Способ испытания горной породы для оценки энергоемкости ее разрушения

 

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ГОРНОЙ ПОРОДЫ 71ЛЯ ОЦЕНКИ ЭНЕРГОЕЖОСТИ ЕЕ РАЗРУШЕНИЯ, заключающийся в том, что плоскому образцу с надрезом придают повьпяенную начальную податливость , уменьшая ширину его поверхности поперек Зоны надреза по сравнению с шириной его опорной поверхности , и расклинивают в жесткой нагружающей системе по режиму старт остановка трещины в образце, записьшают силовую диаграмму расклинивания и упругие деформации образца, отличающийся тем, что, с целью упрощения и расширения области применения, устанавливают между образцом и опорой пластичную прокладку, дополнительно увеличивают податливость образца на всем пути движения трещины до опоры, уменьшая сопротивление путем сокращения площади контакта образца с опорой, выполняя криволинейной одну или обе контактирующие поверхности, при этом обеспечивают синхронное О) соответствие предельной нагрузке силовой диаграммы и упругой деформации на контакте, измеряемой по отпечатку на пластичной прокладке, и с учетом которой оценивают энергоемкость разрушения горной породы. 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (! l) С (Я)4 Е 21 С 39/00

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3743362/22-03 (22) 23.05.84 (46) 23. 10.85. Бюл. У 39 (72) Г.Ф. Бобров, А.П. Бобря кон и В.Г. Грибанов (71) Институт горного дела

СО АН СССР (53) 622.235(088„8) (56) Механика разрушения. Быстрое разрушение, остановка трещин. Сборник под ред. А.Ю. Шилинского и Г.Г. Черного. М.: Мир, 1981. (54)(57) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ГОРНОЙ

ПОРОДЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭНЕРГОЕМКОСТИ

ЕЕ РАЗРУШЕНИЯ, заключающийся в том, что плоскому образцу с надрезом придают повышенную начальную податливость, уменьшая ширину его поверхности поперек зоны надреза по сравнению с шириной его опорной поверхности, и расклинивают в жесткой нагружающей системе по режиму старт— остановка трещины в образце, записывают силовую диаграмму расклинивания и упругие деформации образца, .о т л и ч а .ю шийся тем, что, с целью упрощения и расширения области применения, устанавливают между образцом и опорой пластичную прокладку, дополнительно увеличивают податливость образца на всем пути движения трещины до опоры, уменьшая сопротивление путем сокращения площади контакта образца с опорой, выполняя криволинейной одну или обе контактирующие поверхности, при этом обеспечивают синхронное соответствие предельной нагрузке силовой диаграммы и упругой деформации на контакте, измеряемой по отпечатку на пластичной прокладке, и с учетом которой оценивают энергоемкость разрушения горной породы.

1186 797

Составитель Л. Климов

Р едактор М. Бланар Техред M. Надь Корректор I>. Бутяга

Заказ 6519/36 481 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, Изобретение относится к технике определения параметров свойств горных пород и может быть рекомендовано для испытания искусственных материалов, в том числе композиционных.

Цель изобретения — упрощение и расширение области применения.

В качестве примера выполнения способа испытания горной породы 10 для оценки энергоемкости ее разрушения с определением такого характера параметра, как плотность эффективной поверхностной энергии, может служить раскалывание кернов 15 горных пород клином через надрез, выполненный поперек оси керна.

В качестве опоры используют второй керн, идентичный первому, ориентированный поперек так, что при контак- 20

THpoBGHHH они взаимодействуют как шар с плоскостью, имеющие одинаковые упругие свойства.

Ограниченная поверхность контакта раскалываемого образца с опорой деформируется по упругому закону вследствие большой кривизны взаимодействия.

С другой стороны, она оказывает малое сопротивление повороту разделяемых половин при раскалывании образца, 30 в результате увеличивается жесткость системы нагружения и достигается симметричное движение трещины по заданному перемещению клина. В процессе нагружения записывают силовую 35 диаграмму: нагрузка — перемещение клина измерительными средствами жесткой установки, например на диаграммном аппарате машины. После старта трещины нагрузка на силовой диаграмме непрерывно снижается и контактная площадка между кернами постоянно уменьшается. Это дает синхронное соответствие передельной нагрузки и пятна контакта, оставляемого на копирке, помещаемой между кернами, по которому расчитывают сближение кернов и используют для расчета модуль упругости горной породы.

Для определения удельной работы разрушения требуется знать, насколько соответствует количество накопленной упругой энергии в образце величине, необходимой для образования новой поверхности раскола. Поэтому используют прямые зависимости между усилием перемещения клина и усилием раздвижения берегов трещины на ниспадающем участке, а также между перемещением клина после инициирования хрупкой трещины и деформацией раздвижения ее берегов. На

1 этом основании перестраивают диаграмму в координаты: усилие раздвижения берегов трещины — деформация раздвижения.

На перестроенной диаграмме выделяют ниспадающий участок за предельной нагрузкой и, используя планиметрирование, расчитывают работу, которую относят к площади раскола и называют плотностью эффективной поверхностной энергии.