Способ определения предела длительной прочности горных пород Советский патент 1990 года по МПК G01N3/60 

(Л

с:

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Цель изобретения - повышение производительности за счет уменьшения общего времени испытаний и одновременного испытания нескольких образцов. Образцы горной породы помещают последовательно то в холодную камеру, доводя их до температуры замерзания воды, то в термостат до температуры 15 - 20°С. Доказано, что после двадцати циклов замораживания-оттаивания образцы достигали предела длительной прочности. Затем к образцам прикладывали кратковременную разрушающую нагрузку, по которой судили о величине предела длительной прочности.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на прочность.

Цель изобретения - повышение производительности за счет уменьшения общего времени испытаний и одновременного испытания нескольких образцов.

Способ осуществляют следующим образом.

Предназначенные для испытания на длительную прочность образцы горной породы помещают в холодильную камеру, отрицательную температуру в которой поддерживают за счет испарения сухого льда. Кроме намечаемых к испытаниям образцов, в термостат помещают контрольный образец, внутри которого размещают термодатчик для замера температуры. Показания термодатчиков регистрируют мостом сопротивления. После достижения в контрольном образце температуры (-5)-(-6) С образцы вынимают из холодильной камеры и помещают в нагреватель, где выдерживают при 40-60°С до достижения контрольным образцом температуры 15-20°С. После этого операции многократно повторяют.

Исследования, проведенные на образцах различных горных пород, ких как мрамор, известняк, уголь, песчаник и т.д., показали, что для достижения предела длительной прочности образцами требуется различное количество циклов замораживания - оттаивания. При этом примерно на 15-17 циклах практически все испытанные образцы породы достигали предела длительной прочности.

ел

В предлагаемом способе с учетом каких-либо непредвиденных обстоятельств рекомендуется подвергать образцы 20-кратному замораживанию - оттаиванию, т,е0 20 раз заморозить и после каждого замораживания оттаять.

После этого образцы располагают eждy инденторами нагружающего устройства и нагружают кратковременной нагрузкой до разрушения. Напряжения, Зафиксированные в момент разрушения образца, принимают за предел его длительной прочности.

Определение длительной прочности образцов- мрамора предлагаемым способом осуществлялось следующим образом. К испытаниям было отобрано 5 образцов мрамора. Размеры образ- цов 41 мм и 82 мм„ В контрольном образце в центральной части было просверлено отверстие, в которое вставляли термодатчик ММТ-1, Диаметр отверстия 6 мм, глубина 40 мм. После того, как датчик был вставлен в отверстие, оно засыпалось мраморной кроткой и сверху заливалось эпоксидной смолойо Все образцы помещали в холодильную камеру, температура в которой составляла (-40)-(-45)6С. Холодильная камера представляла собо Деревянный ящик, обитый двумя слоями пенопласта и войлока Отрицательная температура в ней поддерживалась при помощи сухого Че- рез 30 мин после помещения образцов в холодильную камеру температура их составляла (-5)-(-6)°С0 Температура охлаждения (-5)-(-6)°С принята ив условия замерзания в образце свободной воды,, что дает дополнительную нагрузкуо После достижения этой температуры они вынимались из холодильСоставитель В.Лазарева Редактор А Шандор Техред М.Ходанич

Заказ 1442

Тираж 502

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

5

0

5

ной камеры и помещались в нагреватель, температура в котором составля ла 40-60°С , В нагревателе образцы выдерживались в течение 1 ч, при этом их температура составляла 12- 15 С. Образцы подвергались 20-кратному замораживанию - оттаиванию, после чего их испытывали на прессе БУ-47, нагружая кратковременной нагрузкой до разрушения. При этом величина напряжений, при которых образцы разрушались, составила в среднем по 5 образцам 40 МПа, Это значение напряжений и было принято за предел длительной прочности.

Сопоставление результатов с полученными по известным методикам показало хорошую сходимость. Отклонения не превышали 5%, Испытания 5 образцов продолжались в течение 2 сут, тогда как на испытание 5 образцов даже по ускоренной методике требуется 35-40 сут„

Формула изобретения

Способ определения предела длительной прочности горных пород, зак- лючающийся в том, что подвергают образец горной породы действию статической нагрузки и циклической в режиме растяжение-сжатие и определяют предел длительной прочности,о т л и- чагощий ся тем, что, с целью повышения производительности, циклическое растяжение и сжатие осуществляют путем замораживания и оттаивания образца, статическую нагрузку прикладывают после завершения циклов замораживания - оттаивания до разрушения, а о пределе длительной прочности судят по напряжению в момент разрушения.

Корректор Э.Лончакова

Подписное