RU2629610C1 - Способ изготовления смерзшихся образцов, структурно сопоставимых с взорванным массивом горных пород - Google Patents

Способ изготовления смерзшихся образцов, структурно сопоставимых с взорванным массивом горных пород Download PDF

Info

Publication number
RU2629610C1
RU2629610C1 RU2016121595A RU2016121595A RU2629610C1 RU 2629610 C1 RU2629610 C1 RU 2629610C1 RU 2016121595 A RU2016121595 A RU 2016121595A RU 2016121595 A RU2016121595 A RU 2016121595A RU 2629610 C1 RU2629610 C1 RU 2629610C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inclusions
temperature
frozen
binder
rock
Prior art date
Application number
RU2016121595A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Викторович Панишев
Сергей Александрович Ермаков
Елена Леонидовна Алькова
Михаил Саввич Максимов
Денис Сергеевич Козлов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук
Priority to RU2016121595A priority Critical patent/RU2629610C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2629610C1 publication Critical patent/RU2629610C1/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/04Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for coating or applying engobing layers
    • B28B11/06Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for coating or applying engobing layers with powdered or granular material, e.g. sanding of shaped articles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24Earth materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области исследования механических характеристик грунтов в лабораторных условиях. Новым в способе является то, что вначале в специальном решетчатом поддоне изготавливают включения кубической формы, уплотнение породы производят методом вибрации, после чего включения замораживают до заданной экспериментом температуры, затем поддон с ячейками разбирают, вынимают включения, выдерживают их при комнатной температуре некоторое время до появления конденсата на поверхности для лучшего сцепления со связующим, перемешивают включения со связующим - породами месторождения, помещают перемешанные включения со связущим в специально изготовленную разъемную цилиндрическую форму (гильзу), после чего гильзу с породой устанавливают в климатическую камеру и замораживают до температуры, соответствующей температуре породы в массиве, применительно к различным периодам года, и выдерживают в холодильной установке до тех пор, пока температура в центре образца с установленным в нем термодатчиком не уравняется с заданной. Достигается возможность изготовления образцов, структурно сопоставимых с взорванным массивом горных пород, позволяющих определить на них сопротивление срезу грунта методом одноплоскостного среза. 2 ил.

Description

Изобретение относится к области технических средств и их элементов, предназначенных для определения механических характеристик грунтов в лабораторных условиях.
Известен метод одноплоскостного среза по поверхности смерзания, при котором испытание мерзлого грунта методом одноплоскостного среза проводят для определения следующих характеристик прочности: сопротивления срезу мерзлого грунта, грунтового раствора и льда по поверхности их смерзания с материалом фундамента или другим твердым материалом, сопротивления срезу мерзлого грунта по поверхности смерзания с другим грунтом или грунтовым раствором, сопротивления срезу льда по поверхности смерзания с грунтом или грунтовым раствором [1] (прототип).
Данным методом испытывают пески (кроме сыпучемерзлых) и глинистые грунты. Испытания мерзлых грунтов проводят при температурах ниже температуры начала замерзания: на 0,5°С - для незасоленных и на 1°С - для засоленных. Для испытаний используют образцы грунта или грунтового раствора ненарушенного и нарушенного сложений. Образцы должны иметь форму цилиндра диаметром не менее 70 мм и высотой от 1/2 до 1/3 диаметра. Диаметр образца материала должен быть равным диаметру образца грунта.
Образец вида «грунт - грунтовый раствор (грунт)» подготавливают в следующей последовательности:
- для грунта ненарушенного сложения вырезают из монолита грунта образец по форме рабочего кольца срезного прибора и помещают его в рабочее кольцо;
- для грунта нарушенного сложения рабочее кольцо прибора заполняют заранее подготовленным грунтом заданного состава и влажности, добиваясь требуемой плотности грунта, после чего грунт замораживают через верхний или нижний торец;
- мерзлый грунт в рабочем кольце срезного прибора устанавливают в опорное кольцо формы. На это рабочее кольцо устанавливают второе такое же рабочее кольцо и на него помещают защитное кольцо формы. Верхнее рабочее кольцо заполняют предварительно охлажденным до температуры замерзания грунтовым раствором или грунтом заданного состава и влажности и проводят смораживание образца через верхний или нижний торец.
Для среза мерзлого грунта ненарушенного сложения из монолита вырезают образец высотой, соответствующей размерам смороженных колец в специализированных формах для приготовления образцов вида «грунт (грунтовый раствор, лед) - материал или в формах для приготовления образцов вида «грунт - грунтовый раствор (лед, грунт)». Образец перемещают в рабочие кольца и устанавливают в срезной прибор. Выдерживают при температуре испытания 12 ч или 24 ч в зависимости от диаметра образца. Все операции проводят в помещении с отрицательной температурой.
Во время промораживания измеряют температуру контрольного образца грунта, в который помещают термодатчик термоизмерительного устройства. Промораживание заканчивают, когда температура контрольного образца достигнет значения температуры воздуха в помещении. После этого образец извлекают из формы, герметизируют и сохраняют до испытаний.
Рыхление мерзлого массива горных пород в условиях многолетней мерзлоты ведут буровзрывными работами. Последующая экскавация взорванных горных пород осложняется их повторным смерзанием, что затрудняет их дальнейшую разработку горными машинами. Для осуществления процесса копания необходимо создать такое усилие выемочной машины, которое должно быть больше силы сопротивления копанию. Прочность повторного смерзания взорванных пород может оказаться выше усилий, создаваемых экскаваторами или другой техникой, и в этом случае взорванный массив может представлять собою почти непреодолимое препятствие для выемочного оборудования (особенно для экскаваторов-драглайнов). Удельное сопротивление копанию, в свою очередь, зависит от физико-технических показателей породы (влажности, температуры, гранулометрии, плотности, прочностных характеристик). Достоверная оценка прочностных характеристик взорванного массива в условиях его повторного смерзания позволяет правильно выбрать выемочное оборудование и режимы его работы. В натурных условиях не предоставляется возможности получить сдвиговые характеристики смерзшихся взорванных вскрышных пород.
Недостатком известного устройства (прототипа) является то, что на образцах, изготовленных согласно ГОСТ-1248-2010, невозможно определить сдвиговые характеристики смерзшегося взорванного массива горных пород.
Технической задачей данного изобретения являлась разработка способа изготовления смерзшихся образцов, структурно сопоставимых с взорванным массивом горных пород, позволяющих определить на них сопротивление срезу грунта методом одноплоскостного среза.
Предлагаемый способ изготовления смерзшихся образцов, структурно сопоставимых с взорванным массивом горных пород, включающий отбор, упаковку, транспортирование и хранение образцов породы, отличается тем, что вначале в специальном решетчатом поддоне изготавливают включения кубической формы, уплотнение породы производят методом вибрации, после чего включения замораживают до заданной экспериментом температуры, затем поддон с ячейками разбирают, вынимают включения, выдерживают их при комнатной температуре некоторое время до появления конденсата на поверхности для лучшего сцепления со связующим, перемешивают включения со связующим - породами месторождения, помещают перемешанные включения со связующим в специально изготовленную разъемную цилиндрическую форму (гильзу), после чего гильзу с породой устанавливают в климатическую камеру и замораживают до температуры, соответствующей температуре породы в массиве, применительно к различным периодам года, и выдерживают в холодильной установке до тех пор, пока температура в центре образца с установленным в нем термодатчиком не уравняется с заданной.
После замораживания разъемную гильзу разбирают и подготовленный образец подвергают испытанию на специально сконструированном стенде для лабораторных исследований прочности смерзшихся вскрышных горных пород.
При условии уплотнения образец помещают в прибор, который состоит из реечного пресса и динамометра со стрелочным индикатором. Уплотнение производится с усилием, соответствующим условию в задании на проведение эксперимента.
На фиг. 1 и 2 показан вид изготовленного смерзшегося образца, структурно сопоставимого с взорванным массивом горных пород.
Преимуществом предложенного способа изготовления образцов по сравнению с прототипом является возможность на образцах структурно сопоставимых с взорванным массивом оценить его прочность в условиях повторного смерзания.
Источники информации
1. ГОСТ 12248-2010. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости (прототип).
2. Руппенейт К.В., Либерман Ю.М. Введение в механику горных пород / Госгортехиздат, 1960. - 356 с.
3. Ямщиков B.C. Методы и средства исследования и контроля горных пород и процессов. М.: Недра, 1982. 296 с.
4. Ильницкая Е.И., Тедер Р.И., Ватолин Е.С. Свойства горных пород и методы их определения / М.: Недра. 1969. 392 с.
5. Методическое пособие по инженерно-геологическому изучению горных пород. В 2-х томах. Том I. Полевые методы / Под ред. Е.М. Сергеева. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1984. 423 с.
6. Ильницкая Е.И., Тедер Р.И., Ватолин Е.С. и др. Свойства горных пород и методы их определения / М.: Недра, 1969. - 392 с.
7. Тайбашев В.Н. Физико-механические свойства мерзлых крупнообломочных пород / Магадан: ВНИИ-1, 1973. - 156 с.

Claims (1)

  1. Способ изготовления смерзшихся образцов, структурно сопоставимых с взорванным массивом горных пород, включающий отбор, упаковку, транспортирование и хранение образцов породы, отличающийся тем, что вначале в специальном решетчатом поддоне изготавливают включения кубической формы, уплотнение породы производят методом вибрации, после чего включения замораживают до заданной экспериментом температуры, затем поддон с ячейками разбирают, вынимают включения, выдерживают их при комнатной температуре некоторое время до появления конденсата на поверхности для лучшего сцепления со связующим, перемешивают включения со связующим - породами месторождения, помещают перемешанные включения со связующим в специально изготовленную разъемную цилиндрическую форму (гильзу), после чего гильзу с породой устанавливают в климатическую камеру и замораживают до температуры, соответствующей температуре породы в массиве, применительно к различным периодам года, и выдерживают в холодильной установке до тех пор, пока температура в центре образца с установленным в нем термодатчиком не уравняется с заданной.
RU2016121595A 2016-05-31 2016-05-31 Способ изготовления смерзшихся образцов, структурно сопоставимых с взорванным массивом горных пород RU2629610C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016121595A RU2629610C1 (ru) 2016-05-31 2016-05-31 Способ изготовления смерзшихся образцов, структурно сопоставимых с взорванным массивом горных пород

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016121595A RU2629610C1 (ru) 2016-05-31 2016-05-31 Способ изготовления смерзшихся образцов, структурно сопоставимых с взорванным массивом горных пород

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2629610C1 true RU2629610C1 (ru) 2017-08-30

Family

ID=59797912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016121595A RU2629610C1 (ru) 2016-05-31 2016-05-31 Способ изготовления смерзшихся образцов, структурно сопоставимых с взорванным массивом горных пород

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2629610C1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1766673A1 (ru) * 1991-01-03 1992-10-07 Новополоцкий Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Белоруссии Способ формовани декоративных строительных изделий
RU2356810C1 (ru) * 2008-02-12 2009-05-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Способ временного хранения смерзающихся сыпучих и кусковых материалов
JP2014025732A (ja) * 2012-07-25 2014-02-06 Shinshu Univ 凍結標本の作製装置及び作製方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1766673A1 (ru) * 1991-01-03 1992-10-07 Новополоцкий Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Белоруссии Способ формовани декоративных строительных изделий
RU2356810C1 (ru) * 2008-02-12 2009-05-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Способ временного хранения смерзающихся сыпучих и кусковых материалов
JP2014025732A (ja) * 2012-07-25 2014-02-06 Shinshu Univ 凍結標本の作製装置及び作製方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АЛЬКОВА Е.Л. и др. Методический подход к исследованию прочности смерзшихся вскрышных горных пород на сдвиг. Современные проблемы науки и образования, - 2014.-N5 [он-лайн] [Найдено 25.04.2017] Найдено из Интернет: < URL: https://www.science-education.ru/ru/article/view?id=14576>. *
ГОСТ 12248-2010 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и дкфермируемости. Введен в действие 01.01.2012. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Meguid et al. Physical modeling of tunnels in soft ground: a review
RU2625230C2 (ru) Прозрачный мерзлый грунт, способ его получения и применения
CN103926127B (zh) 冻土边坡模型制作及冻土边坡模型定向爆破试验装置和试验方法
Wang et al. Macro–meso fracture and instability behaviors of hollow-cylinder granite containing fissures subjected to freeze–thaw–fatigue loads
CN103954511B (zh) 一种裂隙网络岩石剪切-渗流耦合实验方法
RU2580316C1 (ru) Способ определения количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах
Jiang The relationship between mechanical properties and gradual deterioration of microstructures of rock mass subject to freeze-thaw cycles
JP2020090842A (ja) メタンハイドレート混合模擬地盤、メタンハイドレート模擬地盤、メタンハイドレート掘削模擬実験装置、メタンハイドレート混合模擬地盤の製造方法、およびメタンハイドレート模擬地盤の製造方法
Liu et al. A slurry consolidation method for reconstitution of triaxial specimens
RU2629610C1 (ru) Способ изготовления смерзшихся образцов, структурно сопоставимых с взорванным массивом горных пород
JP3893343B2 (ja) 岩盤の原位置応力の計測方法
Swan et al. Characteristics of Chicago Blue Clay Subjected to a Freeze–Thaw Cycle
Dipova Nondestructive testing of stabilized soils and soft rocks via needle penetration
Cruz et al. Unsaturated soil response under plane strain conditions using a servo/suction-controlled biaxial apparatus
CN210626168U (zh) 土壤试样制备装置
Ignat Field and laboratory tests of laterally loaded rows of lime-cement columns
CN105004619A (zh) 冻土区回填土冻结强度现场快速检测装置
CN102200496A (zh) 重塑土室内中型剪切试验方法及其专用设备
Zhu et al. The differences between soil grouting with cement slurry and cement-water glass slurry
Ghazvinian et al. Equivalent material modelling to predict the stability of underground openings
CN204780839U (zh) 一种冻土回填土冻结强度快速检测装置
Liu et al. Investigation on tensile failure behavior of frozen sandstone in Brazilian test via acoustic emission monitoring
Wahyuzi et al. Slope stability affected by percentage of soil water content in Dago Giri, West Bandung regency
Sellaiya Cyclic seasonal effects on infrastructure earthworks
Kitazume et al. Centrifuge Model Tests on Internal Stability of Group Column Type Deep Mixing Improved Ground on Inclined Base Layer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180601