SU1164588A1 - Способ определения адгезии породы с твердеющей смесью и устройство для его осуществления. - Google Patents

Description

Изобретение относится к способам и устройствам для определения прочности контактного взаимодействия горных пород с твердеющей смесью.

Известен способ определения адгезии, включающий натяжение образца, нанесение на него исследуемого полимерного материала, последующее отверждение и нагружение растягивающими усилиями [1].

Недостаток данного способа заключается в том, что невозможно проведение испытаний на прочность контакта горных пород с твердеющей смесью.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ определения адгезии породы с твердеющей, смесью, включающий закрепление образца породы, образование участка контакта образца породы с твердеющей смесью, нагружение образбванного участка контакта растягивающими усилиями и фиксацию усилия разрыва, по которому определяют адгезию. Образцы породы в виде полувосьмерок закрепляют в захватах разрывной машины [2].

Недостаток известного способа — невысокая достоверность, обусловленная сложностью обеспечения одинаковых условий схватывания и набора прочности' для твердеющих материалов неоднородной структуры в тонком слое между двумя полувосьмерками.

Известно устройство для определения адгезии породы с твердеющей смесью, содержащее корпус с конусным отверстием для размещения образца породы, вкладыш с внутренней конусной поверхностью, установленный на корпус и предназначенный для твердеющей смеси, и источник давления среды для нагружения растягивающими усилиями. Источник давления сообщен с сильфонами, размещенными в пазах корпуса и вкладыша [3].

Недостатком такого устройства являет. ся невысокая достоверность вследствие возможной несоосностй ' прикладываемых растягивающих усилий.

Цель изобретения — повышение достоверности определения адгезии.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения адгезии породы с твердеющей смесью, включающему закрепление образца породы, образование участка контакта образца породы с твердеющей смесью, нагружение образованного участка контакта растягивающими усилиями и фиксацию усилия разрыва, по которому определяют адгезию, предварительно на торце образца породы создают заданный микрорельеф поверхности, закрепление образца породы осуществляют путем заливки конусного держателя из клеящего компаунда, затем на торец образца породы зали2

вают твердеющую смесь и формуют из нее цилиндр над участком с одновременным образованием кольцевой полости между образцом породы и твердеющей смесью, а нагружение растягивающими усилиями осуществляют путем нагнетания жидкости в образованную полость.

Кроме того, устройство для определения адгезии породы с твердеющей смесью, содержащее корпус с конусным отверстием для размещения образца породы, вкладыш с внутренней конусной поверхностью, установленный на корпус и предназначенный для твердеющей смеси, и источник давления среды для нагружения растягивающими усилиями, снабжено формующим полым цилиндром с заплечиками, предназначенным для установки на участок контакта образца породы, и кольцевой прокладкой, установленной между корпусом и вкладышем, а источник давления среды сообщен с полостью корпуса, в которой размещена прокладка.

На фиг. 1 показано устройство для определения адгезии породы с твердеющей смесью, общий вид; на фиг. 2 — разрез А—А на фиг. 1.

Устройство содержит корпус 1 с конусным отверстием 2 для размещения образца 3 породы, вкладыш 4 с уплотнением 5, предназначенный для заливки твердеющей смеси 6, кольцевую прокладку 7, установленную между корпусом 1 и вкладышем 4, формующий полый цилиндр 8 с заплечиками, устанавливаемый на участок контакта образца 3 породы, и источник давления среды (не показан), сообщенный через магистраль 9 с полостью корпуса 1, в которой размещена прокладка 7.

Способ определения адгезии породы с твердеющей смесью осуществляют следующим образом.

Из подлежащей исследованию горной породы изготавливают образец 3 цилиндрической формы и на его торце создают микрорельеф поверхности с требуемой шероховатостью. Цилиндрический образец 3 закрепляют в корпусе 1 путем заливки в конусную полость клеящего компаунда. Затем на торец образца 3 внутрь кольцевой прокладки

7 устанавливают формующий полый цилиндр

8 из материала, не взаимодействующего с твердеющей смесью, и производят заливку испытуемой твердеющей смеси 6 в полость вкладыша 4. После набора прочности твердеющей смесью и компаундом нагружают участок контакта породы с твердеющей смесью 6 растягивающими усилиями. Для этого подают от источника по магистрали 9 жидкость под давлением, которая проникает по прокладке 7 в кольцевую полость между корпусом 1, вкладышем 4, и цилиндром 8. При этом давлением жидкости создаются усилия отрыва твердеющей смеси 6 от образца

1164588

3

3 породы на участке их контакта внутри кольцевой прокладки 7, причем формующий цилиндр 8 устраняет возможность возникновения концентрации напряжений в месте контакта кольцевой прокладки 7 с твердеющей смесью 6. Заплечики формующего цилиндра 8 препятствуют возникновению бегущих трещин разрыва в твердеющей смеси 6 вне участка контакта с образцом 3. Постепенно повышая давление жидкости, поступающей через магистраль 9, производят отрыв смеси 6 от образца 3 на участке их контакта, При этом отрыв фиксируют по падению давления жидкости и свободному выходу вкладыша 4 из корпуса 1. Адгезию породы с твердеющей смесью определяют по формуле

ба⁼ РРк ι

где Р —максимальное давление жидкости; Р_к — площадь кольцевой полости вокруг участка контакта;

— площадь контакта образца 3 с

смесью 6.

10

15

20

4

После проведения испытаний торцовую поверхность образца 3 вновь подготавливают, создавая требуемый микрорельеф, и, не освобождая образец 3 из корпуса Ь проводят определение адгезии породы с тем же или новым материалом твердеющей смеси 6, изменяя, при необходимости увеличить величину усилий отрыва, площадь контакта заменой прокладки 7.

Изобретение позволяет повысить достоверность и доступность определения адгезии горной породы с различными составами твердеющих смесей вследствие исключения ошибок за счет неравномерности приложения усилий отрыва по длине образца и четкой фиксации шероховатости микрорельефа поверхности контакта, причем компактность устройства и возможность проведения большого числа испытаний на одном образце породы сокращают трудоемкость и дают возможность повысить оперативность контроля качества участков взаимодействия породы с твердеющей смесью.

А-А

фиг. 2

Claims (2)

1. Способ определения адгезии породы с твердеющей смесью, включающий закрепление образца _λ породы, образование участка контакта образца породы с твердеющей смесью, нагружение образованного участка контакта растягивающими усилиями и фиксацию усилия разрыва, по которому определяют адгезию, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения адгезии, предварительно

8

на торце образца породы создают заданный микрорельеф поверхности, закрепление образца породы осуществляют путем заливки конусного держателя из клеящего компаунда, затем на торец образца породы заливают твердеющую смесь и формуют из нее цилиндр над участком с одновременным образованием кольцевой полости между образцом породы и твердеющей смесью, а нагружение растягивающими усилиями осуществляют путем нагнетания жидкости в образованную полость.

2. Устройство для определения адгезии породы с твердеющей смесью, содержащее корпус с конусным отверстием для размещения образца породы, вкладыш с внутренней конусной поверхностью, установленный на корпус и предназначенный для твердеющей смеси, и источник давления среды для нагружения растягивающими усилиями, отличающееся тем, что оно снабжено формующим полым цилиндром с заплечиками, предназначенным для установки на участок контакта образца породы, и кольцевой прокладкой, установленной между корпусом· й вкладышем, а источник давления среды сообщен с полостью корпуса, в которой размещена прокладка.

6 ч.

фиг. 7

δ и „„1164588

1164588

1