SU922279A1

SU922279A1 - Способ определени прочности многолетнемерзлых горных пород в натурных услови х

Info

Publication number: SU922279A1
Application number: SU792812031A
Authority: SU
Inventors: Марк Абрамович Розенбаум; Георгий Алексеевич Иванов; Вячеслав Павлович Кругликов; Юрий Викторович Громов; Александр Иванович Украинский
Priority date: 1979-08-13
Filing date: 1979-08-13
Publication date: 1982-04-23

Description

I

Изобретение относитс к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при определении временного сопротивлени сжатию многолетнемерзлых горных пород.

Известен способ определени прочности горных пород в натурных услови х с помощью давильной установки 1 .

Основными недостатками этого способа вл ютс громоздкость и высока стоимость оборудовани , недостаточна в р де случаев величина создаваемого давлени , а вследствие этого и ограниченность размеров испытуемых блоков, что снижает точность харак-. теристик пород.

Известен также способ определени прочности многолетнемерзлых горных . пород в натурных услови х, включающий выделение из массива испытуемого блока и его нагружение 2 .

Недостатками этого способа вл ютс необходимогть создани значительной нагрузки при испытании

крепких пород, что требует применени нескольких давильных цилиндров , высоконапорных насосов, соединительных трубок высокого давлени и вследствие этого высокие затраты на проведение испытаний.

Целью изобретени вл етс снижение затрат на испытани горных пород .

Поставленна цель достигаетс

10 тем, что на нагружаемую поверхность выделенного блока перед испытанием укладывают слой льда, после чего производ т нагружение блока массива до его разрушени и фиксируют

15 значение разрушающей нагрузки, а прочность пород определ ют по формуле

пгс/см

сж

20

. J2 Rn RC

где RC« предел прочности блока массива на сжатие; 39 предел прочности льда при условно мгновенном нагружении , кгс/см, значение разрушающей нагруз ки , полученное при испытании блока массива с лед ным слоем; высота испытуемого элемента без лед ного сло ; полна высота испытуемого блока; толщина лед ного сло . На чертеже изображена схема реализации способа. Испытание горных пород производ т следующим образом. В массиве угл или породы вынимаю нишу 1 и с помощью боковых вертикаль ных щелей 2 оконтуривают испытуемый блок массива 3- Затем на его поверхность укладывают слой k льда. На нег устанавливают опорную плиту 5 и нагр жающий домкрат 6, с помощью гидронасоса 7 производ т нагружение породы. Перед нагружением измер ют высоту ис пытуемого блока массива 3 и толщину лед ного сло k а также устанавлива ют ийдикаторы измерени деформаций 8 Нагружени массива производ т до его разрушени , а разрушающее усилив фик сируют с помощью манометра 9 укрепленного на гидронасосе 7После проведени испытаний опреде л ют предел прочности массива по формуле о Лсж физическа сущность влени , позвол ющего снизить значени разрушающей нагрузки при испытании образцов пород с лед ными просло ми на нагружаемых поверхност х, состоит в том. что в силу специфики свойств, лед в . . л етс идеально пластичным материалом при длительном приложении нагруз 9 и в то же врем он имеет вполне ки определенные значени прочности при условно мгновенном приложении нагрузки . Кроме того, при воздействии нагрузки лед может течь, остава сь льдом и сохран все присущие ему свойства. При приложении нагрузки к поверхности образца, на которую уложен лед ной слой, лед начинает течь, при этом на поверхности образца возникают касательные напр жени , направленные от середины к краю опорной поверхности.. Это подтверждаетс характером разрушени образцов, которые разрушаютс вертикальными трещинами , расположенными вдоль его оси и проход щими примерно в середине опорных поверхностей, т.е. происходит как бы разрыв образца. Извест- : но, что прочность на раст жение образцов пород обычно в 10-20 раз меньше прочности их на сжатие. В с;ледстаие этого, при таком характере нагруж ни , происходит разрушение образцов при меньших усили х по сравнению с обычными способами испытаний. Испытани образцов горных пород проводились в холодильной камере ВНИМИ. Целью испытаний вл лось установление закономерности снижени абсолютного значени разрушающей нагрузки при наличии на нагружаемой поверхности образцов горных пород лед ных слоев. Испытывались образцы горных пород, изготовленные из угл , диабаза, мрамора и извест|ч ка . Лед ные слои располагались на торцовых гюверхност х образцов. Перед испытани ми пород с лед ными сло ми был определен предел прочности льда на сжатие при . Среднее его значение по 10 опытам составило 2 кгс/см. Испытани образцов горных пород проводились в режиме условно мгновенного нагружени на 10-тонном прессе БУ-47. (fc Результаты испытаний приведены в таблице.

Продолжение таблицы

Claims

Примечание X и испытани х .с лед ными резцов, h Как видно из таблицы, при наличии на торцовых поверхност х образцов лед ных прослоев разрушающа нагрузка уменьшалась в 2-8 раз, в зависимости от толщины прослоев. Обработка результатов испытаний образцов горных пород, представленных в таблице, позволила получить указанную формулу дл определени проч ности образцов на сжатие с лед ными сло ми , расположенными на их нагружаемых поверхност х. Предлагаемый способ по. сравнению с известным обладает меньшей трудоемкостью, не требует громоздко го оборудовани , так как создание сравнительно незначительного разрушающего усили можно достичь с помощью простых механических устройст например винта, клина, автомобильного домкрата, и позвол ет проводит испытание с помощью давильной установки пород весьма значительной прочности . Формула изобретени Способ определени прочности мно голетнемерзлых горных пород в натур ных услови х, включающий выделение из массива испытуемого блока и его нагружение, отличающийс тем, что, с целью снижени едел прочности на сжатие при зцов горных пород соответственно о ми и без них; d - диаметр обота; Л толщина лед ных прослоев. затрат- на испытани , на нагружаемую поверхность выделенного блока перед испытанием укладывают слой льда, после чего производ т нагружение блока массива до его разрушени и фиксируют значение разрушающей нагрузки , а прочность пород определ ют по формуле „ h,, ,,гс/см2 предел прочности элемента массива на сжатие; Rj, - предел прочности льда при условно мгновенном нагружении , кгс/см, RC - значение разрушающей нагрузки , полученное при испытании блока массива с лед ным слоем, Ищ- высота испытуемого элемента без лед ного сло , полна высота испытуемого блока, Ьд- толщина лед ного сло . Источники информации, прин т| е во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № / 01803. кл. Е 21 С 39/00, 19712 .Бич Я.А. и др. Об определении прочности-пластов угл на сжатие. Труды ВНИМИ.Сб.№50, 19бЗ (прототип) .