Способ определения паспорта деформируемости горных пород

(5 Ц 4 Е 2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСНОМУ СВ ТЕЛЬСТВУ несущей спопрочности, еличины отно. поперечной еделяют из щих интенсивному спасобности и остаточноуменьшают, при этомсительных продольнойдеформаций образца овыражений 31 53рмирования до прерочности образца,а участке дефола длительной п еформирования ой прочности доной прочности о на участке ла длитель кратковрем преде редела разца,),( . ")ф 6 т)-Е ).в области а участато вания нои прочности образца е,(,):(б",. Р),( %) (А 4 ф ) (2 м),(Як т) к5-5: Е 15 5 +4 . 14 р 14 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомехацики и маркшейдерского дела (72) К,А.Ардашев, Ю.М.Карташов, В.А.Коршунов и Б,В.Матвеев (53) 622.023.23(088.8)(56) Рекомендации по методам определения запредельных характеристик горных пород. Л., 198 1, с. 15,Прочность и деформируемость горных пород. М.: Недра, 1979, с. 96-101.(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАСПОРТА ДЕФОРМИРУЕМОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД, осно" ванный на нагружеции образца горной породы ступенчато изменяющимися осевым и боковым гидростатическим давлениями, измерении величин напряжений и деформаций образца, по значениям которых определяют паспорт деформируемости горных пород, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения трудоемкости, образец при заданных значениях бокового давления последовательно нагружают осевым давлением до значений, соответствующих пределам длительной прочности, пределам кратковременной прочности, интенсивного спада несущей способности и остаточной прочности образца, причем при значениях осевого давления, соответствующих пределам длительной и кратковременной прочности, значения бокового давления увеличивают, а при значени" ях осевого давления, соответствую 1 а участке деформирования от предеа кратковременной прочности достаточной прочности образца;120150 б 1 1 ч где ЕМэ ) 1 Еэ (э)- величины про"дольной и поперечной деформаций для заданного значения бокового давления Ь замеренные значения продольной и поперечной деформаций начальное и конечное значения осевого напряжения на участках деформирования до предела длительнойпрочности;- индексы замерен11 2Эф Фных начальныхзначений соот" ветственно на участках деформирования до предела длитель. ной прочности, до предела кратковременной прочности, до остаточной прочности и вобласти остаточной прочности, 1) ) - индексы эамеренных конечныхзначений на укаэанных участках деформирования образца.1Изобретение относится к физикомеханическим испытаниям материалов,а именно к способам испытания образцов горных пород за пределом ихпрочности, и может быть использовано при определении паспорта деформи"руемости горных пород (семействакривых деформирования пород как до,так и за пределом прочности при заданных уровнях напряженного состояния),Цель изобретения - снижение тру. доемкости способа.На чертеже представлена схемаиспытаний при определении паспорта 15деформируемости горных пород.Способ осуществляют следующимобразом.Изготавливают образец цилиндричекой формы и помещают его в стабилометр, например, типа 80 ДОЗ, позволяющий осуществлять режим заданнойрегулируемой деформации образца восевом направлении до полного разрушения при различных величинах боково. 25го давления. Измерение осевой нагруз.ки на образец производят подкладнымжестким динамометром, а измерениепродолъных Е, и поперечных Е деформаций - с помощью упругих экс 2тенэометров сопротивленйя, укрепленных на боковой поверхности образца, Боковое гидростатическое давление 6 Э фиксируют манометром. Величины деформаций и давлений непрерывно регистрируются двухкоординатными пишущими потенциометрами ПДП,4 в виде двух графиков: разница между максимальным и минимальным главными напряжениями (- ЬЭ ) - продольная деформацияи поперечная деформация- продольная деформация Е.Пройэводятосевое нагружение образца при постоянном наименьшем из задаваемых величин бокового давления 6 э до предельной длительности прочности образца, соответствующей заданному значению бокового давления 6 э, Момент наступления указанного состояния фиксируют по показаниями Е на ПДП,4. В этот момент перо самописца находится в точке на графике Е-. э, касательная к кривой деформирования иэ которой параллельна линиям постоянного объема, характеризующимся условием Г =2 сэ. Затем поднимают уровень бокового давления до следующего по величине задаваемого значения 1 э и аналогичным способом доводят образец до сле3дующего предела длительной прочнос" ти и т. д. до тех пор,пока не достигают состояния предела длительной прочности, соответствующего наиболь" шему из задаваемых значений бокового давления 6 Э. После этого разгружают образец от осевого Д и боко 1ного 6 давлений и повторяют описан" ную процедуру осевого деформирования образца со ступенчатым изменением заданных значений бокового гидро- статического давления 6 л в моменты, соответствующие достижению образцом состояния предельной кратковременной прочности. Моменты наступления указанного состояния фиксируют по показаниям величины ( Й14 з) и Е на ПДП,4. В этот момент перо самописца находится в точке, касательная к кривой нагружения из которои параллельна оси продольного деформирования. При достижении состояния предела кратковременной прочности при наибольшем из задаваемых значений бокового значенияобразец переводят в ,запредельное состояние и продолжают деформировать его на стадии интенсивного снижения несущей способности образца в заданном режиме продольного деформирования при ступенчатом изменении значения бокового гидростатического давления ЬЗ в убывающей последовательности до наименьшей иэ.задаваемых величины 65. При данном Ьз образец деформируют до момента перехода его в состояние остаточной прочности, который фиксируют по показаниями1.на ПДП,4. В этот момент перо самописца рисует кривую деформирования, параллельную линиям постоянного объема. Затем поднимают уровень бокового давления до наибольшей из задаваемых значений Дэ и повторяют процедуру осевого деформи" . рования образца при ступенчатом из 20150 бменении заданных значений величины бокового гидростатического давления 6 з в убывающей по величине последовательности до наименьшего из задаваемых значений Необходимые и достаточные дляпаспорта деформируемости породы величины относительных продольных10 Я(6) и поперечных ЕЭ(4 ) деформаций образца для заданных величинбокового гидроетатического давления6 з получают через текущие замеренные значения величин продольной Я1и поперечной Е деформаций и замеренные начальные и конечные значения продольных и поперечных деформа".ций и осевого напряжения на участках деформирования до предельной20 длительной прочности ( Е", Е ЕР З А 131ф ЗфЕ , 6, 6 ), от предельной длительности до предельной кратковременнойпрочности ( Ю", Е Я 2сг )1 ф 1 ф р фот предельной кратковременнои до остаточнои прочности ( 6 з,)л сз и )1 фррз ) и в области остаточной прочности образца (Г 4, Е фс 11 сЦ1 ф 1 фб ) из предлагаемых эмпири,ческих соотношений.Нарушение последовательностиизменения заданных значений бокового гидростатического давления 6на участках остаточной прочности образца приводит к увеличению продолЭ 5жительности испытания. Нарушениепоследовательности изменения 6 напредшествующих участках исключаетиспользование предлагаемого способапри определении паспорта деформи 40руемости горных пород из-эа невозможности воспроизведения состоянияпредельной прочности для задаваемыхзначений 6 з, меньших достигнутыхпри испытании, или перехода образ 45ца из состояния интенсивного спадаего несущей способности в состояниеостаточной прочности,1201506 Составитель К,Лык ТехРед Т, Дубинчак илипенко орректор Л актор А.Огар аказ 7978/33 илиад ППП "Патент", г, Ужгород,оектная,8 Я 8 ВНИИПИ Г по дел 130359 Москв