Способ определения сопротивления сдвигу по трещинам скальных пород

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ СДВИГУ ПО ТРЕЩИНАМ СКАЛЬНЫХ ПОРОД, заключгиощийся в том, что в массиве скальной породы измеряют углы наклона выступов в трещинах и их высоту, из массива вырезают образец с естественной трещиной, разделяющей его на две части, измеряют углы наклона и высоту выступов в трещине образца, сдвигают части образца вдоль трещины при различных нормальных напряжениях и определяют предельную сопротивляемость сдвигу, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измеряют мощность заполнителя в массиве, определяют коэффициент заполнения трещин как отношение мощности .заполнителя к вы (Л соте выступов и послойно наносят заполнитель в трещину образца до равенства коэффициентов заполнителя трещин в образце и массиве.

СООЭ СОВЕТСНИХ еееяяя

РЕСПУБЛИН (191 (11).

ЗСЮ6 01 Н 3 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!

I . в

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3457693/25-28 (22) 21„.06.82 (46) 23.12.83. Бюл. Р 47 (72) С.Е.Могилевская, М.A.10äèíà и В.С.Владимирский (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.E.Âåäåíååâà (53) 620. 176. 24 (088. 8) (56) 1, Роза С.A. и др. Исследование механических свойств скальных оснований гидротехнических сооружений.. М., Энергия, 1967, с.320.

2. Могилевская С.Е. Повышение надежности определения параметров сопротивляемости сдвигу по трещинам. в скальных породах. - Материалы конференции и совещаний по гидротехнике Оценка и обеспечение надежности гидротехнических сооружений . . М., Энергоиздат, 1982, с.140-145 (прототип) ° (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ СДВИГУ ПО ТРЕЩИНАМ СКАЛЬНЫХ

ПОРОД, заключающийся в том, что в массиве скальной породы измеряют углы наклона выступов в трещинах и их высоту, из массива вырезают образец с естественной трещиной, разделяющей его на две части, измеряют углы наклона и высоту выступов в трещине образца, сдвигают части образца вдоль трещины при различных нормальных напряжениях и определяют предельную сопротивляемость сдвигу, о т л ичающий с я тем, что, с целью повышения точности, измеряют мощность заполнителя в массиве, определяют коэффициент заполнения трещин как Е отношение мощности .заполнителя к высоте выступов и послойно наносят заполнитель в трещину образца до равенотве коэФфициентов велолнктеля трещин в образце и массиве.

1062558

Изобретение относится к испытаниям материалов и может быть использовано при определении механических свойств скальных пород, например, во время строительства гидротехнических сооружений. 5

Известен способ определения сопротивления сдвигу по трещинам, заключающийся н том, что целик скальной породы в натурных условиях сдвигают по трещине Г1) . 10

Недостатками. данного способа являются высокая дороговизна и низкая информативность, так как испытания проводятся на единичных участках и не могут учесть изменение сопротивления сдвигу трещин в массиве.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения сопротивления сдвигу по трещинам скальных пород, эаключаю20 щийся в том, что в массиве испытуемой скальной породы измеряют углы наклона выступов в трещинах и их высоту, иэ массина вырезают образец с естественной трещиной, разделяющей

его на две части, измеряют углы наклона и высоту выступон в трещине образца, сднигают части образца вдоль трещины при различных нормальных напряжениях и определяют предельную сопротивляемость сдвигу (2), Недостатком известного способа янляется низкая точность, так как сдвиг частей образца по трещинам 35 происходит н условиях, не соответствующих реальным из-за того, что имеются различия мощности заполнителя н трещинах образца и массива, что приводит к резкому изменению коэффи- 40 циента трения в трещине и сопротивления сдвигу, Целью изобретения является повышение точности.

Для достижения указанной цели 45 согласно способу определения сопротивления сдвигу по трещинам скальных пород, заключающемуся в том, что н массиве скальной породы измеряют углы наклона выступов в трещинах и их высоту, из массива вырезают образец с естественной трещиной, разделяющей его на две части, измеряют углы наклона и высоту выступов в трещине образца, сдвигают части образца вдоль трещины при различных нормальных напряжениях и определяют предельную сопротивляемость сдвигу, измеряют. мощность заполнителя в массиве, определяют коэффициент заполнения трещин как отношение мощности заполнителя к высоте выступов и послойно наносят заполнитель в трещину образца до равенства коэффициентов заполнения трещин в образце и масси-, ве.

Способ осуществляют следующим образом.

В массиве на различных участках трещины производят измерения неровностей (рельефа) поверхности. Для этого в сечении, перпендикулярном плоскости трещины, воспроизводят профиль ее поверхности путем измерений расстояния от фиксированной в пространстве линии (базисной) до поверхности трещины.

По профилограмме измеряют углы

Of.мдс наклона выстУпов (Углы,. обРазованные участками профильной и баэисHoA JIHHHA) H BEi1coT j )I щ с BHOT7IIoB (максимальное расстояние по перпендикуляру между базисной линией и вершиной выступа) . Углы 1мдс измеряют в направлении, противоположном направлению сдвигающего усилия.

Проводят статическую обработку выборок Кмис и Ь щс с, измеренных на различных площадках поверхности изучаемой трещины, определяют средние значенияOf O ОиЬ 1с ссри строят кривые распределения Ф >дс и «1щас °

В массиве на различных участках трещины измеряют мощность (толщину)

1 1 ДС ЗаПОлнителя, Если трещина заполнена полностью, мощность заполнителя определяется как кратчайшее расстояние между стенками трещины. Если трещина заполнена частично, мощность определяют как толщину слоя (кратчайшее расстояние от его подошвы до кровли слоя), По выборке эначенийдмц определяют среднее значение мощностйд дс, .

По полученным значениям мощности заполнителя и высоты выступов определяют коэффициент заполнения трещин

4 масср н массиве мс с=, мыс ср

Иэ массива вырезают образец с естественной трещиной, разделяющей его на две части, В сечении, перпендикулярном поверхности трещины образца, измеряют параметры неровностей поверхности: высоту )I Ср выступон и углы Исаа(1 наклона.

Эти измерения выполняют аналогично измерениям рельефа поверхности трещин в массиве.

Для испытания используют образцы, удовлетворяющие следующим условиям: кривая распределенияЫр р идентична кривой распределенияМмо и of.oz< >

= Мсяс Ср

В массиве из трещины. отбирают пробу типичного заполнителя (суглинка, глины) нарушенного или естественного (с сохранением природной структуры) сложения. Доводят плотность и влажность пробы заполнителя до плотности и нлажности природного заполнителя трещины в массиве. Для этого .образцы заполнителя помещают в комп10б2558

Составитель Г. Рот ницкий

Редактор И.Николайчук Техред М.гностик Корректор М.Лемчик

Заказ 10208/43

Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 рессионный прибор и создают нормальные напряжения6 и влажность, соответствующие природным или заданным.

Сопоставляют измеренные высоты

Ьмд allpgp выступов на поверхности трещины в массиве и в образце, а затем предварительно уплотненный заполнитель послойно наносят в трещину до достижения такой толщины заполнителя, которая обеспечивает равенство коэффициентов заполнения трещин в образце и массиве (K

"Ъ. мас )При перенесении заполнителя сле- . дует также моделировать тип распределения заполнителя по трещинам в массиве путем его послойного наращивания параллельно стенке трещины, либо покрывая всю поверхность тре щины или только впадины.

После этого образцы устанавливают в компрессионно-сдвиговое устройство и сдвигают одну его часть отно5 сительно другой в заданном направлении при различных нормальных напряжениях. При этом определяют предельную сопротивляемость сдвигу 2qp которая является предельной и для

10 всех трещин в массиве с подобными параметрами.

Изобретение позволяет повысить точность определения сопротивления сдвигу по трещинам скальных пород за счет соблюдения подобия параметров трещин в массиве и в испытуемом образце.