Способ испытания горной породы для оценки энергоемкости ее разрушения

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в испытательной технике. Цель изобретения - повышение точности. Устанавливают образец 1 с надрезом на опору 2. Расклинивают образец 1 в жесткой нагружающей системе по режиму старт-остановка трещины в образце. В процессе нагружения регистрируют силовую диаграмму расклинивания: нагрузка P - раздвижение берегов трещины. По площади под подающей ветвью силовой диаграммы определяют работу A<SB POS="POST">о</SB> разрушения образца 1. Для определения величины S площади поверхности раскола устанавливают предварительно взвешенную металлическую фольгу (Ф) между половинами расколотого образца 1. Обжимают Ф до полного смыкания половин образца 1. Удаляют выступающие за пределы образца 1 участки Ф. Взвешивают оставшуюся внутреннюю часть Ф и по ее весу на единицу площади определяют величину площади образовавшейся при расколе образца 1 поверхности. Определяют удельную работу разрушения γ = A<SB POS="POST">о</SB>/2S, по величине которой судят об энергоемкости разрушения горной породы. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51)5 Е 21 С 39 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4451374/24-03 (22) 19. 05. 88 (46) 07. 03. 90. Бюл. Р 9 (71) Институт горного дела

СО АН СССР (72) Г.Ф.Бобров и В.М.Сбоев (53) 622.235,(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1186797, кл. Е 21 0 39/00, 1984. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ГОРНОЙ ПОРОДЫ

ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭНЕРГОЕМКОСТИ ЕЕ РАЗРУШЕНИЯ (57) Изобретение относится к горному делу и может. быть использовано

:в испытательной технике. Цель изобретения вЂ, повышение точности. Устанавливают образец 1 с надрезом на опору 2. Расклинивают образец 1 в жесткой нагружающей системе по режи му старт - остановка трещины в образце. В процессе нагружения регистри„„SU„„1548437

2 руют силовую диаграмму расклинивания: нагрузка Р— раздвижение берегов трещины. По площади под подающей ветвью силовой диаграммы определяют работу А разрушения образца 1. Для определения величины S площади поверхности раскола устанавливают предварительно взвешенную металлическую фольгу (Ф) между половинами расколотого образца 1. Обжимают Ф до полного смыкания половин образца 1. Уда-. ляют выступающие sa пределы образца

1 участки Ф. Взвешивают оставшуюся внутреннюю часть Ф и по ее весу на единицу площади определяют величину площади образовавшейся при расколе образца 1 поверхности. Определяют удельную работу разрушения у=А /2S, по величине которой судят об зйерго4 емкости разрушения горной породы.

3 ил.

> )548437

Изобретение относится к механике горных пород, а именно к технике определения параметров свойств горных пород, и может быть использовано при испытаниях искусственных материалов.

Цель изобретения — повышение точ;ности, "a фиг. 1 показана операция разру- 1О шения образца; на фиг. 2 — силовая

1 диаграмма расклинивания; на фиг. 3— операция определения площади поверхности раскола.

СпосОб испытания ГОРНОЙ пОроды 15 для оценки энергоемкости ее разрушения осуществляют следующим образом.

Берут керн горной породы, разрезают его на образцы в виде дисков и делают на каждом из них надрез. При >р диаметре керна 70 мм диск выполняют толщиной 15 мм с надрезом, шириной 1 мм и глубиной 10-15 мм.

Устанавливают образец 1 с надрезом на опору 2. 2S

В качестве опоры 2 используют отрезок керна с тем же диаметром, ориентированный поперек так, что при контактировании они взаимодействуют как шар с плоскостью, имеющие одина- 3р ковые упругие свойства (фиг. 1).

Ограниченная поверхность контакта раскалываемого образца 1 с опорой 2 деформируется по упругому закону вследствие большой кривизны взаимодействия. Кроме того, она оказывает малое сопротивление повороту разделяемых половин при раскалывании образца 1, в результате увеличивается жесткость системы нагружения и 4р достигается симметричнсе движение трещины по заданному перемещению клина.

Расклинивают образец 1 в жесткой нагружающей системе по Режиму стаРт — 45 остановка трещины в образце ° В про. цессе нагружения регистрируют силовую диаграмму расклинивания: нагрузка

Р— раздвижение берегов трещины 6U.

ПОсле старта трещины наГрузка HQ прерывно снижается и контактная пло-. щадка между трещинами постоянно уменьшается, что означает соответствие максимального пятна контакта

d „„ на копирке 3, помещенной между образцом 1 и опорой 2, величине предельной нагрузки P „„, (фиг. 2). Это позволяет Определить модуль упругости Е испытуемого материала:

Б Р макс В

Е= — — — — —— з э макс где R — радиу с ке рн а го рн ой породы.

Поскольку условия нагружения в жесткой системе не способствуют запасанию избытка упругой энергии, то площадь под падающей ветвью силовой диаграммы (фиг. 2) соотве тствует работе А образования новой поверхности разрушения образца:

А 2Рм«к (U<

Более точно работу Ар можно определить планиметрированием площади, заштрихованной на силовой диаграмме.

Для определения величины S площади поверхности раскола устанавливают предварительно взвешенную ме" таллическую фольгу 4, например из алюминия, между половинами расколотого образца 1 (фиг. 3) и обжимают ее до полного смыкания половин.

Затем удаляют выстуйающие sa пределы образца 1 участки фольги 4, взвешивают оставшуюся внутреннюю часть фольги 4 и по ее весу на единицу площади определяют величину площади, образовавшейся при расколе образца

1 поверхности.

По полученному значению S площади поверхности раскола вычисляют величину - удельной работы разрушения:

Аф

Т 2$

По вычисленному значению величины удельной работы разрушения судят об энергоемкости разрушения горной породы.

Предлагаемый способ позволяет определить истинную величину поверхности раскола образца, что обеспечивает повышение точности результатов испытания.

Формула из обре тения

Способ испытания горной породы для оценки энергоемкости ее разрушения, заключающийся в том, что образец с надрезом устанавливают на опору и расклинивают в жесткой Нагружающей системе по режиму старт— остановка трещины в образце, регистрируют силовую диаграмму расклинивания, определяют работу разрушения по площади под падающей ветвью силовой диаграммы, определяют площадь

au> u> u

Шаг.2

Составитель Л.Климов

Техред Л.Олийнык Корректор C.Черни

Редактор М.Бланар

Тираж 390

Заказ 124

Подписи ое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 1548437 6 поверхности раскола и вычисляют образца и обжимают до полного их удельную работу разрушения по кото- смыкания, удаляют выступающие эа прерой судят об энергоемкости раэруше- делы образца участки фольги, взвения горной породы, о т л и ч а ю5 шивают оставшуюся внутреннюю часть шийся тем, что, с целью повыше- фольги, облегающую поверхность разиня точности, устанавливают предвари- рушения, и по ее весу на единицу тельно взвешенную металлическую площади определяют площадь поверхносфольгу между половинами разрушенного ти раскола.