Способ определения динамических модулей горных пород

 

ÄSUÄÄ1132219 A

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПЪЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3612487/25-28 (22) 01.07.83 (46) 30 ° 12.84. Бюл. В 48 (72) Г.Г.Зарецкий-Феоктистов и Г.Н.Танов (53) 620.179.16 (088.8) (56) 1. Карташов Ю.М. и др. Прочность и деформируемость горных пород. N., "Недра", 1979, с. 121-128.

2. Ямщиков Б.С. Методы и средства исследования и контроля горных пород и процессов. N., "Недра", 1982, с. 74-79 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ МОДУЛЕИ ГОРНЫХ ПОРОД, заклю-, чающийся в том, что через образец пропускают импульс ультразвуковых колебаний, измеряют скорость егО распространения и по ней .определяют динамический модуль, о т л и ч а юшийся тем, что, с . целью повышения информативности при работе с трещиноватыми материалами, образец предварительно подвергают гидростатическому сжатию, по скорости распространения ультразвуковых колебаний определяют динамический модуль на сжатие, возбуждают в образце резонансные колебания, определяют их параметры и по ним с учетом динамического модуля на сжатие определяют динамический модуль Йа растяжение.

1132219

- 2

Изобретение относится к области неразрушающих исследований материа-. лов с помощью ультразвуковых колебаний (УЗК/: и может быть использовано при определении динамических модулей раэномодульных материалов, в частности трещиноватых горных пород.

Известен способ определения упругих модулей материалов, заключающийся в том, что подвергают материал статической нагрузке, измеряют ее и деформацию материала и по этим параметрам определяют упругие модули f12.

Недостатком данного способа является ограниченная область применения, так как при решении ряда задач, )5 в частности при прогнозировании последствий горных ударов, землетрясений, необходимо знание динамических упругих модулей.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ определения динамических модулей горных пород, заключающийся в том, что через образец пропускают импульс УЗК, измеряют скорость его распространения и по ней определяют динамический модуль f23.

Однако этот способ характеризуется недостаточной информативностью при работе с трещиноватыми материалами, так как не представляется возможным одновременное определение динамических модулей на сжатие Е и растяжение Е

Цель изобретения †повышение информативности при работе с трещиноватыми материалами.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения динамических модулей горных пород, заключающемуся в том, что через 40 образец пропускают импульс ультразвуковых колебаний, измеряют скорость его распространения и по ней определяют динамический модуль, образец предварительно подвергают гид- 45 ростатическому сжатию, по скорости распространения ультразвуковых кблеФаний определяют динамический модуль на сжатие, возбуждают в образце ре зонансные колебания, определяют ихпа-, раметры и по ним с учетом динамического модуля на сжатие определяют динамический модуль на растяжение, Сущность способа заключается в следующем. 55

Образец трещиноватой разномодульной горной породы подвергают гидростатическому сжатию. Для большей точности измерений целесообразно выбрать величину гидростатического давления больше максимальной ампли60 туды напряжений в импульс УЗК (при использовании стандартных измерителей скорости УЗК, например УКБ-1м, целесообразно выбрать величину гидростатического давления не менее

0,1 МПа). Затем через образец пропускают импульс УЗК и измеряют .скорость его распространения по любой иэ известных методик, например по методике первого вступления. По из-., меренной скорости С распространения импульса УЗК определяют динами-, ческий модуль на сжатие по известной формуле

Е=С,-p «>,э Е, <,> где Ż— т»вЂ” эффективный динамический модуль упругости; усредненный период резонансных колебаний; мода резонансных колебаний, длина образца-.

Отсюда с учетом динамического мо+ дуля Е на сжатие определяют динамических модуль | на растяжение:

E». E+

2.ifE -VE

Если перечисленные операции предлагаемого способа повторить при различных уровнях гидростатического давления, то в результате получают зависимость динамических модулей на сжатие и растяжение от среднего напряжения. с

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить информатнв ность при работе с трещиноватыми материалами вследствие возможности оп+ где E динамический модуль на сжа тие, Cn — скорость распространения импульса УЗК;

Р— плотность горной породы, так как в условиях выбранного гидростатического сжатия вне зависимости от знака смещений в импульсе УЗК скорость C его фронта характеризуется тоЛько динамическим модулем на сжатие Г . После этого возбуждают в образце резонансные колебания, под воздействием которых материал попеременно проявляет свои динамические модули на сжатие E и растяжением что характеризуется некоторьим эффективным модулем, E =f(E,E ) . Определяют параметры резонансных колебаний, например их модуль И и усредненный период колебаний Т», который соответствует одномодульной породе с эффективным модулем E . Исходя из этих параметров, легко определяют эффективный модуль F по формуле

1132219

Составитель В.Гондаревский

Техред Ж. Кастелевич Корректор М. Леонтюк

Редактор N.Ïåòðoâà

Заказ 9783/37 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, ".(-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ределения динамических модулей на сжатие и растяжение, благодаря проведению измерений скорости УЗК импульсным и резонансным методами при гидростатическом нагружении образца.