Способ испытания скальных пород в условиях растяжения

 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при определении в условиях растяжения прочностных и деформационных свойств контакта бетон-скала, целиков, скальной породы. Целью изобретения является повышение достоверности получаемых П ,-77ГТ , i У I результатов и с4.(4 3уДаемкости таний. На поверхност ГС№альной породы I в зоне бетонирования штампа 2 бурят одну центральную скважину 5 или несколько равномерно расположенных в этой зоне скважин на глубину не менее половины ширины штампа 2. Затем бетонируют штамп 2 с образованием в нем соосно скважине 5 отверстия того же диаметра и помешают в скважину 5 упорный элемент 6, выступающий над штампом 2 с силовым приспособлением 7. Путем упора в упорную балку 4, смонтированную в штампе 2 над силовым приспособлением 7, создают растягивающую нагрузку в плоскости контакта бетон-скала до отрыва по наиболее ослабленной поверхности. При этом реактивные усилия от силового приспособс ления передаются на забой скважины, что исключает их влияние на картину напряженного состояния, повышая достоверность получаемых результатов. 1 ил. сл со 05 KD оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (su 4 Е 02 D 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ з й" »: а и, . е е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4073982/29-33 (22) 12.05.86 (46) 30.12.87. Бюл. № 48 (71) Всесоюзный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт «Гидропроект» им. С. Я. Жука (72) Л. В. Лапин (53) 624.131.388 (088.8) (56) Ухов С. Б. Скальные основания гидротехнических сооружений, М.: Энергия, 1975, с. 158 — 159.

Авторское свидетельство СССР № . 679692, кл. E 02 D 1/02, 1977. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ СКАЛЬНЫХ

ПОРОД В УСЛОВИЯХ РАСТЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при определении в условиях растяжения прочностных и деформационных свойств контакта бетон-скала, целиков, скальной породы. Целью изобретения является повышение достоверности получаемых ц„80„„1362778 А1

kq л

A еи

" ьь у м результатов и сиижеййезуруааемиаепз,испит таний. На поверхностй скаяьной породы 1 в зоне бетонирования штампа 2 бурят одну центральную скважину 5 или несколько равномерно расположенных в этой зоне скважин на глубину не менее половины ширины штампа 2. Затем бетонируют штамп 2 с образованием в нем соосно скважине 5 отверстия того же диаметра и помещают в скважину 5 упорный элемент 6, выступающий над штампом 2 с силовым приспособлением 7. Путем упора в упорную балку 4, смонтированную в штампе 2 над силовым приспособлением 7, создают растягивающую нагрузку в плоскости контакта бетон — скала до отрыва по наиболее ослабленной поверхности. При этом реактивные усилия от силового приспособ- с (0 ления передаются на забой скважины, что исключает их влияние на картину фр напряженного состояния, повышая досто- Ф верность получаемых результатов. 1 ил.

1362778

15 тирующих фрагмент водобойной плиты, связанной с основанием анкерами, при исследованиях совместной работы и образования трещин по контакту) количество скважин мо- 40

Формула изобретения

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при определении прочностных и деформационных свойств контакта бетон— скала, целиков скальной породы в условиях растяжения.

Цель изобретения — повышение достоверности получаемых результатов и снижение трудоемкости испытаний.

На чертеже изображена схема, поясняющая осуществление способа.

На скальном основании 1 размещен бетонный штамп 2 с укрепленной в нем с помощью анкерных болтов 3 упорной балкой 4.

На забое скважины 5 установлен упорный элемент (свая, труба) 6 с силовым приспособлением 7, упертым в упорную балку 4. Гидравлическая система, включающая в себя манометры, шланги высокого давления, насосная станция для создания давления в домкратах и неподвижная измерительная рама для крепления индикаторов на схеме не показаны.

Способ осуществляют следующим образом.

На скальном основании 1 бурят скважину 5 на глубину не менее половины ширины штампа 2, который бетонируют с образованием в нем соосного скважине отверстия того же диаметра, Штамп 2 снабжают упорной балкой 4, укрепленной в нем с помощью анкерных болтов 3. После твердения бетона на забой скважины 5 опускают упорный элемент 6, и устанавливают на нем силовое приспособление 7, например домкрат с упором в упорную балку 4.

Создают давление в домкрате (Р) и измеряют перемещения штампа до разрушения контакта бетон — скальная порода.

При необходимости испытаний штампов значительной протяженности (например, имижет быть увеличено, путем равномерного распределения по площади.

Практический вариант реализации способа в полевых условиях осуществляют следующим образом.

На выбранной площадке скального основания 1 бурят центральную скважину 5 диаметром 152 мм и глубиной 60 см, затем бетонируют штамп 2 площадью 1 м- (квадратной формы 1Х 1 м или круглой, диаметром 113 см) с закладным отверстием по центру, диаметром, равным диаметру скважины (например, из обсадной трубы), и четырьмя анкерными болтами 3, омоноличенными в бетоне штампа вокруг центрального отверстия. Высота штампа 2 от средней плоскости контакта 50 см. После твердения бетона на выровненную (путем шлифовки специальной коронкой или путем закладки в скважину минимального объема

35 цементно-песчаного раствора) плоскость забоя опускают упорный элемент 6 (трубу

140) 20 мм длиной 120 см с подпятни-. ком), а на верхний торец трубы ставят вкладыш и силовое приспособление 7 (например, гидравлический домкрат на 50 или 100 т)

На выпуски анкерных болтов 3 укладывают упорную балку 4 и болтами прижимают ее к штоку домкрата 7 со сферическим подпятником. При подъеме штока домкрата усилие отрыва передается на штамп через анкерные болты 3, а реактивное усилие— через упорный элемент 6 (трубу) на забой скважины. Таким образом, между забоем скважины и плоскостью контакта штампа 2 с породой формируется область растяжения, в пределах которой развивается зона разрушения.

По данным полевых опытов максимальные растягивающие напряжения по контакту бетон — скала, вызывающие разрушение с отрывом штампа от основания (по контакту или по ггороде), не превышает 5 кг/см (в среднем 1,5 — 2,0 кг/см ) . Выполненные расчеты на продольный изгиб упорного элемента (трубы), разрыв анкерных болтов, удельных нагрузок на забое скважины (до 325 кг/см ) дают основание считать этот вариант пригодным при испытании любых типов скальных пород.

При проведении испытаний по определению деформируемости и прочности скальных пород в условиях растяжения осуществляют циклическое приложение снятие растягивающей нагрузки, равномерно-распределенной в плоскости контакта штампа с породой, с измерением деформаций основания в окрестности штампа и перемещений самого штампа. Для определения предельной прочности на растяжение нагрузку повышают до полного разрушения в области контакта с образованием сплошной трещины отрыва, проходящей либо в породе, либо по контакту.

Способ испытания скальных пород в условиях растяжения преимущественно в зоне контакта бетонного штампа с породой, включающей бетонирование штампа на поверхности скальной породы с укрепленной на нем упорной балкой, создание растягивающих напряжений в плоскости контакта штампа с породой с помощью силового приспособления, опертого на упорную балку, измерение перемещений штампа и давления до момента разрушения контакта и определение прочностных и деформативных свойств контакта, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности получаемых результатов и снижения трудоемкости испытаний, перед бетонированием штампа в скальной породе бурят по крайней

1362778

Составитель Г. Мартынова

Редактор М. Недолуженко Техред И. Верес Корректор Л. Патай

Заказ 5956/19 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мере одну скважину на глубину не менее половины ширины штампа, при бетонировании штампа в нем образуют соосно со скважиной отверстие того же диаметра для размещения в нем до упора в забой скважины упорного элемента с силовым приспособлением, после чего создают растягивающие напряжения в плоскости контакта.