Метод оценки напряженного состояния материалов

Изобретение относится к способу определения напряженного состояния материалов, например горных пород. Технический результат заключается в повышении точности оценки напряженного состояния материалов, из которых состоит сооружение, и, соответственно, повышении надежности его эксплуатации. Способ включает испытание образцов до разрушения, при этом осуществляют изготовление образцов из монолитов исследуемого материала, проводят испытание их на одноосное растяжение, сжатие и в условиях объемного напряженного состояния. По этим данным строят паспорт прочности с огибающей предельных кругов напряжений Мора. Производят измерение величины шероховатости поверхности Rz магистральной трещины для каждого вида напряженного состояния породы, по которым строят номограмму изменения шероховатости Rz поверхности магистральной трещины разрушения материалов в зависимости от величины главных нормальных напряжений σн в зоне трещины разрушения. Затем отбирают образец из зоны магистральной трещины разрушения исследуемого элемента конструкции сооружения и в нем измеряют величину шероховатости Rz1 поверхности магистральной трещины разрушения, по которой, используя полученную номограмму, определяют величины максимальных нормальных напряжений σн.p. Определяют точку предельного состояния исследуемого материала, для чего на оси ординат паспорта прочности материала откладывают значение максимального нормального напряжения, действующего в зоне разрушения материала σн.р, и из этой точки проводят перпендикуляр до огибающей кругов напряжений Мора. Используя точку предельного состояния исследуемого материала, строят круг напряжений Мора для исследуемого образца разрушенного элемента конструкции и по нему определяют значения главных нормальных напряжений σ2p и σ1p и вид напряженного состояния материала, при котором произошло разрушение элемента сооружения. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения напряженного состояния материалов, например горных пород.

При решении ряда геологических и инженерных задач необходимо знание напряженного состояния элементов сооружения. В практике достаточно часто встречаются случаи, когда проектные решения (расчетные модели) не обеспечивают в полной мере устойчивость инженерных объектов. Это приводит к аварийным ситуациям на них, поэтому необходима информация о реальных нагрузках (напряжениях), при которых произошло разрушение элементов сооружения.

Известен способ определения предела прочности материала, по которому нагружают образец испытуемого материала на заданной площади контакта до его разрушения и определяют предел прочности по формуле, при этом используют образец материала произвольной формы и произвольно ориентированный в пространстве, нагружают его постоянной осевой силой (Пат 2063015, МПК G01N 3/00, Способ определения предела прочности материала. - Заявка №5028107/28, заявл. 19.02.1992, опубл. 27.06.1996).

Этот способ не обеспечивает необходимую точность определения параметров напряженного состояния материалов для определения характера разрушения сооружения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ определения напряженного состояния материала, заключающийся в том, что образцы исследуемого материала испытывают при различных схемах напряженного состояния, определяют значение параметра материала, соответствующее различным схемам напряженного состояния, и по значениям этого параметра, измеренного для материала, не подвергавшегося испытаниям, судят о его напряженном состоянии, при этом образцы материала испытывают до разрушения, а в качестве параметра выбирают величину шероховатости на поверхности разрушения (А.с. 1173244, СССР, МПК G01N 3/28; Способ определения напряженного состояния материала - Заявка №3668212, заявл. 25.11.83, опубл. 15.08.85, бюл. №30).

Этот способ также не обеспечивает точность, необходимую для экспертной оценки параметров разрушения материала.

Технический результат заключается в повышении надежности эксплуатации сооружений за счет выявления причин аварий на инженерных объектах и возможности осуществления корректировки расчетных моделей путем повышения точности оценки напряженного состояния материалов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе оценки напряженного состояния материалов, включающем испытание образцов исследуемого материала при различных схемах напряженного состояния, измерение значений величины шероховатости материала на поверхности разрушения, соответствующее различным схемам напряженного состояния, и по значениям величины шероховатости на поверхности разрушения, измеренной для материала, не подвергавшегося испытаниям, судят о его напряженном состоянии, при этом образцы материала испытывают до разрушения, при этом осуществляют изготовление образцов из монолитов исследуемого материала, проводят испытание их на одноосные растяжение, сжатие и в условиях объемного напряженного состояния, по этим данным строят паспорт прочности с огибающей предельных кругов напряжений Мора, после чего производят измерение величины шероховатости поверхности Rz магистральной трещины для каждого вида напряженного состояния породы, по которым строят номограмму изменения шероховатости Rz поверхности магистральной трещины разрушения материалов в зависимости от величины главных нормальных напряжений σн в зоне трещины разрушения, затем отбирают образец из зоны магистральной трещины разрушения исследуемого элемента конструкции сооружения и в нем измеряют величину шероховатости Rz1 поверхности магистральной трещины разрушения, по которой, используя полученную номограмму определяют величины максимальных нормальных напряжений σн.р, действующих в зоне разрушения материалов, а далее определяют точку предельного состояния исследуемого материала, для чего на оси ординат паспорта прочности материала, откладывают значение максимального нормального напряжения, действующего в зоне разрушения материала σн.р, и из этой точки проводят перпендикуляр до огибающей кругов напряжений Мора, после чего используя точку предельного состояния исследуемого материала строят круг напряжений Мора для исследуемого образца разрушенного элемента конструкции, и по нему определяют значения главных нормальных напряжений σ и σ1p, и вид напряженного состояния материала при котором произошло разрушение элемента сооружения.

Максимальные нормальные напряжения, действующие в зоне разрушения материалов для каждого вида напряженного состояния, определяют по паспорту прочности материала. Критические значения сцепления и угол внутреннего трения исследуемого материала, при котором произошло разрушение материала элемента сооружения, определяют по величине напряженного состояния материала, при котором произошло разрушение элемента сооружения.

Пример осуществления способа приводится для условий калийного месторождения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 - схема паспорта прочности исследуемого материала; на фиг. 2 - схема паспорта прочности каменной соли; на фиг. 3 - таблица определения максимальных нормальных напряжений σн. после испытаний каменной соли; на фиг. 4 - номограмма изменения шероховатости Rz поверхности магистральной трещины разрушения.

На чертежах: 1 - точка предельного состояния исследуемого материала, как касательная к огибающей кругов Мора, 2 - определение максимальных напряжений σн; 3 - круг напряжений Мора, построенный по результатам исследований σн.р.

Способ осуществляется следующим образом.

При оптимизации, например, параметров разработки калийных месторождений, необходима информация о виде напряженного состояния целика, в котором он работает, а также предельные прочностные характеристики материала (каменной соли), при котором целик находится в устойчивом состоянии.

Из материала исследуемой конструкции сооружения изготавливаются образцы, которые подвергаются испытаниям для построения паспорта прочности материала, по которому определяют максимальные нормальные напряжения (σн), угол внутреннего трения пород (ϕ), сцепление (с), главные нормальные напряжения (σ1 и σ2) (Фиг. 1).

В конкретном примере образцы изготавливаются из монолитов каменной соли, которые затем испытываются на одноосное σр - растяжение, σс - сжатие и в условиях объемного напряженного состояния. Каменная соль исследуется при боковых давлениях (σ23=5-15 МПа) в стабилометре конструкции ВНИМИ. Проводятся три цикла испытаний: I цикл - при боковых давлениях 5 МПа, II цикл - при 10 МПа, III цикл - при 15 МПа.

По результатам исследований строится паспорт прочности материала, в конкретном случае - каменной соли (Фиг. 2). По паспорту прочности графически определяют максимальные нормальные напряжения, действующие в зоне разрушения материалов для каждого вида напряженного состояния, как касательные к огибающей кругов Мора 1, а именно: максимальные нормальные напряжения (σн) 2, угол внутреннего трения пород (ϕ), сцепление (с), главные нормальные напряжения (σ1 и σ2). На фиг 1 круг напряжений Мора, построенный по данным σн.р. обозначен 3.

После испытаний образцов (до их разрушения) измеряют величину шероховатости поверхности Rz (в миллиметрах) магистральной трещины для каждого вида напряженного состояния породы - одноосных сжатия и растяжения, объемного напряженного состояния. Результаты измерений Rz приведены в таблице (Фиг. 2).

Определение σн производится графически, как ордината к точке касания круга Мора и огибающей предельных кругов напряжений Мора. Так, например, при разрушении материала в объемном напряженном состоянии в третьем цикле σн=32 МПа (Фиг. 1). Результаты определений σн приведены в таблице.

Затем строят номограмму изменения шероховатости Rz поверхности магистральной трещины разрушения каменной соли в зависимости от величины главных нормальных напряжений σн в зоне трещины разрушения (Фиг. 3).

После этого отбирают образец материала каменной соли из зоны магистральной трещины разрушения исследуемого (разрушенного) элемента конструкции сооружения. В образце измеряют величину шероховатости Rz1 поверхности магистральной трещины разрушения, которая, например, составляет Rz1=1.20 мм.

По величине Rz1=1.20 мм, используя полученную номограмму (Фиг. 3), определяют максимальные нормальные напряжения, действующие в зоне разрушения материалов, например σн.р.=7 Мпа.

Далее определяют точку предельного состояния исследуемого материала, для чего на оси ординат (σн) паспорта прочности материала каменной соли, откладывают значение σн.р.=7 МПа, определяют точку касания с огибающей кругов напряжений Мора построением перпендикуляра из этой точки до огибающей кругов напряжений Мора. По полученному значению предельного состояния исследуемого материала (Т=12 МПа) строят круг напряжений Мора для исследуемого образца разрушенного элемента конструкции и определяют значения главных нормальных напряжений материала σ=1 МПа и σ=30 Мпа, при котором произошло разрушение элемента разрушенного сооружения. По данным напряженного состояния материала определяют значения прочности: сцепление (С) и угол внутреннего трения (ϕ), при котором произошло разрушение конструкции сооружения.

Использование предполагаемого изобретения позволяет повысить точность оценки напряженного состояния материалов, из которых состоит сооружение и соответственно повысить надежность его эксплуатации.

Способ оценки напряженного состояния материалов, включающий испытание образцов исследуемого материала при различных схемах напряженного состояния, измерение значений величины шероховатости материала на поверхности разрушения, соответствующее различным схемам напряженного состояния, и по значениям величины шероховатости на поверхности разрушения, измеренной для материала, не подвергавшегося испытаниям, судят о его напряженном состоянии, отличающийся тем, что при этом образцы материала испытывают до разрушения, при этом осуществляют изготовление образцов из монолитов исследуемого материала, проводят испытание их на одноосные растяжение, сжатие и в условиях объемного напряженного состояния, по этим данным строят паспорт прочности с огибающей предельных кругов напряжений Мора, после чего производят измерение величины шероховатости поверхности Rz магистральной трещины для каждого вида напряженного состояния породы, по которым строят номограмму изменения шероховатости Rz поверхности магистральной трещины разрушения материалов в зависимости от величины главных нормальных напряжений σн в зоне трещины разрушения, затем отбирают образец из зоны магистральной трещины разрушения исследуемого элемента конструкции сооружения и в нем измеряют величину шероховатости Rz1 поверхности магистральной трещины разрушения, по которой, используя полученную номограмму, определяют величины максимальных нормальных напряжений σн.р, действующих в зоне разрушения материалов, а далее определяют точку предельного состояния исследуемого материала, для чего на оси ординат паспорта прочности материала откладывают значение максимального нормального напряжения, действующего в зоне разрушения материала σн.р, и из этой точки проводят перпендикуляр до огибающей кругов напряжений Мора, после чего, используя точку предельного состояния исследуемого материала, строят круг напряжений Мора для исследуемого образца разрушенного элемента конструкции и по нему определяют значения главных нормальных напряжений σ и σ1p и вид напряженного состояния материала, при котором произошло разрушение элемента сооружения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что максимальные нормальные напряжения, действующие в зоне разрушения материалов для каждого вида напряженного состояния, определяют по паспорту прочности материала.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что критические значения сцепления и угол внутреннего трения исследуемого материала, при котором произошло разрушение материала элемента сооружения, определяют по величине напряженного состояния материала, при котором произошло разрушение элемента сооружения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для измерения раскрытия трещин при проведении геомеханического мониторинга. Способ включает бурение скважин и шпуров в подземных горных выработках.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для определения энергоемкости разрушения горных пород в скважинах, пробуренных из подземных горных выработок.

Способ контроля напряженного состояния массива горных пород предназначен для определения пространственного распределения напряжений в окрестности горной выработки и глубины максимума зоны опорного давления.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к механическим испытаниям горных пород при объемном сжатии в режиме жесткого нагружения, обеспечивающем контроль процесса деформирования образцов за пределом прочности.

Изобретение относится к горному делу, предназначено для осуществления контроля напряженно-деформированного состояния (НДС) массива горных пород, в том числе имеющего блочную структуру, и может быть использовано для оценки и прогноза устойчивости горных выработок при производстве добычных работ.

Способ заключается в том, что управляюще-регистрирующий сервер регистрирует измерительные сигналы колебаний из установленных в прилегающих к лаве штреках трехмерных геофонных измерительных зондов, синхронно пространственно ориентированных во всех измерительных каналах и в синхронизированном временном интервале, а также в тесной корреляции с сигналами, информирующими о режиме работы и местоположении очистного комбайна в выработке лавы и на этой основе, при взаимодействии с преобразующим сервером, локализует сейсмические явления.

Изобретение относится к определению области распространения, размеров и геометрии трещин и систем трещин, образовавшихся в результате гидроразрыва пласта, конкретно относится к способу и устройству для создания микросейсмических событий внутри трещин и систем трещин.
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке карбонатных месторождений с целью комплексной подготовки для переработки минерального сырья.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения направления действия и значений главных напряжений в горном массиве, оценки напряженно-деформированного состояния массива горных пород, выявления местоположения зон повреждения пород и характера их распространения при подземной разработке месторождений полезных ископаемых.

Группа изобретений относится к измерительной технике и может быть использована для оценки качества железорудного материала при добыче с помощью горных погрузочных средств, преимущественно экскаваторов и фронтальных погрузчиков.

Устройство для измерения деформаций земной поверхности относится к области измерительной техники, в частности к методу измерения относительных перемещений двух точек на земной поверхности или отдельных участков инженерных и строительных сооружений, разнесенных на значительные расстояния, происходящих из-за воздействия природных и экзогенных процессов. Устройство для измерения деформаций земной поверхности состоит из троса 1, закрепленного за анкер 2, который, пройдя искривления трассы, через подвижный блок 3 попадает на вал 4 электродвигателя 5 с большим коэффициентом редукции и датчиком угла поворота вала. Двигатель закреплен на основании корпуса системы измерения 5 прибора. На вале двигателя 4 все время остается несколько витков троса, что обеспечивается приторможенной буферной катушкой 6 с достаточным запасом троса, обеспечивающим возможность измерений даже при значительных подвижках анкера. В систему введено приспособление для измерения силы натяжения троса 7, с помощью которого измеряется сила натяжения троса. Напряжение с приспособления для измерения силы натяжения троса 7 поступает на вход блока обработки сигнала 8, выход которого соединен с входом блока управления двигателем 9, где формируется сигнал разности между цифровым сигналом с приспособления для измерения силы натяжения троса и введенным в его память значением, отвечающим определенной пороговой величине силы F0 - заранее заданной небольшой силе натяжения. Выходы с блока 9 соединены соответственно с двигателем 5 и блоком 10 преобразования сигнала с блока управления двигателем в величину подвижек анкера. Вычисление значения подвижек анкера происходит в блоке 10 преобразования выходного сигнала с блока 9 в величину подвижек анкера. Для получения независимой информации о перемещениях анкера в измерительный тракт введен энкодер 11, соединенный с входом блока 12 преобразования сигнала с энкодера в величину подвижек анкера. Выходы блоков 10 и 12 соединены с входом блока сравнения сигналов 13, в котором на основе анализа данных о величинах деформаций и с учетом геологических особенностей объекта наблюдений делается заключение о степени опасности развивающихся процессов. Технический результат – повышение точности результатов измерений. 1 ил.

Изобретение относится к устройству для мониторинга и способу мониторинга отдельного слоя кровли в горной разработке на основе волоконной решетки. Технический результат заключается в повышении безопасности за счет более высокой эффективности мониторинга и точности измерений. Устройство для мониторинга отделительного слоя кровли на основе волоконной решетки содержит перпендикулярный измерительный ствол (1), установленный в пробуренном в кровле отверстии, и компоновочный кожух (19) компоновки оборудования, присоединенный снизу к перпендикулярному измерительному стволу (1). Установочные кронштейны (6) направляющего ролика и установочные кронштейны (7) ролика со стальной лентой симметрично установлены на верхнем участке компоновочного кожуха (19), и консольные балки (15) постоянной прочности симметрично установлены на нижнем участке. Натяжные пружины (16) установлены на противоположных концах консольных балок (15) постоянной прочности. Другие концы двух натяжных пружин (16) соединены со стальным проволочным канатом (3). Стальной проволочный канат (3) проходит через ролики (17) со стальной лентой и направляющие ролики (18), и проходит наружу из выводного отверстия (2) стального проволочного каната на вершине перпендикулярного измерительного ствола (1). Концевая головка стального проволочного каната (3) соединена с анкерной головкой (5). Волоконные решетки А (8) и волоконная решетка В (9) симметрично установлены на левых сторонах и правых сторонах консольных балок (15) постоянной прочности. Волоконные решетки А (8) и волоконные решетки В (9) выходят наружу из выводного отверстия (10) волокна, через одинаковое волокно (12) и соединены с соединителем (14) волокна. Также раскрыт способ мониторинга отделительного слоя кровли на основе волоконной решетки при производстве горных работ с применением устройства для мониторинга отделительного слоя кровли на основе волоконной решетки при производстве горных работ. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при контроле состояния пород кровли горных выработок. Технический результат заключается в упрощении измерений и конструкции реперной станции и возможности повторного ее использования. Извлекаемая глубинная реперная станция включает устьевую трубку, базовый и замковые реперы, связанные с индикаторами стальными тросиками. При этом устьевая трубка выполняется из оцинкованного пружинистого материала по диаметру шпура, имеет прорезь для удобства ввода ее в шпур, выступает на 50-70 мм из шпура на уровень крепления выработанного пространства в свету и является точкой отсчета смещения кровли для базового и замковых индикаторов. Базовый и замковые реперы выполняются из пружинной проволоки, свернутой в виде спиралей диаметром D=8-10 мм с разведенными концами длиной L=12-14 мм под углом α=145-155°, направленным в глубь шпура. При этом за нижнюю часть спиралей шарнирно крепятся несущие стальные тросики индикаторов смещения, удерживающих их на весу; а за верхнюю часть шарнирно закрепляются тросики для извлечения репера из шпура, нижние концы которых крепятся на соответствующих индикаторах смещения диаметрально противоположно несущим тросикам и имеют различную окраску. Индикаторы смещения выполняются из трубок, входящих друг в друга в последовательности расположения пластов, имеют мерные шкалы и на концах отверстия для выпуска и закрепления концов тросиков и регулирования положения индикатора относительно устьевой трубки. 2 ил.
Изобретение относится к ледоведению и ледотехнике и может быть использовано в ледовых исследованиях, в частности в районах добычи углеводородов на шельфе замерзающих морей. Технический результат заключается в определении глубины расположения нижней границы консолидированного слоя при бескерновом бурении. Согласно способу осуществляют тепловое электрическое бурение скважин во льду с записью на компьютер или логгер скорости бурения, одновременно с бурением производят отсос с края рабочей части нагревательной коронки талой воды, которая по шлангу подается на поверхность льда к месту нахождения оператора бурения. Оператор визуально контролирует наличие и интенсивность потока жидкости, фиксируя переход от воздушно-водяной смеси к постоянному потоку жидкости отметкой на компьютерной записи скорости бурения нажатием специальной кнопки. Сопоставляют зависимость скорости бурения с отметкой оператора о наличии постоянного потока воды с учетом времени прохода воды из скважины по шлангу до выхода из насоса, изменение скорости бурения, соответствующее переходу бура из плотного льда в рыхлый лед или пустоту, ближайшее к метке, определяют как выход бура из консолидированного слоя и фиксируют глубину расположения нижней границы консолидированного слоя. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для прогноза устойчивости и деформируемости массивов раздробленных скальных пород. Технический результат заключается в повышении эффективности и достоверности определения коэффициентов Пуассона и поперечной деформации фрагментов массива раздробленных скальных пород, а также сжимаемости пород в массиве. Устройство содержит каркас из боковых стенок, балок и стоек, соединенных в замкнутый контур, балку, установленную в центре каркаса, и нагрузочные механизмы. При этом нагрузочные механизмы выполнены в виде вертикальных и горизонтальных гидродомкратов с динамометрами, установленных с упором в балку, установленную в центре каркаса и стойку каркаса, соответственно, также оно снабжено пластиной, устанавливаемой горизонтально на поверхность массива раздробленных скальных пород и соединенной струнами с приборами регистрации вертикальных деформаций массива, тележкой, устанавливаемой на пластине с возможностью ее горизонтального перемещения, внутри которой закреплено компрессионное кольцо, со штампом. На штамп компрессионного кольца последовательно устанавливаются вторая горизонтальная пластина, вторая тележка на шарикоподшипниках, гидродомкрат и динамометр, соединенные с центральной балкой каркаса, при этом штамп соединен с приборами для регистрации его перемещений. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для теплового бурения скважин во льду и может быть использовано для исследования внутреннего строения ледников и нагромождений морского льда - торосов и стамух. Устройство содержит полый корпус в виде трубы, к верхнему концу которого присоединен буровой шланг, подводящий горячую воду к корпусу, к нижнему концу корпуса присоединена буровая коронка. Буровая коронка состоит из наконечника и вкладыша. Наконечник имеет небольшую параболическую заточку длиной около одного сантиметра снаружи и конусную расточку внутри. Вкладыш с осевым отверстием по всей длине имеет в нижней части конусную проточку снаружи и конусную проточку внутри, на наружной конусной поверхности вкладыша нарезаны прямоугольные пазы в виде резьбы. Наконечник с помощью резьбы присоединяется к корпусу. Вкладыш установлен в наконечник соосно. Конусная поверхность вкладыша входит в конусное отверстие наконечника так, чтобы их торцы находились на одном уровне заподлицо, при этом пазы на конической поверхности вкладыша образуют каналы для выпуска воды из коронки в виде расходящихся закрученных струй. Вкладыш прижат к наконечнику с помощью пружины, удерживаемой вкрученной внутрь верхней части наконечника гайкой, и имеет свободный ход перемещения вверх с увеличением зазора между его наружной конусной поверхностью и внутренней конусной поверхностью наконечника. Изобретение позволяет повысить чувствительность для определения положения границ и размеров пустот в ледяных нагромождениях при сохранении высокой скорости бурения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к ледоведению и ледотехнике и может быть использовано в ледовых исследованиях, в частности в районах добычи углеводородов на шельфе замерзающих морей. Способ включает осуществление теплового электрического бурения скважин во льду. Одновременно с бурением производят отсос с края рабочей части нагревательной коронки талой воды, которая по шлангу подается на поверхность льда к измерителю солености, и запись на компьютер или логгер скорости бурения и солености талой воды в зависимости от глубины, при последующей обработке записей сопоставляют скорость бурения с соленостью талой воды с учетом времени прохода воды из скважины по шлангу до измерителя солености, и возрастание скорости бурения, соответствующее переходу бура из плотного льда в рыхлый лед или пустоту, ближайшее к резкому увеличению солености откачанной воды за счет большой разницы в соленостях расплава льда и морской воды, определяют как выход бура из консолидированного слоя и фиксируют глубину расположения его нижней границы. Технический результат заключается в создании способа определения расположения нижней границы консолидированного слоя.

Изобретения относятся к исследованию материалов путем определения их физических свойств и могут быть использованы для статического и динамического сжатия образцов горных пород и определения совокупности физических величин, характеризующих начальную стадию процесса их разрушения, например спектра упругих колебаний от образования микротрещин. Сущность: осуществляют размещение на наковальне образца, воздействие на него падающим грузом с известной начальной энергией, прием импульсов акустических сигналов, возникающих при разрушении образца. Образец по направлению падающего груза предварительно сжимают статическим усилием. Начальную энергию падающего груза увеличивают от нулевого значения до возникновения в образце микротрещин, что фиксируют по частотному спектру импульсов акустических сигналов. Образец сжимают статическим усилием во всем диапазоне его устойчивости к разрушению. Устройство содержит станину, направляющую в виде трубы с возможностью поворота, ударный элемент с механизмом приведения его в движение, расположенный в полости трубы. Станина выполнена в виде стакана с окнами для установки образца и радиальным отверстием, в котором закреплена трубка с внутренней резьбой, куда вкручен винт с рукояткой. Стакан связан резьбовым соединением с трубой, в конец которой со стороны резьбового соединения вставлена пробка с возможностью ограниченного продольного перемещения. В стакане между окон и радиальным отверстием размещен поршень. Между поршнем и дном стакана и в трубку подано пластичное вещество. Имеются датчик давления пластичного вещества и система определения совокупности физических величин, характеризующих процесс разрушения горной породы, например спектра упругих колебаний от возникающих микротрещин. Технический результат: возможность воздействия на горную породу совокупностью статических и динамических нагрузок до возникновения микротрещин и фиксации их появления по спектру упругих колебаний, а также в повышении эффективности устройства за счет расширения его возможностей на статическое сжатие горной породы, прием и обработку упругих колебаний. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ледоведению и ледотехнике и может быть использовано в ледовых исследованиях, в частности в районах добычи углеводородов на шельфе замерзающих морей. Технический результат заключается в повышении точности определения границы льда и грунта при бурении. В процессе теплового бурения стамух производится запись на компьютер скорости бурения и прозрачности талой воды вблизи забоя. Как только термобур проходит сквозь лед в грунт, прозрачность ее резко уменьшится. При последующей обработке этих данных на компьютере сопоставляется зависимость скорости бурения от глубины с прозрачностью талой воды. Глубина, на которой произошло уменьшение прозрачности талой воды, соответствующее переходу бура из льда в грунт, определяется как глубина расположения границы льда и грунта.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для оценки напряженного состояния горных пород в породном массиве. Технический результат заключается в повышении эффективности способа оценки напряженного состояния горных пород за счет увеличения локального напряжения в горной породе до предела ее прочности и оценки значений фактически действующих в ней напряжений. Способ включает прием от трещин электромагнитных и упругих волн, оценку напряженного состояния горных пород. Трещины создают направленными возрастающими ударными нагрузками на горную породу и фиксируют их появление по частотному спектру электромагнитных и упругих волн. Напряженное состояние горной породы оценивают по значению удельного усилия той из указанных нагрузок, при которой напряжение в горной породе достигает предела ее прочности. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу определения напряженного состояния материалов, например горных пород. Технический результат заключается в повышении точности оценки напряженного состояния материалов, из которых состоит сооружение, и, соответственно, повышении надежности его эксплуатации. Способ включает испытание образцов до разрушения, при этом осуществляют изготовление образцов из монолитов исследуемого материала, проводят испытание их на одноосное растяжение, сжатие и в условиях объемного напряженного состояния. По этим данным строят паспорт прочности с огибающей предельных кругов напряжений Мора. Производят измерение величины шероховатости поверхности Rz магистральной трещины для каждого вида напряженного состояния породы, по которым строят номограмму изменения шероховатости Rz поверхности магистральной трещины разрушения материалов в зависимости от величины главных нормальных напряжений σн в зоне трещины разрушения. Затем отбирают образец из зоны магистральной трещины разрушения исследуемого элемента конструкции сооружения и в нем измеряют величину шероховатости Rz1 поверхности магистральной трещины разрушения, по которой, используя полученную номограмму, определяют величины максимальных нормальных напряжений σн.p. Определяют точку предельного состояния исследуемого материала, для чего на оси ординат паспорта прочности материала откладывают значение максимального нормального напряжения, действующего в зоне разрушения материала σн.р, и из этой точки проводят перпендикуляр до огибающей кругов напряжений Мора. Используя точку предельного состояния исследуемого материала, строят круг напряжений Мора для исследуемого образца разрушенного элемента конструкции и по нему определяют значения главных нормальных напряжений σ2p и σ1p и вид напряженного состояния материала, при котором произошло разрушение элемента сооружения. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх