Способ определения прочности горных пород на растяжение и образец для определения физико-механических свойств горных пород

О П И С А Н И Е (и) 870710ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветсиикСоциапистмческикРеспубпии ВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТ 8 У 61) Дополн ное к авт. с ви 51)М. Кл.(22) Заявлено 220879 (21) 2812280/22-03 21 С 39/О аявки М 2812279/2 присоединен 3) Приорите 3 Ьеударствкнвый к СССР по делаи изебре и еткрытвЯ) Авторизобретен-дектно-ъчит"ра" а А Р Всесоюзный научно-исследовательс изыскательский институт по пробл и переработки минерального сырьястроительных материалов) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД НА РАСТЯЖЕНИЕ И ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД а- е о- рочности на растяжение ели ли ндрцау, ус- ярно Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при определении прочностных характеристик горных пород.Известен способ определещя прочности горных пород на растяжение, включающий изготовление цилиндрического образца, установку его между плитами пресса, нагружение образца до его разрушения, регистрацию разрушаю 10 щей нагрузки и расчетное определение прочности 1 .Недостатком известного способа является невысокая достоверность определения прочности и большая нестабиль 1 ность результатов, получаемых для одной и той же горной породы, Это обусловлено тем, что результаты испытаний зависят от длины плотного контакта сжимающих плит с образцом, что определяется точностью изготовления цилиндра иэ горной породы, Необходимо, чтобы противоположные образующие боковой части цилиндра, через которые передается сжимающее усилие, были п раллельны. При самом тщательном прн готовлении образцов плотное прилегание плиты по всей длине образца обеспечить практически невозможно.Кроме того, известный способ является недостаточно точным из-эа того, что не обеспечивает основного требования - равномерной нагрузки по всей длине образующей цилиндра, Приложение нагрузки в одной или нескольких точках, имеющее место в способе, прив дит к снижению истинных значений и Целью изобретения является ув чение точности и достоверности определения прочности.Цель достигается тем, что ци рический образец выполняют с то ми, имеющими сферическую заточк танавливают образец перпендикул плитам пресса и раскалывают его с образованием площади контакта в форме круга, после чего замеряют площадь.разрыва образца, а прочность горныхпород на расч яжение определяют иоформуле1 внтРГгде К - коэффициент формы,равный 0,318;- коэффициент внутреннеговн тртрения;Г - площадь разрыва образ -ца, см 2;Р - усилие сжатия образца,кг,Такой способ может быть осуществлен применением образца, имеющим цилиндрическую форму,Отличие образца, позволящего осуществить этот способ, заключается втом, что торцовые поверхности цилиндра выполнены в виде шарового сегментасоосной сферы, окружность основаниякоторого является окружностью торцовой поверхности цилиндра, а радиуссферы больше радиуса цилиндра.На Фиг. 1, 2, 3 и 4 проиллюстрирован предложенный метод.Сущность способа определения прочности горных пород на растяжение заключается в следующем.Из подлежащей исследованию горнойпороды изготавливают образец 1 цилиндрической формы, у которого диаметр 2 Й равен высоте образца, а торцы 2 и 3 выполнены в виде шаровогосегмента соосной сферы, окружностьоснования которого является окружностью торцовой поверхности цилиндра, а радиус сферы больше радиуса цилиндра (торцы 2 и 3 образца имеютсферическую заточку с радиусом, равным 2 Й). Испытываемый образец 1 устаиавливайт сферической поверхностьюна неподвижную гладкую плиту пресса 4. При этом ось цилиндра перпендикулярна опорной плите пресса 4.На верхнюю сферическую поверхностьторца, Э образца воздействуют сжимающей силой Р ) посредством другойгладкой плоской плиты пресса 5, приэтом размеры плит прессов 4 и 5 больше возможной площади контакта, образующейся на образце 1. Образец 1 подвергают воздействию сжимающей силы Рдо раскола образца с образованием насферических поверхностях торцов 2 и 3площадей контакта 6 и 7 в форме кругаПосле этого образец освобождают отдействия нагрузки, измеряют площадьразрыва образца и вычисляют величинупредельного напряжения на растяжениеио Формуле9 Внтк с,Р Ггде К - коэффициент формы, равный 0,318;1. - коэффициент внутреннегон тртрения;Г - площадь разрыва образца,равная 2 Й к Ь +2 см;Р - предельное усилие сжатиясобразца, кг.Способ позволяет существенно увеличить точность и достоверность определения прочности горных пород нарастяжение вследствие исключения ошибок за с 4 ет неравномерности приложениянагрузки по длине образца. Кроме того, он дает возможность значительноповысить стабильность получения результатов вследствие снижения колебаний значений, вызванных неоднородным для разных опытов прилеганиемплиты по всей длине образца. 10 25 Формула изобретения 1. Способ определения прочностигорных пород на растяжение, включающий изготовление цилиндрического образца, установку его между плитами.пресса, нагружение образца до егоразрушения, регистрацию разрушающейнагрузки и расчетное определение прочности, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности и достоверности определения прочности,цилиндрический образец выполняют сторцами, имеющими сферическую заточку, устанавливают образец перпендикулярно плитам пресса и раскладываютего с образованием площади контактав Форме круга, после чего замеряютплощадь разрыва образца, а прочностьгорных пород на растяжение определяютпо формуле г0 КФ - коэффициент формы, равный 0,318;- коэффициент внутреннеготрения;.Г - площадь разрыва образца,см,сжатия Р - предельное усилиесобразца, кг,2. Образец для определеннеханических свойств горных я физикопород,870710 Составитель К. Б Техред М.Рейвес ва ектор А. Фер ктор А. Багир Заказ 8518 3 Тир ВНИИПИ по дел 13035, Моаж 630осударственнам изобретеква, Ж,Патент", г, Ужгород, ул. Проектна Фи имеющий цилиндрическую форму, о т л и ч а ю щ н й с я тем, что, с целью повышения точности определения свойств горных пород, торцовые поверхности цилиндра выполнены в виде шарового сегмента соосной сферы, окружность основания которого является окружностью торцовой поверхности цилиндра, а радиус сферы больше радиусапили ндра е Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Ильницкая К.И. и др. Свойства горных пород и методы их определения. М "Недра", 1969, с. 80-82. Подписноего комитета СССРй и открытийушская наб., д. 4