Способ определения прочностных и деформационных характеристик пород и материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) ъИ. 96 А Е 02 О 1/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1004525, кл. Е 02 О 1/00, 1981.Авторское свидетельство СССРМ 318850, кл. 6 01 И 3/24, 1970,Авторское свидетельство СССРВ 410289, кл. Е 02 О 1/02, 1971. Изобретг ние относится к строительству и может быть использовано, например, для определения сдвиговых характеристик горных пород, а также характеоистик прочности и деформируемости на сжатие и растяжение в предельном и запредельном состояниях.Известны способы испытания грунта, включающие образование целика грунта на забое шурфа, заключение его в обойму, установку на поверхность целика штампа, последующее приложение вертикальной нагрузки и после стабилизации деформации приложение горизонтальной нагрузки с увеличением ее ступенями до разрушения целика и расчет по измеренным данным прочностных и реологических характеристик грунта,Наиболее близким к изобретению является способ определения сдвиговых характеристик пород и материалов, заключающийся в том, что к испытываемому образцу прикладывают заданную нормальную нагрузку, а затем сообщают ему разрушаю(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ И ДЕФОРМАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОРОД И МАТЕРИАЛОВ (57) Использование; в строительстве для определения механических характеристик пород и материалов. Сущность изобретения: к образцу грунта в обойме прикладывают сдвигающую нагрузку. Одновременно образец нагружают противоположно нап равленной регулируемой амортизирующей нагрузкой. ХарактериСтики пород определяют по измеряемым деформациям и разности нагрузок. 1 ил,щую сдвигающую нагрузку с одновременным замером деформаций - перемещений.По полученным данным определяют, например, предельное и остаточное сопротивление сдвигу 7 пр и 70 ст, параметры сопротивления сдвигу, угол внутреннего трения и сцепление (тд 0 и С), касательную жесткость К и другие характеристики.Известна установка, позволяющая осуществить данный способ, оснащенная двумя группами домкратов, с помощью которых сдвиг можно производить в двух противоположных направлениях,Однако в процессе сдвига образца в ту или иную сторону в домкратах и во всей нагрузочной системе происходит накопление упругой энергии, которая, разряжаясь в состоянии образца, близком к предельному, не позволяет достаточно точно определить предельное и запредельное сопротивление сдвигу, поэтому замеряемые значения сдвигающего усилия и перемещений не являются достаточно достоверными величинами.ГГ г 1744196 50 55 определяющими сдвиговые характеристикипороды.Цель изобретения - повышение достоверности получаемых результатов.Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения прочностных идеформационных характеристик пород иматериалов, включающему приложение киспытуемому образцу разрушающей нагрузки с ее фиксацией и замером перемещений образца, одновременно с приложениемразрушающей нагрузки к образцу прикладывают противоположно направленную регулируемую амортизирующую нагрузку, ахарактеристики пород и материалов апределяют по измеренным деформациям и разности нагрузок,На чертеже представлена схема, поясняющая осуществление способа,На схеме даны следующие обозначения: 201 - образец, 2 - домкрат для создания нормальной нагрузки, 3 - домкрат для созданиясдвигающей нагрузки, 4 - домкрат для создания амортизирующей нагрузки, 5 - верхнийупор, б - боковые упоры, 7 - контур опытной 25камеры или стенда, 8 - трещина или прослоив скальном массиве, 9 - скальный целик, 10 -железобетонная обойма.П р и м е р. Определение параметровсопротивления сдвигу щ ри С и кривых перемещений скального целика по трещине 8,Для этого оконтуривают целик 9 в скальном массиве площадью в плане 1,0 м, выполняют вокруг него железобетонную обойму 10и устанавливают домкраты 2, 3, и 4. 35С помощью домкрата 2 создают нормальную нагрузку в диапазоне напряжений,соизмеримых с напряжениями в скальнойтрещине (0,1 - 0,8 МПа). Далее дают равнуюначальную нагрузку в сдвигающем 3 и амортизирующем 4 домкратах величиной, исключающей люфты в амортизирующейсистеме и соизмеримой с точностью тарировочной кривой и регистрирующих приборов(минимум по 10 т в каждом). Затем увеличивают сдвигающую нагрузку в домкрате 3,обеспечивая в зависимости от поставленной задачи равные ступени нагружения или равные ступени смещений по трещине. Величина ступеней устанавливается в ходе экспериментов в долях от предполагаемого значения предельной нагрузки тр и соответствующего ему значения смещения Ор, например 0,1 т р или 0,1 Ор. В ходе увеличения сдвигающей нагрузки фиксируют рост нагрузки в амортизирующем домкрате 4, а также горизонтальные и вертикальные смещения по трещине как в допредельном, так и в запредельном состояниях, Наличие амортизирующей нагрузки препятствует резкому срыву целика по достижении предельного состояния и позволяет четко его фиксировать, а также плавно изменять горизонтальные напряжения по трещине в процессе сдвига, Максимальная величина возможных горизонтальных перемещений равна величине хода поршня домкрата 3 или 4. О величине горизонтального напряжения по трещине судят по разности нагрузок в домкратах. В том случае, когда увеличение горизонтальных напряжений по трещине ограничено с чрезмерным ростом нагрузки в амортизирующем домкрате, давление в последнем регулируют, ограничивая рост или поддерживая постоянным,Аналогичным образом можно производить испытания на растяжение, сжатие,Формула изобретения Способ определения прочностных и деформационныххарактеристик пород и материалов, включающий приложение к испытуемому образцу разрушающей нагрузки с помощью домкратов с замером величины нагрузки и деформаций образца, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности получаемых результатов, одновременно с приложением разрушающей нагрузки к образцу прикладывают с помощью домкратов противоположно направленную регулируемую амортизирующую нагрузку, а характеристики пород и материалов определяют по измеренным деформациям и разности нагрузок.1744196 3 5 0 4 аказ 2173 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыт113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ям при ГКНТ ССС твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,из Составитель Ю.фишман Редактор Л.Веселовская Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко