Способ определения напряженного состояния горных пород и строительных материалов

СОЮЭ СОВЕТСНИХссцелалье вРЕСПУБЛИН 37 Д,10 щЯ 9/00 ю.Е описдние изоБ етени АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ М ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЦТИ(56 ) 1. Авторское свидетельство СССРИф 548712, кл. Е 21 С 39/00, 1977.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке М 3306338/22-03,кл, Е 21 С 39/00, 1981,(54 )(57 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД И СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий отбор образцов, нагружение их до различных для каждого. образца значений,напряжений на сжатие, выдержку до образования направленных поврежденийеФ к структуры, последующую разгрузку. иизмерение физических характеристио т л и ч а ю щ и й а я тем, чтоцелью повышения точности измере"ний, образцы нагревают до температры нарушений сплошности материалаопределяют средние значения коэффициента линейного расширения в направлении, перпендикулярном действовавшим напряжениям сжатия во всемдиапазоне температур дпя каждогообразца, а за величину действующего в массиве напряжения принимаютнапряжение, соответствующее начальному моменту уменьшения среднегозначения коэффициента линейного раширения образцов.15 20 25 ЗО Изобретение относится к горнойи строительной промышленнЬсти ипредназначено для определения напряженного состояния горных пород вмассиве и строительных материаловв конструкциях сооружений,Известен способ определения напряженного состояния горных пород,вклюцающий нагружение образцов, ихпоследующую разгрузку и измерениефизико-механических характеристик 1 1.Недостатком этого способа является низкая точность измерений прииспытаниях хрупких горных пород,Известен способ определения напряженного состояния горных пород истроительных материалов, включающийотбор образцов, нагружение их доразличных для каждого образца значений напряжений на сжатие, выдержкудо оЬразования направленных повреждений структуры, последующуюразгрузку и измерение физических характеристик ( 2 ,Недостаток известного способа зак,лючается в низкой точности измерений.Целью изобретения является повышение точности измеренийУказанная цель достигается тем,цто согласно способу, включающемуотбор образцов, нагружение их доразличных для каждого образца значений напряжений на сжатие, выдержку до образования направленных повреждений структуры, последующуюразгрузку и измерение физицеских характеристик, образцы нагревают дотемпературы нарушений сплошностиматериала, определяют средние значения коэффициента линейного расширения в направлении, перпендикулярном действовавшим напряжениям сжатия, ва всем диапазоне температурдля каждого образца, а за величинудействующего в массиве напряженияпринимают напряжение, соответствующее начальному моменту уменьшения среднего значения коэффициента линейного расширения образцов. На Фиг, 1 представлена зависимость коэффициентов линейного расширения порфиритов от температуры и величины действующих напряжений; на Фиг. 2 - зависимость среднего ко эффициента линейного расширения пор фиритов от величины прикладываемой нагрузки; на фиг. 3- зависимость среднего коэффициента линейного рас- ширения цементного пескобетона от величины прикладываемой нагрузки,Способ осуществляют следующим образом.Серию образцов, выбуренных из массива горных пород или строительных конструкций, подвергают длительному (до 1 ч сут ) воздействию сжимающих нагрузок при различных для каждог го оЬразца серии значениях сжимающих напряженийЗатем образцы разгружают и проводят на образцах дилатомвтрические испытания для снятия кривых зависимости коэффициентов линейного расширения от температур в диапазоне от температуры выпаривания влаги (М 3 К) до температуры, при которой наступает существенное нарушение сплошности структурыматериала за счет теплового воздействия. После этого вычисляют средние значения коэффициентов линейного расширения в исследуемом диапазоне температур , и за величинудействующего напряжения принимаютнапряжение сжатия, соответствующееначальному моменту уменьшения среднего значения коэффициента линейного расширения в каждом образце. П р и м е р 1.Для определения напря.женного состояния горных пород могутслужить эксперимент альные результатыисследований керново го матери ал а порфирита,отоЬранного с глубины 600 м и .имею-"щего объемный вес=2,910 кгIм (уН==17,3 МПа). Из отобранного керна диаметром 12 мм изготавли вают четыре образца высотой 20 мм, На первом образце проводят дилатометрические испытания в диапазоне температур 113-773 Кперпендикулярно оси выбуренного керна,Второй, третий и четвертый образцызагружают длительно действующей сжиммающеи нагруэкай, параллельно оси керна, составляющей соответственно 20,6,50,7 и 109,6 ИПа, сроком на 2 сут,Характер кривых зависимости коэффициента линейного расширения от температуры показан на фиг, 1, ломаная кривая зависимости среднего коэффициента линейного расширения от прикладываемых нагрузок сжатия показанана Фиг. 2. Точка перелома кривойсовпадает с действующим значениемнапряжений в масси ве ( Н ). Для определения напряженного состояния строительных материалов могут слу"3 1033737жить экспериментальные результаты в диапазоне температур 413-573 К исследований образцов цементного перпендикулярно оси действующей пескобетона со средней прочностью нагрузки. Вторую, третью, четверна сжатие порядка 20 ИПа. Для экс-тую и пятую партии образцов загружапериментов используют кубики с разме-ют длительно действующей сжимающей ром 20 х 20 х 20 мж. С помощью ультра- нагрузкой, составляющей соответстэвукового проэвучивания выделяют венно 4,1; 7,6; 11,2;и 16,4 ИПа сропять равноценных партий, по 3-4 об- ком на две недели, после этого их резца в каждой. Все партии загружа- разгружают и испытавают в том же диют длительно действующей сжимаю апазоне температур. Результаты экспещей нагрузкой, составляющей 4;1 ИПа римента показаны на фиг. 3. Точка сроком на одну неделю. Затеи образ- перелома кривой совпадает с действуцы разгружают, и на первой партииющим значением напряжения сжатия проводят дилатометрические испытания (4,1 ИПа )., 4/йв Ю Ф Ю Ю 1 Ю ЮЮЮЕЕЕ г. Ужгород,роектная,Ее юеееевеееаееае Фее5588/37 Тир ВНИИПИ Государствепо делам изобр113035, Москва, ЖЮ Ю Ю Ю Ю Ю Еф Ю 4 В. Ю Ю Ю Ю Ю ЮВ Ю 4 В ЮЕ Ю филиаЛ ППП "Патент" аж 603Н НОГО КОий Тетений и от35, Раущская П.одписа СССРйТИЙнаб д