Способ определения паспорта деформируемости горных пород

Способ определения паспорта деформируемости горных пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАСПОРТА ДЕФОРМИРУЕМОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД, основанный на нагружении образца горной породы ступенчато изменяющимися осевым и боковым гидростатическим давлениями, измерении величин напряжений и деформаций образца, по значениям которых определяют паспорт деформируемости горных пород, о т ли чающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости, образец при заданных значениях бокового давления последовательно нагружают осевым давлением до значений, соответствующих пределам длительной прочности, пределам кратковременной прочности, интенсивного спада несущей способности и остаточной прочности образца, причем при значениях осевого давления, соответствующих пределам длительной и кратковременной прочности, значения бокового давления увеличивают, а при значениях осевого давления, соответствуюupix интенсивному спаду несущей способности , и остаточной прочности, Зменьшают, при этом величины относительных продольной и.поперечной деформаций образца определяют из выражений ( на участке деформирования до предела длительной прочности образца, 4&)--((::-(:}-((,) на участке деформирования от предеI ла длительной прочности до предела кратковременной прочности образца, (Л (K«;- ;)(:VE,KE,-E)(;.). -. 4-3 3 j to на участке деформирования от предела кратковременной прочности до остаточной прочности образца; Q1 t,(,() О О) ))на участке деформирования в области остаточной прочности образца, му(;-)() (с)(с)(-с) ()М(Г-4),

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВаВВаЕТИКА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3766063/22-03 .(22) 03.07.84 (46) 30. 12. 85. Бюл. И - 48 (7i) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) К.A.Àðäàøåâ, Ю.M.Êàðòàøîâ, В.А.Коршунов и Б.В.Матвеев (53) 622.023.23(088.8) (56) Рекомендации по методам определения запредельных характеристик горных пород. Л, 198 1, с. 15.

Прочность и деформируемость горных пород. M. Недра, 1979, с. 96-101. (54 ) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАСПОРТА

ДЕФОРЫ1РУЕИОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД, основанный на нагружении образца горной породы ступенчато изменяющимися осевым и боковым гидростатическим давлениями, измерении величин напряжений и деформаций образца, по значениям которых определяют паспорт деформируемости горных пород, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения трудоемкости, образец при заданных значениях бокового давления последовательно нагружают осевым давлением до значений, соответствующих пределам длительной прочности, пределам кратковременной прочности, интенсивного спада несущей способности и остаточной прочности образца, причем при значениях осевого давления, соответствующих пределам длительной и кратковременной прочности, значения бокового давления увеличивают, а при значениях осевого давления, соответствую„„Я0„„1201506 А щих интенсивному спаду несущей способности и остаточной прочности, уменьшают, при этом величины относительных продольной и. поперечной деформаций образца определяют из выражений на участке деформирования до предела длительной прочности образца

У на участке деформирования от предела длительной прочности до предела кратковременной прочности образца

Е„(А )=(Й -Й ); (e („) (r. Я )(»-Я 2)

g 2» 2 на участке деформирования от предеsIa кратковременной прочности до остаточной прочности образца.

E,Ê=(",, ) (","(,) (",-") ("-" ) р 2 2 ° - 2 к Е З 3 . Е 3 на участке деформирования в области остаточной прочности образца, E y>y (g g ). (g jg } (g» »),(е» »). . (2 2 + f $ 2 „g > g > . И 3 + (g f) (е34 p"4) (Ц p 4) 120150б б 1 .631

1 1 Ч где Е (<ç ) э (з) — величины про" дольной и поперечной деформаций для заданного значения бокового давле43, замеренные значения продольной и поперечной деформаций начальное и конечное значения осевого напряжения на участках деформирования до предела длительной прочности; — индексы замерен

2 Э Ф ных начальных значений соответственно на участках деформирования до предела длитель- ной прочности, до предела кратковременной прочности, до остаточной прочности и в области остаточной прочности, — индексы замеренных конечных значений на укаэанных участках деформирования образца.

Изобретение относится к физикомеханическим испытаниям материалов, а именно к способам испытания образцов горных пород за пределом их прочности, и может быть использовано при определении паспорта деформируемости горных пород (семейства кривых деформирования пород как до, так и за пределом прочности при заданных уровнях напряженного состоя- 10 ния) .

Цель изобретения — снижение тру. доемкости способа.

На чертеже представлена схема испытаний при определении паспорта 15 деформируемости горных пород.

Способ осуществляют следующим образом.

Изготавливают образец цилиндричекой формы и помещают его в стаби- 2б лометр, например, типа 80ДОЗ, позволяющий осуществлять режим заданной регулируемой деформации образца в осевом направлении до полного разрушения при различных величинах боково- 2 го давления. Измерение осевой нагрузки на образец производят подкладным жестким динамометром, а измерение продолъных Е1 и поперечных Я деформаций — с помощью упругих экс2 тенэометров сопротивленйя, укрепленных на боковой поверхности образца.

Боковое гидростатическое давление

b> фиксируют манометром. Величины деформаций и давлений непрерывно регистрируются двухкоординатными пишущими потенциометрами ПДП-0,4 в виде двух графиков: разница между максимальным и минимальным главными напряжениями („ — 6 ) — продольная деформация „ и поперечная деформация (— продольная деформация K1 °

Пройэводят осевое нагружение образца при постоянном наименьшем из задаваемых величин бокового давления

6 до предельной длительности прочности образца, соответствующей заданному значению бокового давления

6 . Момент наступления указанного состояния фиксируют по показаниям

Е1 и Е на ПДП-0,4. В этот момент перо самописца находится в точке на графике Е„ †. Е, касательная к кривой деформирования иэ которой параллельна линиям постоянного объема, характеризующимся условием f„ =23>.

Затем поднимают уровень бокового давления до следующего по величине задаваемого значения 1з и аналогичным способом доводят образец до сле4

3 1 дующего предела длительной прочности и т. д. до тех пор, пока не достигают состояния предела длительной прочности, соответствующего наибольшему из задаваемых значений боково-. го давления 6Э. После этого разгружают образец от осевого Д и боко1 ного 6 давлений и повторяют описан" ную процедуру осевого деформирования образца со ступенчатым изменением заданных значений бокового гидро- статического давления 6 в моменты, соответствующие достижению об разцом состояния предельной кратковременной прочности. Моменты наступления указанного состояния фиксируют по показаниям величины (6

4з) и Е„ на ПДП-0,4. В этот момент перо самописца находится в точке, касательная к кривой нагружения иэ которои параллельна оси продольного деформирования Е„ . При достижении состояния предела кратковременной прочности при наибольшем из задаваемых значений бокового значения образец переводят в ,запредельное состояние и продолжают деформировать его на стадии интенсивного снижения несущей способности образца в заданном режиме продольного деформирования при ступенчатом изменении значения бокового гидростатического давления ЬЗ в убывающей последовательности до наименьшей иэ.задаваемых величины

65. При данном Ь образец деформируют до момента перехода его в состояние остаточной прочности, который фиксируют по показаниям Е и

1.

Е> на ПДП-0,4. В этот момент перо самописца рисует кривую деформирования, параллельную линиям постоянного объема. Затем поднимают уровень бокового давления до наибольшей из задаваемых значений Дэ и повторяют процедуру осевого деформи. рования образца при ступенчатом из201505 менении заданных значений величины бокового гидростатического давления 6> в убывающей по величине последовательности до наименьшего из задаваемых значений

Необходимые и достаточные для паспорта деформируемости породы величины относительных продольных

10 Е„(6 ) и поперечных Е (4 ) деформаций образца для заданных величин бокового гидроетатического давления

6з получают через текущие замеренные значения величин продольной Е

H поперечной Ез деформаций H замеренные начальные и конечные значения продольных и поперечных деформа-ций и осевого напряжения на участках деформирования до предельной длительной прочности (Е ", E j„" E"

Е11 „> 31)

1 1„3

Е ь у = Ф 4 „ OT предельной длительности до предельной кратковременной прочности (Ю", Е Е

c!2 ) э

Е Э ), от предельной кратковременной до остаточной прочности (f, j> „< и

1 Э

f, Е» Е ) и в области остаточной прочности образца (E 1 Е с 4 сjg

Э 1 Э

Е > ) из предлагаемых ,ческих соотношений.

Нарушение последовательности изменения заданных значений бокового гидростатического давления 6 на участках остаточной прочности образца приводит к увеличению продолЭ5 жительности испытания. Нарушение последовательности изменения 6 на предшествующих участках исключает использование предлагаемого способа при определении паспорта деформи40 руемости горных пород из-эа невозможности воспроизведения состояния предельной прочности для задаваемых значений 5, меньших достигнутых при испытании, или перехода образ45 ца из состояния интенсивного спада

его несущей способности в состояние остаточной прочности.

1201506

Составитель К.Лыков

ТехредТ.Дубинчак Корректор Л.Пилипенко

Редактор А.Orap

Тираж 481 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 7978/33

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4