Способ определения прочности горных пород на растяжение и образец для определения физико-механических свойств горных пород Советский патент 1981 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при определении прочностных, характеристик горных пород. Известен способ определения проч ности горных пород на растяжение, включакпций изготовление цилиндрического образца, установку его между пл тами пресса, нагружение образца до его разрушения, регистрацию разрушаю щей нагрузки и расчетное определение прочности | . недостатком известного способа яв ляется невысокая достоверность опред ления прочности и большая нестабильность результатов, получаемых для одной и той же горной породы.. Это обусловлено тем, что результаты испытаний зависят от длины плотного контакта сжимающих плит с образцом, что определяется точностью изготовления цилиндра из горной породы. Необходимо чтобы противоположные образуюш 1е боковой части цилиндра, через которые передается сжимающее усилие, были паралпельны. При самом тщательном при готовлении образцов плотное прилегание плиты по всей длине образца обеспечить практически невозможно. Кроме того, известный способ является недостаточно точным из-за того, что не обеспечивает основного требования - равномерной нагрузки по всей длине образующей цилиндра. Приложе1те нагрузки в одной или нескольких точках, имеющее место в способе, приводит к снижению истинных значений прочности на растяжение. Целью изобретения является увеличение точности и достоверности определения прочности. Цель достигается тем, что цилУ1НДрический образец выполняют с торцамн, имеющими сферическую заточку, устанавливают образец перпендикулярно плитам пресса и раскалывают его с образованием площади контакта в форме круга, после чего замеряют площадь разрыва образца, а прочность горных пород на растяже те определяют по формуле - 1й Кф - коэффициент формы,равный 0,318; коэффициент внутреннего трения; площадь разрыва образ2. ца, СМ Р - усилие сжатия образца, Такой способ может быть осуществлен применением образца, имеющим цилиндрическую форму. Отличие образца, позволял щего осу ществить этот способ, заключается в том, что торцовые поверхности цилинд ра выполнены в виде шарового сегмент соосной сферы, окружность основания которого является окружностью торцовой поверхности цилиндра, а радиус сферы больше радиуса цилиндра. На фиг. 1, 2, 3 и 4 проиллюстрирован предложенный метод. Сущность способа определения проч ности горных пород на растяжение заключается в следующем. Из подлежащей исследованию горной породы изготавливают образец 1 цилиндрической формы, у которого диаметр 2R равен высоте образца, а тор15)1 2 и 3 выполнены в виде шарового сегмента соосной сферы, окружность основания которого является окружностью торцовой поверхности цилиндра, а радиус сферы больше радиуса ци линдра (торцы 2 и 3 образца имеют сферическую заточку с радиусом, равм 1м 2R). Испытываемый образец 1 устанавливайт сферической поверхностью на неподвижную гладкую плиту пресса 4. При этом ось цилиндра перпендикулярна опорной плите пресса 4. На верхнюю сферическую поверхность торца. 3 образца воздействуют сжимаю щей силой (Pg) посредством другой гладкой плоской плиты пресса 5, при этом размеры плит прессов 4 и 5 бол ше возможной площади контакта, обра зующейся на образце 1. Образец 1 по вергают воздействию сжимающей силы до раскола образца с образованием н сферических поверхностях торцов 2 и площадей контакта 6 и 7 в форме кру После этого образец освобождают от действия нагрузки, измеряют площадь разрыва образца и вычисляют величин редельного напряжения на растяжени.е о формуле G-p. коэффициент формы, равный 0,318; коэффициент внутреннего трения; площадь разрыва образца, равная 2R X h -«-2 см , предельное усилие сжатия образца, кг. Способ позволяет существенно увеичить точность и достоверность опрееления прочности горных пород на растяжение вследствие исключения ошибок за неравномерности приложения нагрузки по длине образца. Кроме того, он дает возможность значительно повысить стабильность получения результатов вследствие снижения колебаний значений, вызванных неоднородным для разных опытов прилеганием плиты по всей длине образца. Формула изобретения 1.Способ определения прочности горных пород на растяжение, включающий изготовление цилиндрического образца, установку его между плитами пресса, нагружекие образца до его разрушения,регистрацию разрушающей нагрузки и расчетное определение прочности, отличающийся тем, что, с целью повьштения точности и достоверности определения прочности, цилиндрический образец выполняют с торцами, имеющими сферическую заточку устанавливают образец перпендикулярно плитам пресса и раскладывают его с образованием площади контакта в форме круга, после чего замеряют площадь разрыва образца, а прочность горных пород на растяжение определяют по формуле (Та. fSHTP PC , Р F где Кф - коэффициент , равный 0,318; коэффициент внутреннего трения; площадь разрыва образца, см , Pj - предельное усилие сжатия образца, кг. 2.Образец для определения 4изикомеханических свойств горных пород.

имеюащн цилиндрическую форму, отличающийся тем, что, G целью повьшения точности определения свойств горных пород, торцовые поверхности цилиндра выполнены в виде шарового сегмента соосной сферы, окружность основания которого является окружностью торцовой поверхности ци8707106

линлра, а радиус: сферы больше радиуса цилиндра.

Источники инфорйации,

5 принятые во внимание при экспертизе 1. Ильницкая К.И. и др. Свойства горных пород и методы их определения. М., Недра, 1969, с. 80-82.