Способ определения скорости развития трещины

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для изучения изменений скорости роста трещин в процессе разрущения горных пород. Цель - повышение точности и снижение трудоемкости определения. Исследуемый образец 1 горной породы нагружают до начала развития магистральной трещины. С помощью емкостной антенны 2 принимают импульс электромагнитного излучения, возникающий в процессе развития трещины. Принятый сигнал через усилитель 4 и блок 5 фильтров поступает на осциллограф 6, а через дифференцирующий блок 7 - на осциллограф 8. Осциллограф 6 записывает изменение скалярного потенциала φ(T) импульса электромагнитного излучения, а осциллограф 8 - изменение производной φ(T) потенциала по времени. По осциллограммам измеряют величину скалярного потенциала 98ф(T) импульса электромагнитного излучения в момент времени (T), значение производной 98ф(T) скалярного потенциала по времени и максимальное значение φ<SB POS="POST">макс</SB> скалярного потенциала за время развития трещины. Затем измеряют максимальный линейный размер H<SB POS="POST">макс</SB> трещины в образце после ее остановки. Скорость V(T) развития трещины на участке ее ускорения определяют по выведенной математической зависимости с учетом измеренных величин. Способ исключает предварительное определение максимальной скорости трещины по параметрам упругой волны, что снижает его трудоемкость. 2 ил.

СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) А1 (51)5 Е 21 С 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1!

L y

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вЂ” -: :

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4430065/23-03 (22) 09.03.88 (46) 15.03.90. Бюл. В 10 (71) Kysбасский политехнический институт (72) В.В.Иванов, А.И .Шиканов, Л.А.Колпакова, П.В.Егоров и А.Г.Пи.монов (53) 622.550.3?2(088.8) .(56) Авторское свидетельство СССР

9i 1076582, кл. E 21 С 39/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

9 1408053, кл. Е 21 С 39/00, 1/9,.

1987. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ PA3- t.

ВИТИЯ ТРЕЩИНЫ .. (57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для изучения изменений скорости роста трещин в процессе разрушения горных пород.

Цель изобретения — повышение точности и снижение трудоемкости определения. Исследуемый образец 1 горной породы нагружают до начала развития магистральной трещины. С помощью емкостной антенны 2 принимают импульс электромагнитного излучения, возника2 ющий в процессе развития трещины.

Принятый сигнал через усилитель 4 и блок 5 фильтров поступает на осцил.лограф 6, а через дифференцирующий блок - на осциллограф 7. Осциллограф

6 записывает изменение скалярного потенциала q(t) импульса электромагнитного излучения, а осциллограф 7— изменение производной (p(t) потенциала по времени.. По осциллограммам измеряют величину скалярного потенциала (g(t) импульса электромагнитного излучения в момент времени t, значение производной ф (с) скалярного потенциала по времени и максимальное значение (скалярного потенциала

Макс за .время развития трещины. Затем измеряют максимальный линейный размер

Ьщц„ трещины в образце после ее остановки. Скорость v(t) развития трещины на участке ее ускорения определяют по выведенной математической зависимости с учетом измеренных величин.

Способ исключает предварительное определение максимальной скорости трещины по параметрам упругой волны, что снижает его трудоемкость. 2 ил.

38 рирующее устройство 7. Регистрирующее устро ство 6 записывает изменение скалярного потенциала((с) импульса электромагнитного излучения, а устройство 7 - изменение производной ф(с) потенциала по времени. Оба сигнала записываются в реальном юеасштабе времени. В качестве регистрирующих устройств могут быть исполь1 зованы оСциллографы с чувствительностью порядка 1 5 мВ и разрешающей лучения интересующий момент времени t зн чение производной tj(t) по времени калярного потенциала и максимально значение щ„ скалярного потенци а импульса электромагнитного изл трещины.

Кроме ный линем в образц

Скоро участке формулам

4 мс„ « 10 м, при

v(t) -1 eke )10 M j

q(t) макс при где v(t) ромагнитного излучения в момент времени t, В;

„ — максимальное значение скалярного потенциала импульса электромагнитного излучения эа время развития трещины, В. способ позволяет повысить определения скорости разщины, поскольку значение го параметра (скалярного по- излучения) существенно (на о порядков) превышает значеЯма дюкс

Даннь точность вития т измеряе тенциал несколь

3 15501 .Изобретение относится к горному делу и предназначено для изучения изменений скорости роста трещин в

Процессе разрушения горных пород.

Цель изобретения — повышение точности и снижение трудоемкости определения скорости развития трещины.

На фиг. 1 представлена схема измерений; на фиг. 2 - временные зависймости изменений скалярного потен. циала (импульса электромагнитного Излучения и производной с потенциала по времени, регистрируемые в процессе развития трещины, 15

Схема измерений (фиг. 1) содержит образец 1 горной породы, емкостную антенну 2, электрический изолятор 3, усилители 4, блок 5 фильтров, ре гистрирующие устройства 6 и 7 и дифФеренцирующий блок 8.

Способ осуществляют следующим образом.

Исследуемый образец 1 горной по- 25 роды медленно нагружают до начала развития магистральной трещины. С помощью емкостной антенны 2, между обкладками которой размещен образец

1, принимают импульс электромагнитного излучения, возникающий в процессе развития трещины. Антенна 2 изолирована от нагружающего устройства с помощью изоляторов 3. Принятый сигнал через усилитель 4 и блок 5 фильтров поступает непосредственно на регистрирующее устройство б, а через дифференцирующий блок 8 — на регистЬ „, g (t)

2 Ч ракс — скорость развития трещи ны в момент времени

t, м/с; — максимальный линейный размер трещины после ее остановки, м; — значение производной по времени скалярного потенциала импульса электромагнитного излучения в момент времени t, В/с; — величина скалярного потенциала импульса электспособно

На фи ные крив раскола ток Т ши цесс дв остановк

ТТ вЂ” рел равниван после ос

По по ряют вел

q (t) имп

- 10<с °

2 представлены характере, записываемые в процессе бразцов горных пород. Учасиной t< характеризует проения трещины, вплоть до ее (когда ф = О), а участок ксацню заряда в процессе выя электрического рельефа ановки трещины. ученным осциллограммам HsMe чину скалярного потенциала льса электромагнитного изчения за время развития того, измеряют максимальный размер Ьм,„кс трещины после ее остановки. ть развития трещины на е ускорения определяют по

В факс Ч() -! при ЬММ, а10 м, 2 Ч макс

Ч() макс

%макс

v(t) -! при hwaac > 10 где v(t) 1 макс

j(t) 5 15501 ния напряженности электрической составляющей импульса, а также исключить предварительное определение максимальной скорости трещины по параметрам упругой волны,. что снижает его трудоемкость.

Предлагаемый способ может быть использован для изучения динамики развития трещин в материалах с проводимостью менее 10, Ом и

Я (Формула изобретения

Способ определения скорости разви- . тия трещины, включающий нагружение — скорость развития трещины в момент времени t, м/с; — максимальный линейный размер трещины после

25 ее остановки, м; — значение производной по времени скалярного потенциала импульса электромагнитного излучения в момент времени t, В/с;

38 6 образца горной породы и регистрацию импульса электромагнитного излучения, возникающего в процессе развития, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости определения, измеряют величину скалярного потенциала импульса электромагнитного излучения, значение производной потенциала по времени и максимальный линейный размер трещины после ее остановки, а скорость развития трещины на участке ее ускорения определяют по формулам

g(t) — величина скалярного потенциала импульса электромагнитного излучения в момент времени t В;

Ч еахс максимальное значение скалярного потенциала импульса электромагнитнОгО излучения за время развития трещины, В.

Редактор М.Петро

Заказ 255

ВНИИПИ Государст

Производственнорявая иям при ГКНТ СССР

5 ул. Гагарина, 101