Способ определения прочностных характеристик скального массива Советский патент 1989 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам определения прочностных характеристик скалного массива в полевых условиях.

Цель изобретения - повьшение точ- ности и достоверности результатов.

На фиг. 1 показан целик, вид в плане; на фиг. 2 - целик и распределение нагрузки, разрез.

Способ определения прочностных характеристик скального массива осуществляется следующим образом.

В скальном массиве изготавливаются два целика 1 с одинаковыми геомет рическими размерами в плане (а, а Ь, Ь2), но с различными углами наклона напорной грани ( , и /Зг). На напорную поверхность обоих целиков устанавливаются металлические плос-

кие штампы (не показаны) и прикладывается нормальная к поверхности нагрузка Р. Нагрузка прикладывается ступенями по 0,05 МПа до достижения максимального значения, при котором целики 1 разрушаются, а значения Р и Р соответственно для первого и второго целиков 1 фиксируются. Далее замеряются углы «:, и oi, между плоскостями скола и вертикальными гранями первого и второго целиков соответственно.

Исходя из значений Ы, , д, и Р, для первого целика и значений , и Р для второго целика рассчитьшают прочностные характеристики скального массива: сцепление С и коэффициент внутреннего трения породы tg tp по следующим формулам:

Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повьшение точности и достоверности результатов. В скальном массиве подготавливают два целика с одинаковыми геометрическими размерами в плане, но различными углами р, и PJ. наклона напорной грани. На напорные поверхности целиков устанавливают плоские штампы и прикладывают ступенчато возрастающие нагрузки до разрушения целиков. Затем измеряют углы ti и oi.2 между плоскостями скола и вертикальными гранями первого и второго целиков соответственно. Рассчитывают прочностные характеристики скального массива - сцепление С и коэффициент внутре-ннего трения породы tg q по формулам С (P,-P sinoi, sinoi. sin(eii+/ г-с Г -Э, )(Р -я1пЫг. sin(cii+ .) -P, sinoi,- sin(ci, + /i,)I ; tg4 |I(P2-sincij-COs(oii+ ) - -P,-sin об,- соз(Ы, + Э, ) /( sineijx nsin(i.j,+ ij) - P, sinc,-&in( oc,+, T , (Л где Р. , Р, а. -максимальные нагрузки на первом и втором целиках соответственно; -геометрические размеры целиков в плане. 2 ил.

P)-P; Sin(y:,-sin(x a-b

sin((+/3;,-,-j3.1

P., sino.sin(Di + /B.j) - P,.sint,,.siTi(ft;,+|0,)

tg{f P2: Sino6.cos(c(. + /3z) - P P.,,sin(i.siii(o(.i-4-|3,) - P

. .

где a, b - геометрические размеры

целиков в плане; ек1,, 062. - утлы между плоскостями скола и вертикальными гранями первого и вторго целиков соответствено;

Р углы наклона плоскости напорной грани первого и второго целиков соответственно;Р , Р - нагрузки на первом и

втором целиках соответственно.

Пример. Испытания проводились с двумя целиками одинакового размера (а, а Ь, Ъ 0,5 м), причем углы р у них соответственн составляли |3, R 10°.

При приложении к ним нагрузки Р получены максимальные ее значения Р, 171,8 тН и Pj 263,0 тН, при которых произошло обрушение целико породы. Углы ot соответственно составили , 21 и с 17,8. Подставляя эти значения в формулы (1) и (2), получшти значения параметро прочности данного скального массива: С 1,52 МПа, tg (р 0,91.

Изобретение позволяет повысить точность и достоверность результа

(2)

5

тов за счет возможности получения 0 различных значений напряженного состояния массива (различных соотношений касательного и нормального напряжений на первом и втором целиках) путем приложения разрушакщей силы к целикам под разными углами к напорной грани и одновременного определения параметров прочности (с и tgcp) в условиях естественного залегания пород.

Формула изобретения

Способ определения прочностнБк характеристик скального массива, включающий нагружение по напорной грани

5 целика породы, подготовленного в массиве, измерение нагрузки обрушения целика и расчет прочностных характеристик, отличающийся тем, что, с целью повьшгения точности

Q И достоверности результатов, дополнительно подготавливают в этом же массиве второй целик, имеющий размеры в плане, равные первому целику, и отличный от первого целика угол

, наклона напорной грани и проводят параллельно с первым целиком .нагружение второго целика, а расчет прочностных характеристик выполняют по соотношениям

PI P. sinotysin

tpCP Рг-51Пс г:С05(Ыг+/Зг) - Pi SJne. . COS(t«, +Э.)

P sinci.j-sin(eC2 + |f) - P,-sinot,-sin(oi,+P,,)

де С

tgcf

P p 1

a и b сцепление, МПа; коэффициент внутреннего трения породы; соответственно нагрузки на первом и втором целиках;

геометрические размеры целиков в плане, см;

Редактор С. Пекарь

Составитель В. Тальвойш

Техред М.Ходанич Коррекор Н, Король

Заказ 7146/25

Тираж 449

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

sin(o{ + -a:.-A)

P sinc 2-sin(oii+p.,) - P,-sin(;sin(od,+/J,)

od, иоб углы между плоскостями скола и вертикальными гранями первого и второго целиков соответственно;

ft, и 3 - углы наклона плоскости- напорной грани первого и второго целиков соответственно.

Фие.2

Подписное