Способ определения сопротивления сдвигу дисперсных пород в массиве и устройство для его осуществления

/г рж,13. "г,:д аучно-исследоваимического сырья во ССС , 1989,НИЯ СОПРОТИВРСНЫХ ПОРОД В О ДЛЯ ЕГО ОСУление прочно- массиве. Сущотавливают в Ы ОО ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕ ЛЕНИЯ СДВИГУ ДИСПЕ МАССИВЕ И УСТРОЙСТВ ЩЕ СТВЛ ЕЙ ИЯ(57) Использование: опр стных характеристик поро ность изобретения: по 5 Ы 1810538 А 1 21 С 39/00, 6 01 й 3/2 массиве испытуемый целик, внедряя в него сьемной насадки с ребрами 8 и 9, Оконтуривают целик по внешнему периметра защитной обоймы 2, Прикладывают к целику посредством рычага 4 вертикальную нагрузку до выдавливания породы через отверстие 11 в сдвиговой каретке 3. Определяют усилие вдавливания и принимают его за величину структурной прочности породы. Прикладывают к целику сдвигающую нагрузку и фиксируют усилие сдвига. Измерения повторяют при других вертикальных нагрузках меньших величины структурной прочности породы, По результатам измерений строят паспорт прочности породы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл,Изобретение относится к горному делу и строительству, предназначено для определения прочностных характеристик пород в массиве,Цель изобретения - повышение точности определения сопротивления сдвигу в сильно пластичных дисперсных породах за счет испытания в области вертикальных нагрузок, не нарушающих их естественную структуру.Отличительные признаки характеризуются следующим образом:предвартельное определение величины структурной прочности позволяет правильно принять максимальную вертикальную нагрузку и, соответственно, выбрать величины других ступеней меньших нагрузок в области, не нарушающей естественную структуру пород;определение структурной прочности пород задавливанием штампа с отверстием, когда ее величина фиксируется по нагрузке, при которой начинается выдавливание породы в отверстие, позволяет достигнуть поставленной цели, не нарушая дальнейшей технологии испытаний, т,е, в процессе подготовки целика к приложению сдвигающих усилий;снабжение устройства защитной обоИ- мой прямоугольной формы с закругленными углами и совмещение ее со сдвиговой кареткой позволяют испытывать слабые породы, весьма чувствительные к нагрузкам, и неустойчивые с незащищенными боковыми поверхностями, Придание обойме прямоугольной формы повышает ее эффективность за счет более полного отражения реальных условий деформирования; в природе неизвестны сдвиги целикав круглых очертаний. Кроме того, круглые (традиционные). обоймы искажают распределение напряжений в целике. Придание закругленностей углам обоймы уменьлает возможность задира породы ниже зоны сдвига при . перемещении целика. Все это повйшает точность испытаний,отверстие в каретке. позволяет совмещать операции по определению максимальной структурной прочности и прочности пород на сдвиг, что позволяет постоянно контролировать условия деформиравания этих пород как при подготовке целика к сдвигу, так и в процессе сдвига, без дополнительных устройств и операций. Это также повышает точность испытаний;изготовление съемных насадок с дополнительными ребрами и размещение их в защитной обойме позволяют еще более, по сравнению с прототипом, локализовать и рассредоточить сдвиговые площадки, что в свою очередь повышает точность испытаний эа счет более четкой фиксации зоны сдвига с исключением возможности задира породы.5 На фиг.1, 2 и 3 изображены соответственно общий вид устройства, сечение его по А-А и общий вид сьемной насадки.Оно имеет 1 - закругление на защитнойобойме; 2 - защитная обойма прямоуголь ной формы; 3- сдвиговая каретка; 4 - рычаг;5 - рукоятка; 6 - измерительное приспособление,1 - шарнирный упор; 8 - поперечное ребро сьемной насадки; 9 - продольное ребро съемной насадки; 10 - испытываемаяслабая порода; 11 - отверстие в сдвиговой каретке; 12 - плоскость (зона) сдвига.Изобретение иллюстрируется следующим примерам: по данным испытаний суглинков текучепластичной консистенции. на20оползневам участке в Цихис-Убанском карь-.ере бентанитовых глин. Эти исследования проводились непосредственно в массиве и включали следующие операции:подготовка места испытаний;вдавливание в массиве сьемной насад. ки;"одевание" на насадку защитной обоймы со сдвиговой кареткой;обрезанйе породы по внешнему пери метру защитной обоймы до отметки ее нижней кромки;приложение вертикальной нагрузкичерез рычаг 4 и фиксирование начала выдавливания породы в отверстие 11 и со ответствующего этому явлению значениявеличины вертикальной нагрузки, принимаемую за величинуструктурной прочности. испытываемой породы;прйложение сдвигающей нагрузки и 40 фиксирование ее величины;определение других (меньших установленной максимальной) вертикальных нагрузок, используемых при построении паспорта прочности;повторение операций 1-4 и проведениесдвигов при различных других вертикальных нагрузках;данные испытаний заносятся в журнал.Результаты испытаний представлены в50таблице.По данным этого испытания угол внутреннего трения составил 10 а сцепление - 0,015 МПа.55Формула и зоб рете н и я 1. Способ определения сопротивлениясдвигу дисперсных пород в массиве, включающий подготовку сдвигаемого целика пу- тем внедрения в него перпендикулярно плоскости сдвига штампа с закрепленными1810538 лощадь сдвига ра Составитель Н,ЕгораТехред М.Моргентал орректор Е,Папп едактор Тиражрственного комитета и 113035, Москва, ЖЗаказ 1429 ВНИИПИ оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 на общей площадке плоскими ребрами, расстояние между которыми и их высоту выбирают в зависимости от плотности и влажности породы, оконтуривэние целика и приложение к нему вертикальной нагрузки, а затем сдвигающего усилия посредством ребер в направлении, пеопендикулярном их плоскостям, отличаю щийся тем,что, с. целью повышения точности определения сопротивления сдвигу в сильнопластичных дисперсных породах, внедряют в массив штамп с отверстием до выдавливания через него породы, по усилию внедрения предварительно определяют величину структурной прочности породы, а максимальное значение вертикальной нагрузки на целик принимают равным величине структурной прочности породы,2, Устройство для определения сопротивления сдвигу дисперсных пород в массиве, включающее сдвиговую каретку в виде плоской прямоугольной площадки, установ ленные на ней съемные насадки с плоскимиребрами одинаковой высоты, имеющими заостренные кромки и смонтированными с заданным шагом перпендикулярно площадке каретки и параллельно друг другу, и шар нирно закрепленный на каретке рычаг с измерительным приспособлением, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено защитной обоймой прямоугольной Формы с закругленными углами, закрепленной на сдвиговой 15 каретке, в каретке выполнено отверстие, асъемные насадки выполнены с дополнительными продольными ребрами и размещены в защитной обойме. ПодписноеИзобретениям и открытиям при ГКНТ СС