Способ моделирования трещиноватости в образцах горных пород

 

Изобретение относится к горному делу и м. б. использовано в материаловедении и строительстве. Цель изобретения - повышение достоверности моделирования за счет создания тупиковых трещин (Т). Образец 1 горной породы (ГП) призматической формы помещают на основание 2 с пазом 3 и нагружают штампом 4, расположенным над пазом 3. В образце 1 ГП создается неравномерное знакопеременное напряженное состояние (НС) с зоной 5 растяжения, находящейся над пазом 3, и зоной 6 сжатия, расположенной под щтампом 4. При этом знакопеременное НС в образце 1 ГП создается по высоте последнего в продольных плоскостях, параллельных направлению прикладываемой к щтампу 4 нагрузки Р. При возрастании нагрузки Я на образец 1 ГП в заданном сечении образца 1 ГП изменяется характер знакопеременного НС и при критической величине напряжений растяжения, постоянных для данного образца ГП, происходит мгновенное прорастание Т 7 отрыва на глубину, определяемую положением границы зон 5, 6 растяжения и сжатия. Положение границы зон 5, 6 задают путем подбора паза 3 и щтампа 4. Перемещая образец 1 ГП после очередного нагружения, последовательно инициируют Т 7 на одной плоскости образца 1 ГП. Переворачивают последний и инициируют Т 7 на второй плоскости, выбирая сечения, расположенные между Т 7 первой плоскости. В результате создают модель образца ГП с заданной системой Т отрыва конечной длины. 3 ил. i СЛ

союз советских социалистических

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1442654 А 1 дц 4 Е 21 С 39 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изоБРетений и ОтнРытий

H ABTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ние (НС) с зоной 5 растяжения, находящейся над пазом 3, и зоной б сжатия, расположенной под штампом 4. При этом знакопеременное НС в образце 1 ГП создается по высоте последнего в продольных плоскостях, параллельных направлению прикладываемой к штампу 4 нагрузки P. При возрастании нагрузки Р на образец 1 ГП в. заданном сечении образца 1 ГП изменяется характер знакопеременного НС и при критической величине напряжений растяжения, постоянных для данного образца ГП, происходит мгновенное прорастание Т 7 отрыва на глубину, определяемую положением границы зон 5, 6 растяжения и сжатия. Положение границы зон 5, 6 задают путем подбора паза 3 и штампа 4. Перемещая образец 1 ГП после очередного нагружен и я, последовательно инициируют Т 7 на одной плоскости образца 1 ГП. Переворачивают последний и инициируют Т 7 на второй плоскости, выбирая сечения, расположенные между Т 7 первой плоскости. В результате создают модель образца ГП с заданной системой Т отрыва конечной длины. 3 ил. (21) 4079670/22-03. (22) 23.06.86 (46) 07.12.88. Вюл. № 45 (71) Институт горного дела им. А. А. Скочинского (72) С. Е. Чирков, Ю. С. Макаров и В. В. Присташ (53) 622.235 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1213195, кл. Е 21 С 39/00, G 01 N 3/08, 1984. (54) СПОСОЬ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРЕЩИНОВАТОСТИ В ОБРАЗЦАХ ГОРНЫХ

ПОРОД (57) Изобретение относится к горному делу и м. б. использовано в материаловедении и строительстве. Цель изобретения — повышение достоверности моделирования за счет создания тупиковых трещин (Т). Образец 1 горной породы (ГП) призматической формы помещают на основание 2 с пазом 3 и нагружают штампом 4, расположенным над пазом 3. В образце 1 ГП создается неравномерное знакопеременное напряженное состоя7 7 Риг.1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к горному делу„ а более конкретно к области лабораторноt.o исследования свойств горных пород, и может быть использовано в материаловедении и строительстве для исследования твердых материалов.

Цель изобретения — повышение достоверности моделирования за счет создания тупиковых трещин.

На фиг. 1 представлена схема реализации способа моделирования трещиноватости в образце горной породы; на фиг. 2 — образец горной породы с нанесенной системой трещин и отрыва и эпюрами распределения напряжений по сечениям; на фиг. 3 — эпюра роста напряжений растяжения в образце, приводящих к прорастанию трещины отрыва.

Способ моделирования трещиноватости в образцах горных пород осуществляется следующим образом.

Образец 1 горной породы призматичес- 20 кой формы помещают на основание 2 с пазом 3 и нагружают штампом 4, расположенным над пазом 3. При этом в образце 1 создается неравномерное знакопеременное напряженное состояние с зоной 5 растяжения, находящейся над пазом 3, и зоно" 6 сжатия, расположенной под штампом 4, причем напряженное состояние в образце 1 создается по высоте последнего в продольных плоскостях, параллельных направлению прнкладываемой к штампу 4 нагрузки F.

При возрастании на образец 1 нагрузки Р, передаваемой от штампа 4, в заданном сечении образца 1 изменяется характер знакопеременного напряженного сос. онния (фиг. 3) и прн критической величине напряжений а растяжения, постоянных для данного образца горной породы, происходит мгновенное прорастание трещины 7 отрыва на глубину, определяемую границей зон, растяжения 5 и сжатия 6. При этом положение границы зон растяженич 5 и сжатия 6, определяющей глубину трещины 7 отрыва, прорастающей в зоне 6 растяжения, задают путем подбора размеров паза 3 основания 2 и штампа 4.

Перемещая образец 1 после очередного нагружения, последовательно инициируют трещины 7 в верхней плоскости образца 1 (фиг. 2), создавая в заданных,.сечениях напряженное состояние, характеризуемое эпюрами 8 а — д. При инициировании трещин 7 в нижней плоскости образца .1 (фиг. 2) выбирают сечения, расположенные между трещинами 7 в верхней плоскости образца 1, и. создают в них напряженное состояние, характеризуемое эпюрами 9 а — г.

Порядок создания трещин отрыва заданной глубины при этом аналогичен указанному, отличие заключается только в перемене областей растяжения и сжатия в образце 1 на противоположные.

В результате последовательного проведения указанных операций создают модель образца горной породы с заданной системой трещин отрыва конечной длины.

Использование предлагаемого способа позволяет создавать трещины отрыва с естественной поверхностью без применения инициирующих надрезов, дает возможность наносить системы трещин с заданными параметрами (частотой, углом наклона и т. д.), при этом возможность получать трещины отрыва заданной глубины позволяет проводить последующие механические испытания не на составных, а на связных образцах.

Фориула изоб зетения

Способ моделирования трещиноватости в образцах горных пород заключающийся в том, что образец призматической формы помещают на основании с пазом и нагружают штампом, расположенным над лазом, создают в образце неравномерное знакопеременное напряженное состояние с чередованием зон растяжения и сжатия, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения достоверности моделирования за счет создания тупиковых трещин, создают неравномерное знакопеременное напряженное состояние по высоте образца в продольных плоскостях, параллельных направлению прикладываемой нагрузки, и задают положение границы зон растяжения и сжатия, определяющее глубину трещины, путем подбора размеров па за основания и штампа.

1442654 +." с Я = 2 1

Составитель А. Климов

Редактор И. Шулла Техред И. Верес Корректор О. Кравцова

Заказ 6334 29 Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4