RU2276344C1 - Способ определения предела длительной прочности горных пород - Google Patents
Способ определения предела длительной прочности горных пород Download PDFInfo
- Publication number
- RU2276344C1 RU2276344C1 RU2004132799/28A RU2004132799A RU2276344C1 RU 2276344 C1 RU2276344 C1 RU 2276344C1 RU 2004132799/28 A RU2004132799/28 A RU 2004132799/28A RU 2004132799 A RU2004132799 A RU 2004132799A RU 2276344 C1 RU2276344 C1 RU 2276344C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- long
- rock
- term strength
- sample
- rocks
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к испытаниям прочностных характеристик горных пород и может быть использовано для определения предела длительной прочности горных пород. Заявленный способ определения предела длительной прочности горных пород по результатам кратковременных испытаний образцов основан на соответствии уровня трещинообразования в горной породе продолжительности ультразвукового импульса. В процессе нагружения образца определяется продолжительность ультразвукового импульса. По результатам испытаний строится кривая прозвучивания, точка пересечения с осью нагружения принимается за предел длительной прочности горной породы. Увеличение нагрузки выше этой точки приведет к разрушению образца горной породы. Технический результат: повышение точности измерений. 3 ил.
Description
Изобретение относится к горному делу, в частности к исследованиям прочностных свойств материалов и элементов конструкций, и может быть использовано для определения предела длительной прочности горных пород.
В зависимости от значения предела длительной прочности (предела долговременного сопротивления) горных пород оценивается устойчивость междукамерных и охранных целиков, продолжительность безремонтного поддержания подземных горных выработок.
Существуют способы определения предела длительной прочности горных пород путем нагружения образцов цилиндрической формы (d=36 мм, h=70 мм) на рычажных, гидравлических и пружинных прессах. Натурные испытания проводят на образцах призматической формы сечением 500×500 мм и высотой 900 мм. Нагрузка на образцы создается давильной установкой конструкции Я.А.Бича (Проскуряков Н.М., Ливенский B.C., Карташов Ю.М. Реологические свойства соляных пород. Развитие калийной промышленности. Обзорная информация. М:, НИИТЭХИМ, 1974, 48 с.; Проскуряков Н.М., Пермяков Р.С., Черников А.К., Физико-механические свойства соляных пород. Л.: Недра, 1973, с.142).
За предел длительной прочности принимается значение максимального напряжения, при котором деформационные процессы протекают без разрушения в течение интервала времени, стремящегося к бесконечности. Продолжительность испытаний образцов составляет от 50 до 1000 и более часов. В некоторых случаях она достигает 52 суток. (Авершин С.Г., Ялымов Н.Г., Степанов В.Я. Расчет целиков с учетом реологических свойств горных пород. В сб. Проблемы реологии горных пород. Киев, Наукова Думка, 1970, с.7-11).
Недостатком вышеуказанных способов является сравнительно высокая трудоемкость и продолжительность испытаний образцов.
Наиболее близким к предлагаемому является способ определения предела длительной прочности горных пород при кратковременных испытаниях по мощности инфранизкочастотного шума электрического тока (а.с. СССР, 1408286 МКИ G 01 N 3/08, Е 21 С 39/00. Способ определения предела длительной прочности горных пород. БИ, 1988, №25). Согласно данному изобретению определяют уровень инфранизкочастотного шума тока в ненарушенных образцах, а затем в процессе нагружения. Поскольку мощность инфранизкочастотного шума тока зависит от трещиноватости образцов, то предел длительной прочности горных пород определяют по максимальной мощности инфранизкочастотного шума тока, соответствующей переходу материала образца горной породы в запредельное состояние, когда происходит увеличение трещин и разрушение образца.
К недостаткам данного способа следует отнести необходимость изучения уровня инфранизкочастотного шума в ненагруженных образцах, сравнительно невысокая точность измерений, повышенная трудоемкость и продолжительность испытаний.
В задачу настоящего изобретения входило создание способа определения предела длительной прочности горных пород, обеспечивающего минимальную трудоемкость, продолжительность и высокую точность измерений.
Поставленная задача решалась таким образом, что в способе определения предела длительной прочности горных пород, включающем возрастающее нагружение образца горной породы усилием, регистрацию уровня развития трещин и определение по нему предела длительной прочности горной породы, образец горной породы подвергают воздействию ультразвука, замеряют на каждой стадии нагружения и по каждому направлению продолжительность ультразвукового импульса, которая соответствует уровню развития трещин, строят графики прозвучивания и в точке пересечения кривых прозвучивания с осью нагружения определяют предел длительной прочности горной породы, соответствующий началу разрушения образца и увеличения его объема.
На фиг.1 представлена монтажная схема испытаний образца.
На фиг.2 изображено поперечное сечение оприборенного образца.
На фиг.3 представлена диаграмма поперечного прозвучивания образца.
Применение данного способа осуществляется следующим образом. Из массива горных пород, подлежащего исследованию, выбуривают буровой коронкой партию цилиндрических образцов, обрабатывают их торцы и боковую поверхность до блеска. Путем раздавливания образцов на прессе определяют кратковременный (мгновенный) предел прочности породы (R, мПа) на одноосное сжатие и его среднее значение принимают в качестве эталона.
Образец 1 горной породы помещают между нижней 2 и верхней 3 давильными плитами пресса. Посередине образца 1 на двух уровнях наклеивают ультразвуковые щупы зондирующие 4 и приемные 5 с пъезокристаллами из сегнетовой соли по два во взаимно перпендикулярных направлениях.
Каждый образец породы испытывают под возрастающей нагрузкой Р и одновременно фиксируют продолжительность ультразвукового импульса Δt на каждой ступени нагружения С=Р/R. По результатам испытаний строят диаграмму прозвучивания образца, которая отражает процесс уплотнения материала образца в начальной стадии, смыкания природных микротрещин и сокращения продолжительности ультразвукового импульса Δt Затем происходит процесс расширения микротрещин и увеличение продолжительности ультразвукового импульса. В месте пересечения кривой прозвучивания с вертикальной осью нагружения начинается процесс разрушения материала образца и развития макротрещин (точка Д). Величина усилия нагружения образца в точке Д принимается за предел длительной прочности испытуемой породы. При дальнейшем нагружении выше этой точки начинается необратимый процесс превращения микротрещин в макротрещины, разрушение образца и увеличение его объема. По результатам испытаний партии образцов определяют среднее значение предела длительной прочности испытуемой породы.
В случае оснащения образца индикаторами часового типа и тензодатчиками можно дополнительно определить величину предельной деформации, модуль деформации и коэффициент Пуассона.
Предлагаемый способ определения предела длительной прочности горных пород позволяет значительно снизить трудоемкость, продолжительность работ, повысить точность измерений, поскольку он учитывает высокую чувствительность скорости ультразвука к состоянию структуры материала: уровень трещиноватости соответствует длительности ультразвукового импульса.
Claims (1)
- Способ определения предела длительной прочности горных пород, включающий возрастающее нагружение образца горной породы усилием, регистрацию уровня развития трещин и определение по нему предела длительной прочности горной породы, отличающийся тем, что образец горной породы подвергают воздействию ультразвука, замеряют на каждой стадии нагружения и по каждому направлению продолжительность ультразвукового импульса, которая соответствует уровню развития трещин, строят графики прозвучивания и в точке пересечения кривых прозвучивания с осью нагружения определяют предел длительной прочности горной породы, соответствующий началу разрушения образца, и увеличения его объема.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004132799/28A RU2276344C1 (ru) | 2004-11-10 | 2004-11-10 | Способ определения предела длительной прочности горных пород |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004132799/28A RU2276344C1 (ru) | 2004-11-10 | 2004-11-10 | Способ определения предела длительной прочности горных пород |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004132799A RU2004132799A (ru) | 2006-04-20 |
RU2276344C1 true RU2276344C1 (ru) | 2006-05-10 |
Family
ID=36607786
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004132799/28A RU2276344C1 (ru) | 2004-11-10 | 2004-11-10 | Способ определения предела длительной прочности горных пород |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2276344C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2523782C1 (ru) * | 2013-04-02 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук (ИФЗ РАН) | Способ контроля локальных изменений плотности образца горной породы в процессе его деформирования |
CN105043905A (zh) * | 2015-06-29 | 2015-11-11 | 河海大学 | 一种基于稳态流变速率切线的岩石长期强度参数确定方法 |
CN107271258A (zh) * | 2017-06-15 | 2017-10-20 | 河海大学 | 一种用于观察和记录岩石材料实验的装置 |
RU2716631C1 (ru) * | 2019-10-02 | 2020-03-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Способ определения прочности горных пород и устройство для его реализации |
-
2004
- 2004-11-10 RU RU2004132799/28A patent/RU2276344C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2523782C1 (ru) * | 2013-04-02 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук (ИФЗ РАН) | Способ контроля локальных изменений плотности образца горной породы в процессе его деформирования |
CN105043905A (zh) * | 2015-06-29 | 2015-11-11 | 河海大学 | 一种基于稳态流变速率切线的岩石长期强度参数确定方法 |
CN105043905B (zh) * | 2015-06-29 | 2017-12-22 | 河海大学 | 一种基于稳态流变速率切线的岩石长期强度参数确定方法 |
CN107271258A (zh) * | 2017-06-15 | 2017-10-20 | 河海大学 | 一种用于观察和记录岩石材料实验的装置 |
RU2716631C1 (ru) * | 2019-10-02 | 2020-03-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Способ определения прочности горных пород и устройство для его реализации |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004132799A (ru) | 2006-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Nazir et al. | Correlation between unconfined compressive strength and indirect tensile strength of limestone rock samples | |
CN110441170B (zh) | 单轴双向同步控制电磁加载动态剪切试验装置和测试方法 | |
Vasconcelos et al. | Prediction of the mechanical properties of granites by ultrasonic pulse velocity and Schmidt hammer hardness | |
Cai et al. | Post-peak stress–strain curves of brittle hard rocks under axial-strain-controlled loading | |
Filimonov et al. | Memory effects in rock salt under triaxial stress state and their use for stress measurement in a rock mass | |
US20120234102A1 (en) | Method and Apparatus for Investigating Mechanical Properties of Soft Materials | |
CN103852377B (zh) | 基于累计声发射撞击数识别岩石单轴压缩启裂强度的方法 | |
He et al. | Microcrack fracturing of coal specimens under quasi-static combined compression-shear loading | |
Korzeniowski et al. | Laboratory method for evaluating the characteristics of expansion rock bolts subjected to axial tension | |
Tuncay et al. | Relation between Kaiser effect levels and pre-stresses applied in the laboratory | |
Zafar et al. | Evaluation of crack initiation and damage in intact barre granite rocks using acoustic emission | |
RU2276344C1 (ru) | Способ определения предела длительной прочности горных пород | |
Ghazvinian et al. | Identification of crack damage thresholds in crystalline rock | |
Cieślik | Onset of crack initiation in uniaxial and triaxial compression tests of dolomite samples | |
Huang et al. | A dynamic ball compression test for understanding rock crushing | |
Ghazvinian et al. | Challenges related to standardized detection of crack initiation thresholds for lower-bound or ultra-long-term strength prediction of rock | |
Sabanov | COMPARISON OF UNCONFINED COMPRESSIVE STRENGTHS AND ACOUSTIC EMISSIONS OF ESTONIAN OIL SHALE AND BRITTLE ROCKS. | |
Duevel et al. | Mechanical characterization of pink Lac du Bonnet granite: Evidence of nonlinearity and anisotropy | |
Jacobsson et al. | Direct shear and tensile test on cemented healed joints from El Teniente mine, Chile | |
Hou et al. | Experimental investigations on creep behavior of coal under combined compression and shear loading | |
Karakus et al. | Rock fatigue damage assessment by acoustic emission | |
RU2510440C2 (ru) | Устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях | |
Tomiczek | A note on the strength and deformation properties of a some sandstone under three-point bending in the context of tension and compression behaviour | |
Seifabad et al. | An investigation into fracture toughness and mechanisms in anisotropic rocks using the Acoustic Emission method | |
ZHOU et al. | Mechanical properties and failure mechanisms of the rocklike specimens under tension shear effects |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061111 |