сжатия, определяющее глубину трещины, путем подбора размеров паза основания и штампа.

C3K...

Фи2.2

о ...

Фб/ г.З