Способ определения прочностных характеристик образцов горных пород по поверхностям ослабления и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области горного дели и предназначено для испытания образцов горных пород Цель изобретения - повышение достоверности определения прочности за счет создания напряженных состояний, характеризуемых сдвигом со сжатием, чистым сдвигом и сдвигом в идентичных условиях испытаний. При изготовлении группы образцов (0) 2 естественные или искусственные поверхности 3 ослабления ориентируют в различных образцах групш под разными углами относительно плоскости, перепендикулярной направлению нагрузки. Каждый О 2 размещают в матрице 1, выполненной в виде жесткой обоймы. Устанавливают в матрицу 1 вкладыши 5 в виде набора сменных пар одноступенчатых профилей с плоскопараллельными рабочими поверхностями, ширина которых выполнена различной в пределах величины матрицы 1, нагружают О 2 через вкладыши 5 одноосной нагрузкой. Из числа профилей подбирают для каждого О 2 такие, у которых ширина рабочей поверхности 6 равна расстоянию от (Л 00 : о сд о 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19> (11) (дц y G.ÎI М 3/24//Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3994610/22 — 03 (22) 19. 12. 85 (46) 15.08.87. Бюл. № 30 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектный и конструкторский институт горного дела цветной металлургии (72) В.Н.Попов, Б.В.Несмеянов, В.В.Присташ и Г.Н.Городничев (53) 620.176.24 (088.8) (56) Jamashlta Shigeru et al

J.Mining and Met. Inst Jap., 1983, 99, ¹ 1150, 1021-1027.

Протодьяконов М,М, и др, Механические свойства горных пород. М.: Изд-во АН СССР, 1963, с, 26-31, :(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ОБРАЗЦОВ ГОР&1Х ПОРОД

ПО ПОВЕРХНОСТЯМ ОСЛАБЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области горного дела и предназначено для испытания образцов горных пород, Цель изобретения — повышение достоверности определения прочности за счет создания напряженных состояний, характеризуемых сдвигом со сжатием, чистым сдвигом и сдвигом в идентичных условиях испытаний. При изготовлении группы образцов (О) 2 естественные или искусственные поверхности 3 ослабления ориентируют в различных образцах группы под разными углами относительно плоскости, перепендикулярной направлению нагрузки, Каждый

0 2 размещают в матрице 1 выполненной в виде жесткой обоймы. Устанавливают в матрицу 1 вкладыши 5 в виде набора сменных пар одноступенчатых профилей с плоскопараллельными рабочими поверхностями, ширина которых выполнена различной в пределах величины матрицы 1, нагружают О 2 через вкладыши 5 одноосной нагрузкой. Из числа профилей подбирают для каждого

О 2 такие, у которых ширина рабочей поверхности 6 равна расстоянию от

1330506 тации в 0 2 поверхности 3 и размещают вкладыши 5, по поверхности 3 создается напряженное состояние, характеризующееся сдвигом с сжатием, или чистым сдвигом, или сдвигом с отрывом. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. боковой грани 0 2 до следа поверхности 3 ослабгения 0 2. Профили сверху и снизу 0 2 устанавливают так, что одноосная нагрузка прикладывается к рабочим торцам 0 2 симметрично поверхности 3. В зависимости от ориенИзобретение относится к горному делу„в частности к испытаниям образцов горных пород, и может быть использовано для оценки прочности слоистых и трещиноватых массивов при расчете устойчивости открытых и подземных горных выработок.

Цель изобретения — повышение достоверности определения прочности эа счет создания напряженных состояний, характеризуемых сдвигом со сжатием, чистым сдвигом и сдвигом с отрывом в идентичных условиях испытаний.

На фиг.1 показано устройство для определения прочностныххарактеристик образцов горных пород по поверхностям ослабления, на фиг.2 — вкладьппи.

Устройство содержит матрицу 1 в виде жесткой обоймы, соответствующей форме образца 2 горной породы с поверхностью 3 ослабления, эластичные прокладки 4, установленные между образцом 2 и внутренней стенкой матрицы 1, и вкладьппи 5, выполненные в виде набора сменных пар одноступенчатых профилей с плоскопараллельными рабочими поверхностями 6, ширина которых выполнена различной в пределах величины матрицы 1. Вкладыши 5 установлены в матрице 1 с возможностью перемещения по направлению прилагаемой нагрузки.

Способ определения прочностных характеристик образцов горных пород по поверхностям ослабления и работа устройства осуществляются следующим образом.

При изготовлении группы образцов 2 естественные или искусственные по" верхности 3 ослабления ориентируют в различных образцах группы под разными углами относительно плоскости, IO

ЗО

40 перпендикулярной направлению нагрузки. Затем каждый из образцов 2 размещают в матрице 1, устанавливают в матрицу 1 вкладыши 5 в форме одноступенчатых профилей и нагружают образец 2 через вкладьппи 5 одноосной нагрузкой. При этом из числа сменных пар профилей подбирают для каждого образца 2 такие профили, у которых ширина рабочей поверхности 6 равна расстоянию от боковой грани образца

2 до следа поверхности 3 ослабления на рабочем торце данного образца 2.

Профили сверху и снизу образца 2 устанавливают так, что одноосная нагрузка прикладывается к рабочим торцам каждого образца 2 симметрично поверхности 3 ослабления. В зависимости от ориентации в данном образце

2 поверхности 3 ослабления и размещения вкладыш ей 5 по поверхности 3 ослабления создается напряженное состояние, характеризующееся сдвигом со сжатием или чистым сдвигом, или сдвигом с отрывом. При последовательном испытании группы образцов с различными ориентациями поверхностей ослабления и соответствующем подборе для них вкладышей 5 для каждого из образцов создается одно из указанных вьппе типов напряженного состояния в идентичных для всей группы образцов условиях испытаний„ Каждый из образцов 2 нагружают до разрушения, после разрушения фиксируют максимальную разрушающую нагрузку и замеряют площадь поверхности 3 ослабления, по которой произошло разрушение, Формула изобретения

1. Способ определения прочностных характеристик образцов горных пород

0506

puz z

Составитель В.Тальвойш

Техред И.Попович

Корректор С.Черни

Редактор Л.Повхан

Заказ 3574/44

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4 з 133 по поверхностям ослабления, включающий изготовление образцов правильной формы с поверхностями ослабления, приложение к каждому образцу одноосной нагрузки и разрушение образцов, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения прочности за счет создания напряженных состояний, характеризуемых сдвигом со сжатием, чистым сдвигом и сдвигом с отрывом в идентичных условиях испытаний, при изготовлении образцов естественные или искусственные поверхности ослабления ориентируют в различных образцах группы под разными углами относительно плоскости, перпендикулярной направлению нагруэкй, а одноосную нагрузку прикладывают к рабочим торцам каждого образца симметрично поверхности ослабления так, что ширина поверхности нагружения равна расстоянию от боковой грани образца до следа поверхности ослабления на его рабочем торце.

2. Устройство для определения прочностных характеристик образцов горных пород по поверхностям ослаб5 ления содержащее матрицу для образца, вкладыши, размещенные в матрице, и эластичные прокладки, о т л и ч аю щ е е с я тем., что с целью повышения достоверности определения прочности за счет создания напряженных состояний, матрица выполнена в виде жесткой обоймы, соответствующей форме образца, эластичные прокладки: предназначены для размещения между образцом и внутренней стенкой матрицы, а вкладыши выполнены в виде набора сменных пар одноступенчатых профилей с плоскопараллельными ра бочими поверхностями, установленных в матрице с воэможностью перемещения по направлению прилагаемой нагрузки, при этом ширина рабочей поверхности сменных пар профилей выполнена различной в пределах ве25 личины матрицы.