Способ определения прочности массива

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРОЧ ОСТИ МАССИВА, ос1- овапнын на измереин -: нормального давлен1 я и предельного сопротивления сдвигу, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, определяют напряженное состояние перемычки, образованной между скважинами, создают нагрузку, приводящую к требуемому напряженному состоянию перемычки, а затем пpиклa ;ывают сдвигающую до разрушения перемычки и по соотношенио измеренных величин судят о прочности. LjLL - о i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦйАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

E 21 С 39/00 б ., »y)gj»Ц»» Д

» .» и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3545578/22-03 (22) 26.01.83 (46) 07.05.84. Бюл. и 17 (72) Г.С.Клецель (71) Всесоюзный ордена Ленина проектно-изыскатепьский и научно-исследовательский институт Гидропроект им. С,Я.Жука (53) 622.235(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 514929, кл. Е 02 D 1/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

N» 872638, кл. Е 02 D 1/02, 1981 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧИОСТИ МАССИВА, основанный на измере»пн» нормального давления и предельного сопротивления сдвигу, î -..л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, определяют напряженное сос0

1 тояние перемычки, образованной между скважинамн, создают нагрузку, приводящую к требуемому напряженному состоянию перемычки, а затем прикладывают сдвигающую до разрушения перемычки и по соот»»он»енто»»з»»ере»»»»ых величин судят о прочности.

1090872

Изобретение относится к инженерна-геологическим изысканиям в горном деле и может быть использовано для огределения несущей способности оснований сооружений и элементов систем 5

Разработки месторождений полезных ископаемых, работающих при сложном напряженнОм состоянии а

Иэ ве с те и спо со б определения прочности грунта, включающий погружение в него зонда, измерение нормального давления грунта и сопротивления ега сдвигу па боковой поверхности при повороте зонда, выполненного в виде крыльчатки (1) .

Недостаток данного способа состоит в ограниченной области применения, так как он позволяет измерять прочность только при одном виде напряженнога .состояния и не может быть использован для определения свойств

Прочных грунтов и горных пород (ввиДу трудности внедрения и поворота занда в них).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спасюб, основанный на измерении нормальI нога давления и предельного сопротивления сдвигу (2) .

Оп,,ака изве-тный способ применим

Для oII! Ределения прОчнОсти тОлькО рыхлых гар1!Ых парад Кроме Toга > при атом способе варьируют только величину пармальнога давления р Б связи 35 с че-:, с е-о помощью невозможно достоверна определять прочность пород в сложном напряженном состоянии, возникаю.цем Б окрестности таких сооружений, как фундаменты, шлюзы, платины 10. и т., I« Этим «буславлена низкая ТОч

НОСТЬ

Пол изобретения - повышение тачна с" i. 45

:lot T3HJ ен:.ая цель достигается TeNÐ способу определения прачНос гiи i .ассива,, оснОБаннОму на измере

-Iv» нормального давления и предельHcI«o .ОНРОтив„:ения сдвкгу„ Определяют напряжеHIIoB состояние перюйочки > абра эовапнай между скважинами, создают нагрузку„приводящую к требуемому нпр::.:OHHîi у состоянию перемычки, а

5ъ зато;. ппикладываюг сдвигающую до разрушения пср -.;мь|чки и па соотношению и 3IIcрб нных величии судят а прочнОсти

На чертеже представлена схема, поясняющая осуществление способа.

На схеме обозначены скважина 1, прооуренная в исследуемом массиве 2, в которую помещен расширяемый зонд 3, состоящий из независимых компонент 4 и 5, скважина 6, изменяющая напряженно-деформированное состояние окрестности скважины 1, созданное естественными напряжениями 7, действующими в массиве 2, и перемычка 8 между скважинами 1 и 6.

Способ осуществляется следующим образом.

В начале бурят скважину 1, в которую помещают многокомпонентный расширяемый зонд 3. Вблизи скважины 1 бурят скважину 6 или иную полость (например, выработку), причем скважина 1 расположена на расстоянии 1,2 — 2,5 диаметра второй иэ них, которая изменяет картину напряжений в окрестности скважин 1 и 6, в частности, в перемычке 8 между ними. Поле напряжений в ней можно определить па изменению нормального давления на компонентах зонда 3. Изменяя давления в компонентах 4, создают в перемычке 8 нагрузку, приводящую к требуемому напряженному состоянию. Затем, постепенно повышая нагрузку на перемычку 8 с помощью компоненты 5, добиваются ее разрушения, а чем судят па резкому изменению давления на компоненты зонда и по соотношению иэмерепных величин судят а прочности массива.

П р и м - p. Определение несущей способности междукамериагo целика.

Работы проводят в междукамерном целике панели И-5 на глубине 90-93 м.

Породы целика — песчаник серый среднеэернистый с прочностью образцов на сжатие 6,.„ =2 100 кг/см, на растяжение бр =-100 кг/см и модулем Юнга

Е„.=-S 7х10,5 кг/см . Всего проводят

36 опробований. Скважину 1 бурят диаметрам 72 мм с помощью станка ГП-1, Hd расстоянии 1,2 M oT устья помещают двухкампанентный гидрадеформометр, создают с его помощью равномерную нагрузку на стенки скважины

Р=200 кг/см . Опыты различаются величиной горного давления 7, шириной перемычки 8 между скважинами 1 и 6, диаметрам возмущающей скважины б (j572 мм и ф 105 мм) и сдвигающей нагрузкой, В опыте и 16 скважину б бурят диаметрам 105 мм, оставив пере1090872 и по растяжению в Я раз прочность образцов. Это снизить толщину целиков на на 1,5 м. При общей длине панели И-5 3,4 км зто позпо сжатию ниже, чем позволяет

20,5Х или целиков в

Составитель Г.Алексеева

Редактор С.Саекко Техред А. Кнкемееей Корректор И Хуска

Заказ 3033/31 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г.ужгород, ул.Прое-ò"í. àÿ,,4 мычку 8 толщиной 30 мм над скважиной 1. При этом давление.в компонентах меняется. В компонентах, расположенных горизонтально, давление падает на 28 атм, а в вертикальной ком- 5 поненте 5 — на 46 атм. По этим данным методом конечных элементов определяют естественные напряжения 7 в междукамерном целике 6 =62 кг/см, (=40 кг/см . Затем нагрузку горизон- 10 9 тальными компонентами 4 доводят до

200 кг!см (при этом горизонтальные напряжения в центре перемычки между скважинами становятся вдвое большими, ем в моделируемом междукамерном целике), а затем поднимают давление вертикальной компоненты 5 до разрушения перемычки 8, которое наступает при Рм „ =340 кг/см . Прочность массива на сдвиг 160 кг/см . 20

Обобщение данных 36 опытов показывает,что прочность массива в условиях междукамерного целика ниже прочности образцов по сжатию в 2,6, а по растяжению — в 7,5 раза. В то же время, при проектировании толщины целиков принято, что их прочность и валяет дополнительно извлечь

91800=92 ° 10 м полиметаллической руды или при плотности песчаников

1= °

=2,7 т/м 248 тыс. т.

Преимущество предлагаемого способа заключается в повышении точности получаемых данных, так как on дает возможность во время измерений моделировать процессы, происходящие в массиве в окрестности конкретного сооружения, что позволяет вести проектирование с меньшими запасами прочности. Способ можно использовать для определения прочности не только рыхлых, но и скальных грунтов (поскольку с помощью сдвига можно разрушить породу любой прочности), а также за счет того, что результаты можно применять не только для проектирования трубопроводов, но и для любых сооружений, создающих в массиве сложное напряженное состояние.