Способ испытания образцов горных пород

Способ испытания образцов горных пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горному делу, в частности к методам испытаний образцов горных пород в условиях, моделирующих напряженно-деформированное состояние массива. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей способа за счет моделирования напряженно-деформированного состояния объемов массива вблизи обнажения криволинейной формы. Образец горной породы кубической формы размещают между плитами нагружающего устройства установки трехосного сжатия. Затем производят предварительное обжатие образца по схеме σ<SB POS="POST">1</SB>&ast;98с<SB POS="POST">2</SB>&ast;98с<SB POS="POST">3</SB>. После этого напряжение σ<SB POS="POST">3</SB> по оси, совпадающей с направлением поперек горизонтальной выработки, поддерживают постоянным и одновременно нагружают образец по вертикальной оси. При этом режим деформации &epsi;<SB POS="POST">2</SB> по оси, совпадающей с направлением вдоль горизонтальной выработки выдерживают с помощью системы автоматического регулирования процесса деформирования, исходя из соотношения &epsi;<SB POS="POST">3</SB>/&epsi;<SB POS="POST">2</SB>=R/M, где &epsi;<SB POS="POST">3</SB> - относительная деформация образца по второй горизонтальной оси, R - расстояние от центра кривизны обнажения горного массива до исследуемого в нем объема

M - длина ребра исследуемого кубического объема горного массива. 4 ил.

союз советсних социАлистичесних

РЕСПУБЛИН

149 А1 (191 (111

51)5 E 21 С 39/00

ГОсудАРстВенный нОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ пРИ п нт (;-co (21) 4439178/23-03 (22) 10. 06, 88 (46) 23.04,90,Бкл. Ф 15 (71) Институт горного дела АН КазССР (72) Е.Г.Лезина (53) 620. 173.2 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1352056, кл, E 21 С 39/00, 1986„: (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к горному делу, в частности к методам испытаний образцов горных пород в условиях, моделирующих напряженно-деформированное состояние массива, Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей способа за счет моделирования напряженно-деформированного сос,тояния объемов массива вблизи обнажения криволинейной формы. Образец горной породы кубической формы размеИзобретение относится к горному делу, в частности к методам испытания образцов горных пород в условиях, моделирующих напряженно-деформированное состояние массива.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей sa счет моделирования напряженно-деформированного состояния объемов массива вблизи обнажения криволинейной формы.

На фиг.l показана кинематика деформирования объема горного массива вблизи прямолинейного протяженного обнажения; на фиг,2 - то же, вблизи выпуклого/обнаже1мя1 на фиг,3 - то щают между плитами чагружающего устройства установки трехосного сжатия.

Затем производят предварительное обжатие образца по схеме b >6<) 6>. Пос"

1 ле это го напряжение Q по оси, бо впадающей с направлением поперек горизонтальной выработки, поддерживают постоянным и одновременно нагружают образец но вертикальной оси. При этом режим деформации f > по оси, совпадающей с направлением вдоль горизонтальной выработки, выдерживают с помощью системы автоматического регулирования процессе деформирования исходя иэ соотношения с-3 / с < R/my где Я вЂ” относительная деформация

3 образца по второй горизонтальной оси;

R — расстояние от центра кривизны обнажения горного массива до исследуемого в нем объема; m — длина ребра исследуемого кубического объема горного массива. 4 ил. же, вблизи вогнутого обнажения; на фиг.4 — график зависимости Е,= les4

= f () испытаний кубических образцов ф

t при соблюдении кинематических условий деформирования вблизи прямолинейного (кривая 1), выпуклого (кривая 2) и вогнутого (кривая 3) обозначений при о = canst.

Осуществление способа испытания . В образцов горной породы иллюстриру- ай ется следующим примером, Обр as ец кубической форм| из песчано-цементной смеси с длиной ребра

5 см размещают между плитами нагружак щего устройства установки трехосно1559149 го сжатия, Затем производят предварительное обжатие образца по схеме

6 > 6>> 6 . После этого напряжение

t по оси, совпадаяцей с направлением по-5 перек горизонтальной выработки, поддерживают постоянным и одновременно нагружают образец по вертикальной оси, Заданный режим деформаций 6 определяют из соотношения 10 э/ г = R/m где Š— относительная деформация

2 образца по горизонтальной

15 оси, совпадакщей с направле" нием вдоль горизонтальной выработки;

Š— относительная деформация по второй горизонтальной оси (поперек выработки);

R - расстояние от центра кривизны обнажения горного массива до исследуемого в нем объема;

m — длина ребра исследуемого кубического объема горного массива.

Режим деформации поддерживают с помощью системы автоматического регулирования процесса деформирования

30 установки трехосного сжатия.

Величину соотношения 8>/Я = R/m, например, равную 5 задают исходя из конкретных условий данного массива горных пород, а именно иэ известных величин радиуса кривизны массива

R 10 м и длины ребра исследуемого кубического образца горной породы в массиве m = 2 м.

Постоянно контролируют деформации

f> образца, В определенный момент времени относительная деформация образца Яэ достигает величины 0,001,.что соответствует абсолютной деформации Д = 0,05 мм при длине ребра кубического образца 5 см, В этот момент времени система автоматического регулирования процесса деформирования доноДит напряжение по другой горизонтальной оси, совпадающей с направле50 нием вдоль горизонтальной выработки, до такой величины, при которой деформация образца E по этой оси равна 1

0,0002, что соответствует абсолютной деформации д = 0,01 мм, 55

Таким образом выдерживают заданный режим деформаций, определяеиай формулой Еь/Яф= R/m 5, причем

Д /Д =, /Я . Поэтому можно записать, что Е /Е = gä/д = К/m = 5 для конкретных условий данного массива горных пород при величине радиуса кривизны массива R = 10 м и длине ребра исследуемого кубического образца горной породы, в массиве m - =2.м, . При нагружении образца по вертикальной оси испытания доводят до запредельной области деформирования.

На все время испытания образца система автоматического регулирования установки трехосного сжатия .позволяет поддерживать постоянным соотношением деформаций Д / Д = Е /Г. =

= В./m = const.

Испытания образцов горных пород кубической формы позволяют моделироватьь напряженно-деформированное состояние. объемов горных пород вблизи обнажений выпуклой и вогнутой форм, Исследование образцов горных пород кубической форма, особенно при больших радиусах кривизны горного массива, дает достаточную точность и достоверность результатов испитаний.

Результаты испытаний искусственных образцов из песчано-цементной смеси приведены на фиг.4. Первый об . разец (кривая I) испытан цри R/m-»

-ю, т, е, при соблюдении кинематических условий деформировайия массива с прямолинейным обнажением. Второй образец (кривая 2) и третий (кривая 3) испытаны соответственно при соблюдении кинематических условий деформирования выпуклого и вогнутого обнажений, когда Еэ/ Я = R/m

=5 (R= 10миш=2м), Каквидно из графика, . массив с выпуклым обнажением является наименее, прочным.

Основным преимуществом предлагаемого способа испытаний образцов горных пород является возможность моделирования напряженно-деформированного состояния массивов с криволинейными обнажениями выпуклой и вогнутой формы и объемов целика, расположенных эксцентрично его оси, Способ позволяет оценивать устойчивость массивов пород с различными формами боковых обнажений.

Паспорт прочности, построенный по результатам испытаний образцов пред-, лагаемам способом, более точно отвечает паспорту прочности горного массива.

155 где Я

10 формула изобретения

Способ испытания образцов горных пород, кубической формы при трехосном сжатии, включакщий предваритель-ное обжатие образца с последующим нагружением по вертикальной оси при обеспечении в процессе испытания заданного режима деформации Е по одной горизонтальной оси, совпадающей с направлением вдоль горизонтальной выработки исследуемого массива, и постоянного напряжения 6 по другой горизонтапьной оси, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расши« рения функциональных возможностей за счет моделирования напряженно-де9149 6 формированного состояния объемов массива вблизи обнажения криволинейной форма, обеспечивают режим деформации Я исходя из соотношения

5 относительная деформация образца по второй горизон-тальной оси; расстояние от центра кривизны обнажения массива до исследуемого в нем объема; длина ребра исследуемого кубического объема горного массива, 1559149

Составитель В,Тальвойш

Редактор О,Головач Техред Л.Сердюкова Корректор, В,Кабадий

Тираж 389

Заказ 828

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101