Способ испытания образцов горных пород на объемное сжатие

 

Изобретение относится к исследованиям механических свойств горных пород. Цель изобретения - повышение произв-сти у снижение трудоемкости испытаний. Образец 3 горной породы размещают в цилиндрической обойме 2, выполненной из . пласт опред Р - з зец; пред межд 0,2-1 творо не ме го бо схват пенн и обо вают зочно осево з.п. ф пластичного материала с толщиной стенок, определяемой из формулы t (Р с)/2(7т, где Р - задаваемое боковое давление на образец; d - внутренний диаметр обоймы; ov - предел текучести материала обоймы. Зазор между образцом 3 и обоймой 2, равный от 0,2-1 мм, заполняют гипсоцементным раствором , имеющим предельную прочность не менее чем в 1,5 раза большую задаваемого бокового давления на образец 3. После схватывания раствора происходит постепенное возрастание давления на образец 3 и обойму. После этого последние устанавливаются между нажимными плитами нагрузочной машины. Образец 3 нагружается в осевом направлении до его разрушения, i з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Е 21 С 39/00. G 01 и 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 0с Ю Ф

leo !

О

l(Jg (21) 4732110/03 (22) 11,05.89 (46) 30,11.91. Бюл. М 44 (71) Кузбасский политехнический институт (72) А.Е.Клыков, О.С.Кузнецов, Л.В,Кутенков и Г.В.Широколобое (53) 622.23.05(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 443174, кл. Е 21 С 39/00, 1973. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ

ГОРНЫХ ПОРОД НА ОБЪЕМНОЕ СЖАТИЕ (57) Изобретение относится к исследованиям механических свойств горных пород, Цель изобретения — повышение произв-сти м снижение трудоемкости испытаний. Образец 3 горной породы размещают в цилиндрической обойме 2, выполненной из

„„59„„1694895 А1 пластичного материала с толщиной стенок, определяемой из формулы t = (P d)/2àò, где

Р— задаваемое боковое давление на образец; d —. внутренний диаметр обоймы; (— предел текучести материала обоймы. Зазор между образцом 3 и обоймой 2, равный от

0,2-1 мм, заполняют гипсоцементным раствором, имеющим предельную прочность не менее чем в 1,5 раза большую задаваемого бокового давления на образец 3. После схватывания раствора происходит постепенное возрастание давления на образец 3 и обойму. После этого последние устанавливаются между нажимными плитами нагрузочной машины. Образец 3 нагружается в осевом направлении до его разрушения. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

1694895

Изобретение относится к горному делу, а именно к исследованию механических с свойств горных пород с использованием стандартной нагрузочной машины, Цель изобретения — повышение производительности и снижения трудоемкости испытаний.

Нэ фиг.1 представлено устройство, продольный разрез; на фиг.2 — схема к выводу формулы для определения толщины стенки

t цилиндрической обоймы.

Устройство содержит два нагрузочных торцовых диска в виде буферных пробок 1 и цилиндрическую обойму 2, надетую на испытуемый образец 3, Между обоймой 2 и образцом 3 имеется тонкий слой 4 затвердевшего гипсоцемента раствора. Его предельная прочность в цифровом выражении должна быть как минимум в 1,5 раза больше, чем задаваемое боковое давление на образец.

Цилиндрическая обойма 2 изготовлена иэ пластичного материала, например из отожженной меди, и vlMeloT толщину стенки, определяемую по формуле:

Р d

2о, где P — задаваемое боковое давление нэ образец;

d — внутренний диаметр обоймы; гт — предел текучести материала обоймы.

Данная формула выводится из условия равновесия отсеченной части обоймы, мысленно разрезанной продольной диаметральной плоскостью, при условии предварительного нагружения обоймы внутренним давлением Р (см, фиг,2), т.е. это условие заключается в том, что сумма проекций всех сил, действующих на отсеченную часть обоймы, на ось Y должна быть равна нулю. Составим эту сумму исходя из схемы на фиг,2;

-от 2t+ Pd = 0 откуда

P d

2 ут

Внутренний диаметр . на 0,2 — 1,0 мм больше диаметра конкретного образца, Способ испытания образцов горных пород на объемное сжатие осуществляется следующим образом.

Изготовленную по конкретному образцу цилиндрическую обойму устанавливают на ровную резиновую поверхность и в нее заливают необходимое количество гипсоцементного раствора. После этого образец вставляют в обойму до упора в резиновую поверхность. При этом раствор полностью заполняет зазор между образцом и обоймой. Выдерживают 0,5 ч. 3а это время раствор схватывается и поскольку он приготовлен из напрягающегося (расширяющего5 ся) цемента происходит постепенное возрастание давления на образец и на обойму. При величине зазора между образцом и обоймой меньшей, чем 0,2 мм, как показывает опыт, происходит частичное его запол10 нение, Это может приводить к искажению результатов испытаний. Большая величина зазора также нежелательна —, она приводит к тем же отрицательным последствиям. Величина зазора в 1,0 мм

15 обеспечивается обычной (не повышенной) точностью изготовления обойм, Кроме того, как показывает опыт, при ней не отмечается какое-либо искажение результатов испытаний, 20 По истечении 0,5 ч обойма с раскрепленным в ней образцом устанавливается на буферные пробки 1 и помещает между нажимными плитами нагруэочной машины пресса. После этого производится нагруже25 ние образца в осевом направлении до его разрушения, При этом из-за пластической деформации обоймы в радиальном направлении обеспечивается постоянство заданного бокового давления на образец.

30 Пример. Зада.=;аемое боковое давление на образец в процессе испытаний

200 кг/см2, Материал цилиндрической обоймы — отожженная медная труба (предел текучести v> = 1200 кг/см ). Размеры конк35 ретного цилиндрического образца: длина 70 мм, диаметр 46,3 мм.

Конструктивные размеры цилиндрической обоймы определяются следующим образом.

40 Длина обоймы принимается равной длине образца, т.е. 70 мм, При изготовлении обоймы по четвертому классу точности ее внутренний диаметр имеет после допуска при диаметрах от 40 до 50 мм в системе

45 отверстия 0,17 мм. Принимая наибольший зазор между образцом и обоймой в 1,0 мм, получают номинальный внутренний диаметр обоймы d = 46,3 + 1,0- 0,17 = 47,13 мм.

Толщину стенки обоймы вычисляют

50 Р д 200 4,713 0 393

2 гтрк 2 1200

Наружный диаметр обоймы определяется как

Онар =(3 +2t= 47,13+2 х 3,92 = 54,99(мм)

55 Для получения более достоверных результатов испытаний наружный диаметр можно обрабатывать на токарном станке по более жесткому классу точности, ориентируясь больше при этом на соответствие между

1694895

Составитель В: Петрова

Редактор Л. Пчолинская Техред М.Моргентэл Корректор М. Кучерявая

Заказ 4142 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 фактической толщины стенки обоймы (тфакт), рассчитанной по формуле (t).

Формула изобретения

1. Способ испытания образцов горных пород на объемное сжатие, включающий размещение образца в цилиндрической обойме с зазором, заполнение зазора испытательной средой, создание через нагрузочные торцовые диски нагрузки на образец в осевом направлении до его разрушения, отл и ч а ю щи и с я тем, что, целью повышения производительности и снижения трудоемкости испытаний, в качестве испытательной среды используют гипсоцементный раствор, имеющий предельную прочность не менее чем в 1,5 раза большую задаваемого бокового давления на образец, а цилиндрическую обойму выполняют из пластичного материала, при этом толщину стенки обоймы определяют по фор5 муле

P d

2 г7т где Р— задаваемое боковое давление на образец;

10 d — внутренний диаметр обоймы; о, — предел текучести материала обоймы.

2, Способ по п.1, отличающийся тем, что зазор между обоймой и образцом

"5 выполняют 0,2 — 1,0 мм.