СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД Советский патент 1970 года по МПК E21C39/00 

Известные сиособы определения механических свойств горных пород при дииа.ическом нагружении путем передачи образцу импульсов напряжения от волновода, служащего одщовременно измерительным устройством, не обеспечивают точности измерений и дают приближенные значения.

По предлагаемому способу с целью повышения точности измерений определение механических 1СВОЙСТВ производят при постоянной скорости деформаций, когда поперечное сечение образца и волновода равны, а падающий импульс, генерируемый в волноводе, наращивают по лИИейной зависимости.

На чертеже изображено устройство, осуществляющее предлага.емый способ.

Устройство состо.ит из пневматического копра 1-, ударника 2, волновода 3, выполненного в виде металлического стержня ностояниого по длине сечения, равного сечению образца 4, тензодатчиков 5, наклеенных на волновод 3 и образец 4, безынерционных осциллографов 6, регистрирующих показания тензодатчиков 5, опорной плиты 7 и центрирующего устройства 8 для соосной установки образца 4. При этом ударники 2 выполняются с различными радиусами кривизны ударяющей поверхности 9, обеспечивающими линейно возрастающий импульс, генерируемый в волноводе с различными углами наклона его переднего фронта.

Только при это-м условии скорость деформации образца 4 мол-:ет быть постоянной. Волновод 3 и образец 4 .имеют плоско-параллельпые торцы, перпендикулярные к их продольным осям, которые непосредственно перед опытом смазываются для устранения трения и притираются. Длина волновода 3 выбирается такой, чтобы, с одной стороны, сформировать в нем плоскую ударную волну, а с другой сторо 1ы, обеспечить раздельную регистрацию надающего и отраженного импульсов.

Пспытания образцов гориых пород проводятся следующим образом. Удариик 2 разгоияется копром / и наносит удар по волноводу 3, генерируя в нем импульс напряжений с параметрами , а , и , где ej -деформация

волновода под действием напряжений о, действующих в том сечении его, где наклеены тензодатчики 5; v - скорость частиц этого сечения. Ударная волна, дойдя до границы раздела «волновод-образец, отражается. Отраженный имнульс нараметры FJ, j ,

у, и несет на себе информацию о свойствах породы.

Зная нлотность породы ро и волновода pi а также модуль упругости волновода EI, осно вываясь «а теории одномерных волновых дви , можно рассчитать мехаиические характеристики породы по следующим формулам:

(f-

Р2 + 4 Pi а,, i (si + ei)

+ l

- F - I

- Cl

Pa

Здесь 82 - деформация образца; 02 - напряжения, вызывающие ег; 2 - модзль упругости образца. Зная ez и сг2, можно построить фундаментальную кривую (е2), по которой легко найти коэффициент пластичности Кпя- Кроме того, по этой кривой определяются пределы прочности на одноосное сжатие

Осж (или на одноосное растяжение dpac ) Скорость деформации образца к определяется простым дифференцированием деформации KZ по .времени.

Предмет изобретения

(2) (3)

Способ определения механических свойСтв образцов горных пород при динамическом нагружении путем передачи к образцу породы

импульсов напряжений от волновода и регистрации падающих и отраженных импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, определение механических свойств производят при постоянной скорости деформаций, когда поперечные сечения образца и волновода равны, а падающий имлульс, генерируемый в волноводе, наращивают по линейной зависимости.

T-S& Т