SU1183676A1 - Способ определени механических свойств горного массива - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИ .ЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРНОГО МАССИВА, включающий циклическое сжатие образца породы из исследуемого горного мае-. сива в жестком режиме нагружсни , измерение напр жени , продольной и поперечной деформаций и определение после каждого цикла нагружени  коэффициента разрьпагени  образца, по которым суд т о механических свойствах горного массива, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  измерений и снижени  трудоемкости , измер ют коэффициент разш СЛ рыхлени  породы в массиве и при равенстве коэффициентов разрыхлени  образца и горного массива определ ют упругие, деформационные и прочностные модули образца, которые считают равными соответствующим модул м массива.

Description

1 . 1 Изобретение относитс  к горной промьшшенности и может быть использовано дл  определени  прочностных и деформационных свойств горного массива. Цель изобретени  - упрощение изн рений и снижение трудоемкости. На фиг. 1 представлено: у - зави симость напр жени  от продольной деформации, Б - зависимость продоль ной деформации от поперечной деформации; на фиг. 2 - зависимость продольной деформации от коэффициента разрыхлени  образца; на фиг. 3 - за висимость направлени  от продольной деформаций при коэффициенте разрыхлени  образца, равном коэффициенту разрыхлени  породы в массиве. Способ осуществл етс  следующим образом. Изготовл етс  цилиндрический образец из исследуемого горного мас сива. Помещают образец в жесткую испытательную машину, жесткость кот рой в 2-3 раза вьиие жесткости образ Деформируют его путем нагружени  до предела прочности с одновременной регистрацией двухкоординатным самописцем диаграмм, характеризующих процессы деформации при нагружении и разгруженйи (фиг.1 и 2). Строитс  зависимость продольна  деформаци  - коэффициент разрых лени  образца, который определ етс  на основании формулы 1Ei+2g, где ,- продольна  деформаци ; .- поперечна  деформаци . определ етс  коэффициент разрыхлени  массива по отношению к образцу. плотность образца, определ  где р емого лабораторными методам плотность массива, определ  тма , например, радиоизотопн методом. По достижении предела прочности с началом записи нисход щей ветви производ т разгрузку образца с посл дующим нагружением несколько раз (3-5), что регистрируетс  в виде пе тель гистерезиса (фиг. 1 (5 и 2). По найденному значению коэффицие та разрыхлени  массива К... на диагра 6 ме продольна  деформаци  - коэффициент разрыхлени  образца определ етс  значение продольной деформации (), соответствующее коэффициенту разрыхлени  массива (К) и выбираетс  соответставующа  нагрузочна  крива  ABC, характеризующа  горный массив ( фиг.3).Значени  6j5p, М определ ютс  по диаграмме напр жение продольна  деформаци  (фиг. 3). ; . СУ с -в где ,М- соответственно модули упругости и спада при значении коэффициента разрыхлени  образца, равного коэффициенту разрыхлени  породы в массиве; & j, - предел прочности породы на сжатие при значении коэффициента разрыхлени  образца, равном коэффициенту разрыхлени  породы в массиве, определ етс  как максимальна  величины напр жени  на диаграмме напр жение - деформаци ; d - минимальное значение напр жени , при котором восход ща  и ниспадающа  ветви диаграммы напр жение деформаци  линейны; f) . величины деформации, соответствующие напр жени м & и ё ша восход щей и нисход щей ветв х диаграммы напр жение - деформаци . При жестком нагружении образца за пределом прочности трещиноватость образца развиваетс  постепенно -и на какой-то стадии деформировани  она достигает уровн  трещиноватости массива, затем превосходит ее и,наконец,образец разрушаетс ,Рост степени трещиноватости образца за пределом прочности сопровождаетс  увеличением его объема, поэтому трещиноватость может характеризоватьс  коэффициентом разрыхлени , а диаграмма продольна  деформаци  - коэффициент разрыхлени  позвол ет регистрировать изменение степени трещиноватости в процессе неоднократного разгружени  с последующей нагрузкой в запредельной области деформировани  и фиксировать изменение наклона нагрузочных кривых с ростом трещиноватости , тем самым становитс  возможным определить модуль упругости и модуль спада дл  горного массива в лабораторных услови х. Определение коэффициента разрыхлени  массива по отношению к образцу

31

позвол ет прив зать механические характеристики образца к механическим характеристикам горного массива.

Пример, Образец глинистого известн ка d 70 мм и 140 мм помещают между плитами пресса. Дл  повьшени  жесткости пресса параллель но с образцом устанавливаютс  и деформируютс  три стальных стержн  - компенсаторы. Регистраци  деформаций образца в виде диаграмм напр жение продольна  деформаци  (фиг. 1а), продольна  деформаци  - поперечна  деформаци  (фиг. .) ведетс  двухкоординатными самописцами. По записи на диаграмме (фиг. 1а) видно, что предел прочности достигнут при d 80 МПа (точка 0), дальйейшее деформирование ведетс  в запредельной области. На нисход щей ветви показано четыре цикла разгрузка. - нагружение (кривые R - R, фиг. 1 а и 2).

Результаты определени  коэффициента разрыхлени  образца Кр представ лены в таблице.

По данным таблицы построена диаграмма продольна  деформаци  - коэффициент разрыхлени  образца (фиг.16)

836764

Коэффициент разрыхлени  массива по отношению к образцу К 1,03. Этому значению коэффициента разрыхлени  массива К, на фиг. 1а 5 соответствует диаграмма ABC (фиг.З), а механические характеристики равны: 60 МПа.

р

60-10

С и -к

10

15

20

25

t2-il

8-tfJO в f-rfO

Claims (1)

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРНОГО МАССИВА, включающий циклическое сжатие образца породы из исследуемого горного мае- сива в жестком режиме нагружения, измерение напряжения, продольной и поперечной деформаций и определение после каждого цикла нагружения коэффициента разрыхления образца, по которым судят о механических свойствах горного массива, отличающийся тем, что, с целью упрощения измерений и снижения трудоемкости, измеряют коэффициент разрыхления породы в массиве и при ра- § венстве коэффициентов разрыхления образца и горного массива определяют упругие, деформационные и прочностные модули образца, которые считают равными соответствующим модулям массива.