Способ испытания скальных пород в условиях растяжения

(5 ОПИСАНИ М АВТОРСМОМУ РЕТ з левееа 1фе ЕТЕЛЬС ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Всесоюзный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт Гидро проект им. С. Я, Жука(56) Ухов С. Б. Скальные основания гидротехнических сооружений, М.: Энергия, 1975, с. 158 - 159.Авторское свидетельство СССР(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ СКАЛЬНЫХ ПОРОД В УСЛОВИЯХ РАСТЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при определении в условиях растяжения прочностных и деформационных свойств контакта бетон-скала, цел иков, скальной породы. Целью изобретения является повышение достоверности получаемых ЯО 13627 Фэ вД тзт ьт" Мирезультатов и сиижеййезуруроемкости;испит таний. На поверхностй скаяьной породы 1 в зоне бетонирования штампа 2 бурят одну центральную скважину 5 или несколько равномерно расположенных в этой зоне скважин на глубину не менее половины ширины штампа 2. Затем бетонируют штамп 2 с образованием в нем соосно скважине 5 отверстия того же диаметра и помещают в скважину 5 упорный элемент 6, выступающий над штампом 2 с силовым приспособлением 7. Путем упора в упорную балку 4, смонтированную в штампе 2 над силовым приспособлением 7, создают растягивающую нагрузку в плоскости контакта бетон - скала до отрыва по наиболее ослабленной поверхности. При этом реактивные усилия от силового приспособ- сления передаются на забой скважины, что исключает их влияние на картину фр напряженного состояния, повышая досто- Ю Р верность получаемых результатов. 1 ил.1362778 51 О15 тируюших фрагмент водобойной плиты, связанной с основанием анкерами, при исследованиях совместной работы и образованиятрещин по контакту) количество скважин мо Формула изобретения 45 50 55 Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при определении прочностных и деформационных свойств контакта бетон - скала, целиков скальной породы в условиях растяжения.Цель изобретения - повышение достоверности получаемых результатов и снижение трудоемкости испытаний,На чертеже изображена схема, поясняющая осуществление способа,На скальном основании 1 размещен бетонный штамп 2 с укрепленной в нем с помощью анкерных болтов 3 упорной балкой 4. На забое скважины 5 установлен упорный элемент (свая, труба) 6 с силовым приспособлением 7, упертым в упорную балку 4. Гидравлическая система, включающая в себя манометры, шланги высокого давления, насосная станция для создания давления в домкратах и неподвижная измерительная рама для крепления индикаторов на схеме не показаны.Способ осуществляют следующим обраНа скальном основании 1 бурят скважину 5 на глубину не менее половины ширины штампа 2, который бетонируют с образованием в нем соосного скважине отверстия того же диаметра, Штамп 2 снабжают упорной балкой 4, укрепленной в нем с помощью анкерных болтов 3. После твердения бетона на забой скважины 5 опускают упорный элемент 6, и устанавливают на нем силовое приспособление 7, например домкрат с упором в упорную балку 4. Создают давление в домкрате (Р) и измеряют перемещения штампа до разрушения контакта бетон в скальн порода,При необходимости испытаний штампов значительной протяженности (например, имижет быть увеличено, путем равномерногораспределения по площади.Практический вариант реализации способа в полевых условиях осуществляют следующим образом.На выбранной плошадке скального основания 1 бурят центральную скважину 5 диаметром 152 мм и глубиной 60 см, затем бетонируют штамп 2 площадью 1 м- (квадратной формы 1 Х 1 м или круглой, диаметром 113 см) с закладным отверстием по центру, диаметром, равным диаметру скважины (например, из обсадной трубы), и четырьмя анкерными болтами 3, омоноличенными в бетоне штампа вокруг центрального отверстия. Высота штампа 2 от средней плоскости контакта 50 см. После твердения бетона на выровненную (путем шлифовки специальной коронкой или путем закладки в скважину минимального объема 20 25 30 35 цементно-песчаного раствора) плоскость забоя опускают упорный элемент 6 (трубу 140 К 20 мм длиной 120 см с подпятни-. ком), а на верхний торец трубы ставят вкладыш и силовое приспособление 7 (например, гидравлический домкрат на 50 или 100 т) На выпуски анкерных болтов 3 укладывают упорную балку 4 и болтами прижимают ее к штоку домкрата 7 со сферическим подпятником, При подъеме штока домкрата усилие отрыва передается на штамп через анкерные болты 3, а реактивное усилие - через упорный элемент 6 (трубу) на забой скважины. Таким образом, между забоем скважины и плоскостью контакта штампа 2 с породой формируется область растяжения, в пределах которой развивается зона разрушения.По данным полевых опытов максимальные растягиваюшие напряжения по контакту бетон - скала, вызывающие разрушение с отрывом штампа от основания (по контакту или по породе), не превышает 5 кг/см (в среднем 1,5 - 2,0 кг/см). Выполненные расчеты на продольный изгиб упорного элемента (трубы), разрыв анкерных болтов, удельных нагрузок на забое скважины (до 325 кг/см) дают основание считать этот вариант пригодным при испытании любых типов скальных пород. При проведении испытаний по определению деформируемости и прочности скальных пород в условиях растяжения осушествляют циклическое приложение снятие растягиваюшей нагрузки, равномерно-распределенной в плоскости контакта штампа с породой, с измерением деформаций основания в окрестности штампа и перемешений самого штампа. Для определения предельной прочности на растяжение нагрузку повышают до полного разрушения в области контакта с образованием сплошной трещины отрыва, проходящей либо в породе, либо по контакту. Способ испытания скальных пород в условиях растяжения преимущественно в зоне контакта бетонного штампа с породой, включающей бетонирование штампа на поверхности скальной породы с укрепленной на нем упорной балкой, создание растягивающих напряжений в плоскости контакта штампа с породой с помощью силового приспособления, опертого на упорную балку, измерение перемещений штампа и давления до момента разрушения контакта и определение прочностных и деформативных свойств контакта, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности получаемых результатов и снижения трудоемкости испытаний, перед бетонированием штампа в скальной породе бурят по крайней1362778 Составитель Г. МартыноваРедактор М. Недолуженко Техред И. Верес Корректор Л. ПатайЗаказ 5956/19 Тираж 607 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мере одну скважину на глубину не менее половины ширины штампа, при бетонировании штампа в нем образуют соосно со скважиной отверстие того же диаметра для размещения в нем до упора в забой скважины упорного элемента с силовым приспособлением, после чего создают растягивающие напряжения в плоскости контакта.