Способ определения прочностных и де-формационных характеристик горных пород

Способ определения прочностных и де-формационных характеристик горных пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соеетскнк

Соцнаанстичесмик

РЕСПУбИНК

< 1842128

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 230479 (21) 2757бб1/29-33 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

Опубликовано 30,06.81, Бюллетень Но 24

Дата опубликования описания 3006,81 (51)М. Кл.

Е 02 D 1/02

Государственный коинтет

СССР

0о деааи нзобретфннй н открытнй (53) УДК 820..17 (088.8) (72) Авторы изобретен и я

В.Л. Кубецкий и В,П. Колотухин

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерностроительный институт им. В.В. Куйбышева (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ

И ДЕФОРМАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ГОРНЫХ ПОРОД

2i. Изобретение относится к строительству и горному делу, преимущественно к гидротехническому строительству.

Известен способ определения прочностных и деформационных свойств связных грунтов, включающий изготовление цилиндрического образца, помещение его в камеру обжатия, приложение давления к боковой поверхности образца, замер деформаций и максимального разрушающего усилия (1) .

Однако это способ предназначен для испытания цилиндрического образца исследуемого материала и не может быть использован для определения характеристик прочности и деформируемости при сдвиге горных пород в условиях их естественного залегания.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ определения прочностных и деформационных характеристик горных пород, включающий изготовление целика грунта кольцевой формы, неразрывно связанного с основанием, приложение к нему крутящего момента, замер максимального крутящего момента и угла поворота в плоскости среза (21.

Недостатком данного способа яв5 ляется то, что он предназначен для определения прочностных и деформационных свойств грунта на сдвиг при приложении сжимающей нагрузки и не может быть использован для

1Q определения этих же свойств в случае приложения растягивающих усилий. цель изобретения - определение прочностных и деформационных свойств

15 горных пород одновременно при сдвиге и растяжении.

Указанная цель достигается тем, что перед приложением крутящего момента к целику грунта приклады20 вают вертикальное растягнвающее усилие и замеряют вертикальные его перемещения.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема осуществления предлагаемо25 го способа (схема приложения отрывающего усилия, а также крутящего момента); на фиг. 2 — разрез А-A на фиг. 1, Предлагаемый способ осуществляется .следующим образом.

842128

I где Н вЂ” мощность сжимаемого слоя; коэффициент Пуассона;

» — текущая координатау (;„)

К -; ) — табличный коэффициент. ;. г - йспользуя участок линейной зависимостИ М:= f())) на основе решения Щ

Йа поверхности горной породы при помощи специальной коронки обуривают кольцевой целик заданных размеров. При этом должно соблюдаться следующее соотношение.

»/» z, 06, где»„- внутренний радиус кольцевого целйка; » — наружный радиус. кольцевого целика.

При этом соотношении обеспечивается практически равномерное распределение как нормальных растягиваюших b>, так и касательных напряжений по плоскости контакта целика .с основанием,,что может быть показано на основе рассмотрения напряжен- )5 ного состояния с позиций сопротивления материалов. Горную породу внутри и вокруг целика разбирают. Целик грунта помещают в жесткую оболочку, например осуществляют его обетонирова- Щ ние. После этого к целину ступенями прикладывают вертикальное отрывающее усилие до заданной величины Ъ например, создавая давление в вертикальных домкратах, упирающихся в бетонную оболочку. Затем производят замер вертикальных перемещений подъема целика Ы„. Прикладывают сту.пенями крутящий момент М, например,, создавая давление в горизонтальных домкратах, упирающихся в бетонную оболочку, в.результате чего происходит поворот кольцевого целика вокРуг его центральной оси, и замеряют угол его поворота ф в плоскости среза, определяют максимальный крутящий .момент М, приводящий к сдвигу целика rio плоскости среза, а по нему— величину касательного напряжения,, Такие же испытания проводятся при Ъ и Ъ, в результате чего опре- 40 деляют б и

На основе полученных данных, используя участок линейной зависимости ц) = f(Ú ), определяют модуль дефоРмации при Растяжении на основе 45 решения теории упругости по следующей зависимости теории УпРУгости определяют модуль сдвига породы при растяжении С по следующей зависимости 0 (ap. iá 7 ф где — без Размерный ко Эффициент. величине максимального крутящего момента М, приводящего к разрушению основания, определяют предельное касательное напряжение о по сле-, дующей з ависимости (i=1,2,3 и т.д.)

По полученным данным строят зависимость U<=f(8p<), по которой определяют параметры прочности горной породы на сдвиг при растяжении.

Предлагаемый способ определения прочностных и деформационных характеристик горных пород при сдвиге в естественных условиях повышает точность определения параметров прочности пород при растяжении. Кроме того, появляртся возможность определения характеристик деформируемости при. сдвиге при действии растягивающих усилий, чтб позволяет повысить точность .расчета. некоторых конструкций гидротехнических сооружений, например оснований бетонных плотин.

Предлагаемый способ может быть использован для определения проч ности контакта бетон-бетон и бетонскала, что имеет важное значение для гидротехнических сооружений.

Формула изобретения

Способ определения прочностных и деформационных характеристик горных пород, включающий изготовление целика грунта кольцевой формы, неразрывно связанного с основанием,. приложение к нему крутящего момента и угла поворота в плоскости среза, отличающийся тем, что, с целью определения прочностных и деформационных свойств горных пород одновременно при сдвиге и растяже1 нии, перед приложением крутящего момента к целику грунта прикладывают вертикальное растягивающее усилие и замеряют вертикальные его перемеI щения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

1, Авторское свидетельство СССР

9 323705, кл ° G 01 N 3/24, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 654877, кл. Е 02 D 1/02, 1976, 842128

Тираж 693 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Закаэ 4992/26 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Малышев

Редактор М. Митровка Техредй.Асталош Корректор Н. Стец