Способ определения прочностных и де-формационных характеристик горных пород

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Севз Сееетскнк Сецнаанстичесмик т"еспубинк(22) Заявлено 23,04,79 (21) 2757661/29-33с присоединением заявки Мо(51)М. Кл. Е 02 Р 1/02 Государственный коинтет СССР по деааи нзобретннй н открытнй(72) Авторы изобретения В,Л. Кубецкий и В,П, Колотухин Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно- строительный институт им. В.В. Куйбышева(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫИ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТГОРНЫХ ПОРОД рота в плоскост а п мент срез Нсится к строиелу, преимущес тескому строительетение от и горно ги отехнспособа явназначен для х и деформана сдвигей нагрузки использован для х же свойств в случае ягивающих усилий,ом данного он пред чностны грунта сжимающ 5 ляется то, что определения пр ционных свойст при приложении и не может быт определения эт приложения рас 10 я - определение рмационных свой ременно при сдв 5 Наиболее по техничесспособ опред деформацион пород, вклю лика грунта рывно свяэа жение к замер м близким к предлагаемомуой сущности являетсяеления прочностных иых характеристик горныхающий изготовление цекольцевой Формы, нераэного с основанием, прил крутящего момента,ального крутящего моринципиальредлагаемоения отрыкрутящего немакси сле, Избр нотельству мувенно к др ичству.Известен способ определения прочностных и деформационных свойств связных грунтов, включающий изготовление цилиндрического образца, помещение его в камеру обжатия, приложение давления к боковой поверхности образца, замер деформаций и максимального разрушающего усилия 1.Однако это способ предназначен для испытания цилиндрического образца исследуемого материала и не может быть использован для определения характеристик прочности и деформируемости при сдвиге горных пород в условиях их естественного залегацель иобретенирочностных и дефо створных пород однов не и растяжении,Указанная цель достигается тем,то перед приложением крутящегоомента к целику грунта .прикладыают вертикальное растягнвающеесилие и замеряют вертикальные егоеремещения.На фиг. 1 изображена иая схема осуществления по способа (схема приложающего усилия, а такжеомента); на фиг, 2 - разрез А Аа Фиг. 1,Предлагаемый способ осуществляетсдующим образом.Йа поверхности горной породы припомощи специальной коронки обуривают кольцевой целик заданных размеров, При этом должно соблюдатьсяследующее соотношение.г/г, у 06где х- внутренний Радиус кольцевого целйка;г - наружный радиус, кольцевого целика.При этом соотношении обеспечивается практически равномерное распределение как нормальных растягиваюших Ь, так и касательных Т напряжений по плоскости контакта целика.с основанием, что может быть показано на основе рассмотрения напряженного состояния с позиций сопротивле. -ния материалов. Горную породу внутрии вокруг целика разбирают. Целик грунта помещают в жесткую оболочку, например осуществляют его обетонирование. После этого к целину ступенямиприкладывают вертикальное отрывающее усилие до заданной величины Ънапример, создавая давление в вертикальных домкратах, упирающихсяв бетонную оболочку. Затем производят замер вертикальных перемещенийподъема целика Ы. Прикладывают сту.пенями крутящий момент М, например,, создавая давление в горизонтальныхдомкратах, упирающихся в бетоннуюоболочку, в.результате чего происходит поворот кольцевого целика вокРуг его центральной оси, и замеряютугол его поворота ф в плоскости среза, определяют максимальный крутящий.момент М, приводящий к сдвигу целика по плоскости среза, а по нему -величину касательного напряженияТакие же испытания проводятсяпри Ъ и Ъ, в результате чего определяют Ф и С,На основе полученных данных,используя участок линейной зависимости Ю = Г(Ъ,), определяют модульдеформации при растяжении на основе 45решения теории упругости по следующей зависимости50где Н - мощность сжимаемого слоя;коэффициент Пуассона;г - текущая координата;(;)К-;Я - табличный коэффициент,1;. Игг-.йспользуя участок линейной зависимостИ М:= Г(ф) на основе решения 0теории упругости определяют модуль сдвига породы при растяжении 6 по следующей зависимостиОбакр, гб 7 фгде 1 - безразмерный козффициент,По величине максимального крутящего момента М, приводящего к разрушению основания, определяют предель. ное касательное напряжение о по сле-, дующей зависимости(1=1,2,3 и т,д,)По полученным данным строят зависимость Е(Ьр;) , по которой определяют параметры прочности горной породы на сдвиг при растяжении.Предлагаемый способ определения прочностных и деформационных характеристик горных пород при сдвиге в естественных условиях повышает точность определения параметров прочности пород при растяжении. КРоме того, появляртся возможность определения характеристик деформируемости при сдвиге при действии растягивающих усилий, чтб позволяет повысить точность .расчета. некоторых конструкций гидротехнических сооружений, например оснований бетонных плотин.Предлагаемый способ может бытьиспользован для определения прочности контакта бетон-бетон и бетонскала, что имеет важное значение для гидротехнических сооружений.Формула изобретенияСпособ определения прочностных и деформационных характеристик горных пород, включающий изготовление целика грунта кольцевой формы, неразрывно связанного с основанием,. приложение к нему крутящего момента и угла поворота в плоскости среза, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью определения прочностных и деформационных свойств горных пород одновременно при сдвиге и растяже нии, перед приложением крутящего момента к целику грунта прикладывают вертикальное растягивающее усилие и замеряют вертикальные его перемещения.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР 9 323705, кл. 6 01 В 3/24, 1972.2. Авторское свидетельство СССР Р 654877, кл. Е 02 Р 1/02, 1976,842128 Составитель В. Малышевдактор М. Митровка ТехредИ,Асталош Корректс 92/2 ак Патент,фили жгород, ул. Проектна Тираж 693 ВНИИПИ Государст по делам иэобр 035, Москва, Жиного ко ений и о Раушская Подписноетета СССРрытийаб , д. 4/5