Способ определения паспорта деформируемости горных пород

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАСПОРТА ДЕФОРМИРУЕМОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД, основанный на нагружении образца горной породы ступенчато изменяющимися осевым и боковым гидростатическим давлениями, измерении величин напряжений и деформаций образца, по значениям которых определяют паспорт деформируемости горных пород, о т ли чающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости, образец при заданных значениях бокового давления последовательно нагружают осевым давлением до значений, соответствующих пределам длительной прочности, пределам кратковременной прочности, интенсивного спада несущей способности и остаточной прочности образца, причем при значениях осевого давления, соответствующих пределам длительной и кратковременной прочности, значения бокового давления увеличивают, а при значениях осевого давления, соответствуюupix интенсивному спаду несущей способности , и остаточной прочности, Зменьшают, при этом величины относительных продольной и.поперечной деформаций образца определяют из выражений ( на участке деформирования до предела длительной прочности образца, 4&)--((::-(:}-((,) на участке деформирования от предеI ла длительной прочности до предела кратковременной прочности образца, (Л (K«;- ;)(:VE,KE,-E)(;.). -. 4-3 3 j to на участке деформирования от предела кратковременной прочности до остаточной прочности образца; Q1 t,(,() О О) ))на участке деформирования в области остаточной прочности образца, му(;-)() (с)(с)(-с) ()М(Г-4),

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВаВВаЕТИКА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3766063/22-03 .(22) 03.07.84 (46) 30. 12. 85. Бюл. И - 48 (7i) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) К.A.Àðäàøåâ, Ю.M.Êàðòàøîâ, В.А.Коршунов и Б.В.Матвеев (53) 622.023.23(088.8) (56) Рекомендации по методам определения запредельных характеристик горных пород. Л, 198 1, с. 15.

Прочность и деформируемость горных пород. M. Недра, 1979, с. 96-101. (54 ) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАСПОРТА

ДЕФОРЫ1РУЕИОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД, основанный на нагружении образца горной породы ступенчато изменяющимися осевым и боковым гидростатическим давлениями, измерении величин напряжений и деформаций образца, по значениям которых определяют паспорт деформируемости горных пород, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения трудоемкости, образец при заданных значениях бокового давления последовательно нагружают осевым давлением до значений, соответствующих пределам длительной прочности, пределам кратковременной прочности, интенсивного спада несущей способности и остаточной прочности образца, причем при значениях осевого давления, соответствующих пределам длительной и кратковременной прочности, значения бокового давления увеличивают, а при значениях осевого давления, соответствую„„Я0„„1201506 А щих интенсивному спаду несущей способности и остаточной прочности, уменьшают, при этом величины относительных продольной и. поперечной деформаций образца определяют из выражений на участке деформирования до предела длительной прочности образца

У на участке деформирования от предела длительной прочности до предела кратковременной прочности образца

Е„(А )=(Й -Й ); (e („) (r. Я )(»-Я 2)

g 2» 2 на участке деформирования от предеsIa кратковременной прочности до остаточной прочности образца.

E,Ê=(",, ) (","(,) (",-") ("-" ) р 2 2 ° - 2 к Е З 3 . Е 3 на участке деформирования в области остаточной прочности образца, E y>y (g g ). (g jg } (g» »),(е» »). . (2 2 + f $ 2 „g > g > . И 3 + (g f) (е34 p"4) (Ц p 4) 120150б б 1 .631

1 1 Ч где Е (<ç ) э (з) — величины про" дольной и поперечной деформаций для заданного значения бокового давле43, замеренные значения продольной и поперечной деформаций начальное и конечное значения осевого напряжения на участках деформирования до предела длительной прочности; — индексы замерен

2 Э Ф ных начальных значений соответственно на участках деформирования до предела длитель- ной прочности, до предела кратковременной прочности, до остаточной прочности и в области остаточной прочности, — индексы замеренных конечных значений на укаэанных участках деформирования образца.

Изобретение относится к физикомеханическим испытаниям материалов, а именно к способам испытания образцов горных пород за пределом их прочности, и может быть использовано при определении паспорта деформируемости горных пород (семейства кривых деформирования пород как до, так и за пределом прочности при заданных уровнях напряженного состоя- 10 ния) .

Цель изобретения — снижение тру. доемкости способа.

На чертеже представлена схема испытаний при определении паспорта 15 деформируемости горных пород.

Способ осуществляют следующим образом.

Изготавливают образец цилиндричекой формы и помещают его в стаби- 2б лометр, например, типа 80ДОЗ, позволяющий осуществлять режим заданной регулируемой деформации образца в осевом направлении до полного разрушения при различных величинах боково- 2 го давления. Измерение осевой нагрузки на образец производят подкладным жестким динамометром, а измерение продолъных Е1 и поперечных Я деформаций — с помощью упругих экс2 тенэометров сопротивленйя, укрепленных на боковой поверхности образца.

Боковое гидростатическое давление

b> фиксируют манометром. Величины деформаций и давлений непрерывно регистрируются двухкоординатными пишущими потенциометрами ПДП-0,4 в виде двух графиков: разница между максимальным и минимальным главными напряжениями („ — 6 ) — продольная деформация „ и поперечная деформация (— продольная деформация K1 °

Пройэводят осевое нагружение образца при постоянном наименьшем из задаваемых величин бокового давления

6 до предельной длительности прочности образца, соответствующей заданному значению бокового давления

6 . Момент наступления указанного состояния фиксируют по показаниям

Е1 и Е на ПДП-0,4. В этот момент перо самописца находится в точке на графике Е„ †. Е, касательная к кривой деформирования иэ которой параллельна линиям постоянного объема, характеризующимся условием f„ =23>.

Затем поднимают уровень бокового давления до следующего по величине задаваемого значения 1з и аналогичным способом доводят образец до сле4

3 1 дующего предела длительной прочности и т. д. до тех пор, пока не достигают состояния предела длительной прочности, соответствующего наибольшему из задаваемых значений боково-. го давления 6Э. После этого разгружают образец от осевого Д и боко1 ного 6 давлений и повторяют описан" ную процедуру осевого деформирования образца со ступенчатым изменением заданных значений бокового гидро- статического давления 6 в моменты, соответствующие достижению об разцом состояния предельной кратковременной прочности. Моменты наступления указанного состояния фиксируют по показаниям величины (6

4з) и Е„ на ПДП-0,4. В этот момент перо самописца находится в точке, касательная к кривой нагружения иэ которои параллельна оси продольного деформирования Е„ . При достижении состояния предела кратковременной прочности при наибольшем из задаваемых значений бокового значения образец переводят в ,запредельное состояние и продолжают деформировать его на стадии интенсивного снижения несущей способности образца в заданном режиме продольного деформирования при ступенчатом изменении значения бокового гидростатического давления ЬЗ в убывающей последовательности до наименьшей иэ.задаваемых величины

65. При данном Ь образец деформируют до момента перехода его в состояние остаточной прочности, который фиксируют по показаниям Е и

1.

Е> на ПДП-0,4. В этот момент перо самописца рисует кривую деформирования, параллельную линиям постоянного объема. Затем поднимают уровень бокового давления до наибольшей из задаваемых значений Дэ и повторяют процедуру осевого деформи. рования образца при ступенчатом из201505 менении заданных значений величины бокового гидростатического давления 6> в убывающей по величине последовательности до наименьшего из задаваемых значений

Необходимые и достаточные для паспорта деформируемости породы величины относительных продольных

10 Е„(6 ) и поперечных Е (4 ) деформаций образца для заданных величин бокового гидроетатического давления

6з получают через текущие замеренные значения величин продольной Е

H поперечной Ез деформаций H замеренные начальные и конечные значения продольных и поперечных деформа-ций и осевого напряжения на участках деформирования до предельной длительной прочности (Е ", E j„" E"

Е11 „> 31)

1 1„3

Е ь у = Ф 4 „ OT предельной длительности до предельной кратковременной прочности (Ю", Е Е

c!2 ) э

Е Э ), от предельной кратковременной до остаточной прочности (f, j> „< и

1 Э

f, Е» Е ) и в области остаточной прочности образца (E 1 Е с 4 сjg

Э 1 Э

Е > ) из предлагаемых ,ческих соотношений.

Нарушение последовательности изменения заданных значений бокового гидростатического давления 6 на участках остаточной прочности образца приводит к увеличению продолЭ5 жительности испытания. Нарушение последовательности изменения 6 на предшествующих участках исключает использование предлагаемого способа при определении паспорта деформи40 руемости горных пород из-эа невозможности воспроизведения состояния предельной прочности для задаваемых значений 5, меньших достигнутых при испытании, или перехода образ45 ца из состояния интенсивного спада

его несущей способности в состояние остаточной прочности.

1201506

Составитель К.Лыков

ТехредТ.Дубинчак Корректор Л.Пилипенко

Редактор А.Orap

Тираж 481 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7978/33

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4