Способ определения напряженного состояния горных пород и строительных материалов

 

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

С Ц Л °

РЕСПУБЛИН

grsg . Е 21 С 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ еавкщ с i

47.7 (21) 342753 /22-03 (22 ) 15,04, 82 (46 ) 07.08.83 ° Бюл. и 29 (72) Е. . E. Яскевич(53 ) 622,289 (088. 8 ) (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР

И 548712, кл.. Е 21 С 39/00, 1977, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке и 3306338/22-03, кл. Е 21 С 39/00, 1981, (54)(57 j СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД И СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий от бор образцов, нагружение их до различных для каждого. образца значений ,напряжений на сжатие, выдержку до образования направленных повреждений ,еФ «» структуры, последующую разгрузку. и измерение физических характеристик, о т л и ч а ю щ и и а я тем, что,с целью IloBbllLIGHHR точности измерений, образцы нагревают до температуры нарушений сплошности материала, определяют средние значения коэффициента линейного расширения в направлении, перпендикулярном действовавшим напряжениям сжатия во всем диапазоне температур дпя каждого образца, а за величину действующего в массиве напряжения принимают напряжение, соответствующее начальному моменту уменьшения среднего значения коэффициента линейного рас" д ширения образцов.

1033737

ЗО

Изобретение относится к горной и строительной промышленнЬсти и предназначено для определения напряженного состояния горных пород в массиве и строительных материалов в конструкциях сооружений.

Известен способ определения напряженного состояния горных пород, включающий нагружение образцов, их последующую разгрузку и измерение физико-механических характеристик(1 ).

Недостатком этого способа является низкая точность измерений при испытаниях хрупких горных пород.

Известен способ определения напряженного состояния горных пород и строительных материалов, включающий отбор образцов, нагружение их до различных для каждого образца значений напряжений на сжатие, выдержку до оЬразования направленных повреждений. структуры, последующую разгрузку и измерение физических характеристик (2 j.

Недостаток известного способа зак,лючается в низкой точности измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерений

Указанная цель достигается тем, что согласно способу, включающему отбор образцов, нагружение их до различных для каждого образца значений напряжений на сжатие, выдержку до образования направленных повреждений структуры, последующую разгрузку и измерение физических характеристик, образцы нагревают до температуры нарушений сплошности материала, определяют средние значения коэффициента линейного расе ирения в направлении, перпендикулярном действовавшим напряжениям сжа,тия, ва всем диапазоне температур для каждого образца, а за величину действующего в массиве напряжения принимают напряжение, соответствующее начальному моменту уменьшения среднего значения коэффициента линейного расширения образцов.

На фиг. 1 представлена зависимост ь коэффициентов линей ного расширения порфиритов от температуры и величины действующих напряжений; на фиг. 2 - зависимость среднего ко эффициента линейного расширения пор фиритов от величины прикладываемой нагрузки; на фиг. 3- зависимость среднего коэффициента линейного рас- ширения цементного пескобетона от величины прикладываемой нагрузки, Способ осуществляют следующим образом.

Серию образцов, выбуренных из массива горных пород или строительных конструкций, подвергают длительному (до 14 сут) воздействию сжимающих нагрузок при-различных для каждог

ro оЬразца серии значениях сжимающих напряжений ° Затем образцы разгружают и проводят на образцах дидатомвтрические испытания для cHRтия кривых зависимости коэффициентов линейного расширения от температур в диапазоне от температуры выпаривания влаги (413 К ) до температуры, при которой наступает существенное нарушение сплошности структуры материала за счет теплового воздействия. После этого вычисляют средние значения коэффициентов линейного расширения в исследуемом диапазоне температур, и за величину действующего напряжения принимают напряжение сжатия, соответствующее начальному моменту уменьшения среднего значения коэффициента линейного расширения в каждом образце.

Пример1.Для определения напряженного состояния горных пород могут служить экспериментальные результаты исследований кернового материала порфи» рита,отоЬранного с глубины 600 м и .имею-" щего объемный вес -=2,9 ° 1(Гкг/м (уН=

=17,3 МПа ). Из отобранного керна диаметром 42 мм изготавли вают четыре образ40 ца высотой 20 мм, На первом образце проводят дилатометрические испыта. ния в диапазоне температур 413-773 К перпендикулярно оси выбуренного кер>м, Второй, третий и четвертый образцы загружают длительно действующей сжи45 мающеи нагруэкай, параллельно оси керна, составляющей соответственно 20,6, 50,7 и 109,6 ИПа, сроком на 2 сут, Характер кривых зависимости коэффициента линейного расширения от температу50 ры показан на фиг. 1, ломаная кривая зависимости среднего коэффициента линейного расширения от прикладываемых нагрузок сжатия показана на фиг. 2. Точка перелома кривой совпадает с действующим значением напряжений в массиве (yH). Для определения напряженного состояния строительных материалов могут слу3 1033737 жить экспериментальные результаты в диапазоне температур 413-573 К исследований образцов цементного перпендикулярно оси действующей пескобетона со средней прочностью нагрузки. Вторую, третью, четверна сжатие порядка 20 ИПа. Для экс- тую и пятую партии образцов загружапериментов используют кубики с разме- 5 ют длительно действующей сжимающей ром 20х20х20 мж. С помощью ультра- нагрузкой, составляющей соответстэвукового проэвучивания выделяют венно 4,1; 7,6; 11,2;и 16,4 ИПа cpooRTb равноценных партий, по 3-4 об- ком на две недели, после этого их резца в каждой. Все партии загружа" разгружают и испытывают в том же диют длительно действующей сжимаю- 10 апазоне температур. Результаты экспещей нагрузкой, составляющей 4;1 ИПа римента показаны на фиг. 3. Точка сроком на одну неделю. Затеи образ- перелома кривой совпадает с действуцы разгружают, и на первой партии ющим значением напряжения сжатия проводят дилатометрические испытания {4,1 ИПа ).

1033737 ,Ф у Ю, 1

f0

Ф

<Р4в g

Составитель Л. Березкина

Редактор А.Шишкина Техред N.Êàñòåëåâè÷ Корректор

Заказ 5588/37 Тираж 603. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откратий

113035, Москва. Ж-35, Раувская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r.. Ужгород, ул. Проектная, 4