Способ испытаний пластичных горных пород на ползучесть и длительную прочность

(594 С 01 М 3/О МИТЕТ ССС ИЙ И ОТКРЫ ГОСУДАРСТВЕННЫИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТВ АВТОРСКОМУ С(71) Всесоюзный научно-исследователь ский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ ПЛАСТИЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД НА ПОЛЗУЧЕСТЬ И ДЛИТЕЛЬНУЮ ПРОЧНОСТЬ(57) Изобретение относится к методам определения Физико-механических свойств горных пород (П) и позволяет упростить длительные испытания при объемном напряженном состоянии путем снижения трудоемкости создания боковой нагрузки, Вначале испытывают образцы одной и той же П с разным отно,801283596 А 1 шением высоты Ь образца к его диаметру д на одноосное сжатие, По результатам испытаний определяют графическую зависимость прочности П от отношения Ь /с 1 . Затем испытывают стандартные образцы той же П в стабилометре на объемное сжатие. По результатам испытаний определяют паспортпрочности - зависимость прочности Пот величины бокового давления. Послеэтого к образцам П с разным отношением Ь Я прикладывают длительнуюнагрузку одноосного сжатия. При испытаниях отношение высоты образцов Пк их диаметру выбирают в пределах0,3-2,0. Величину условного боковогодавления для образцов П с разным отношением Ь /д определяют по даннымкратковременных испытаний при объемном и одноосном сжатии. 1 з.п. ф-лы,3 ил., 4 табл,1283596 Таблица 1 25 Осевое давление (б,1, кгс/см 285 315 380 500 560 590 Т а б л и ц а 3 оростьлзучести, 10 /ч 50 1Изобретение относится к методамопределения физико-механическихсвойств горных пород, а именно к методам лабораторного определения показателей ползучести и длительной прочности,Целью изобретения является упрощение длительных испытаний пород приобъемном напряженном состоянии путемснижения трудоемкости создания боковой нагрузки,На фиг.1, 2 и 3 представлена последовательность операций по предложенному способу испытаний.Вначале испытывают образцы породыс разным отношением Ь /Й, на одноосное сжатие и по результатам испытаний определяют .зависимость прочностипороды от отношения Ь /Й (фиг.1).Затем испытывают стандартные образцы той же породы (с отношениемЬо/Й = 2,0) в стабилометре при объемном сжатии, и по результатам испытаний определяют паспорт прочности -зависимость прочности породы Б отвеличины бокового давления б (фиг,2),После этого к образцам породы сразным отношением Ь /Й прикладываютдлительную нагрузку одноосного сжатия, При Ь Я = 2 условное боковоедавление равно нулю. При Ь/с 12условное боковое давление определяютапо результатам описанных испытанийследующим образом. Допустим, требуется определить величину условногобокового давления для образца породыс отношением Ь Я = 1,0. По графикуЙ - Ь /до определяют прочность породы на сжатие при таком отношенииЬ /Й, (точка т на фиг.1). Откладывают значение ш на оси 6 (точка пна фиг.2) и для этого значения осевого разрушающего усилия находят соответствующее боковое давление, равное,сжатии аналогично испытанию высокихобразцов при объемном напряженномсостоянии и боковом давлении, равномВеличину к принимают за условное, боковое давление при длительном испытании "низких" образцов. П р и м е р. По способу были проведены испытания образцов каменнойсоли. Диаметр Ло образцов 36 мм, высота Ь, изменялась от 0,2 с 1 до 5 3,0 д . Прочность породы на одноосноесжатие 285 кгс/см .Вначале испытывали образцы породна прочность с разным отношениемЬ Й (см. табл, 1),10 Отношение 0,2 0,3 0,5 0,1 1,5 2,0 3,0о/ 15 Прочностьна сжатие,кгс/см 590 560 500 380 315 285 280 20 Затем определяют паспорт прочностипороды - зависимость прочности от бокового давления при Ьдй =2,0 (см,табл. 2),.Т а б л и ц а 2 Боковое дав, ение (б)кгс см 0 15 53 133 75 203 В табл. 2 приведены разрушающиеосевые и боковые нагрузки на образец при испытании в стабилометре; осевые нагрузки выбирались по паспорту прочности равными показателям прочности из табл. 1 (боковые давления, соответствующие выбранным осевым давлениям, определялись по паспорту проч нОсти)После этого образцы пород с разным (0,2-3,0) отношением высоты образцов к их диаметру были испытаны на ползучесть и длительную прочность 45 при времени действия нагрузки около1800 ч. Результаты испытаний представлены в табл, 3.,937 для друг Для кажд,60 1,0 228 мость ичным образом судят о вел вного бокового давления и их отношений /с 1 (фиг.З) го типа породы эта завиеи лична.,48 1, 063 0,5 2,22 2,0,23 22 0 2108 Нчж нии п0,3,2 искоро равен (табл лении более Формула и н и я 3 О, 5 228 61,5 О, 291 4 0,3 228 70,5 О, 194 5 0,2 228 79,0 0,050 разец Ь /с 1, Осевое давление, кгс/с Как видно из табл, 3 и 4, объемную ползучесть высоких образцов в стабилометрах (табл. 4) можно заменить одноосной ползучестью образцов с разным 30 отношением высоты образца к диаметру (табл, 3). Расхождение (кроме Ь /с 1 = 0,2) по.известному и предложенному методам испытаний не превышает 167.Сопоставление данных по длительной 35 объемной прочности показало большее расхождение; так, образец 1 (табл. 3) разрушился через 1550 ч, а образец 8 - через 1300 ч, По данным всех испытаний, погрешность определения 40 длительной объемной прочности составляет 15-207.Для определения верхнего и нижнего предела отношения Ь /д, при котором необходимо проводить испытания по 45 предложенному способу, были проведены испытания образцов пород с отношением Ь/с 1, равным 0,2-3,0,Результаты испытаний показали (табл. 4), что увеличение отношения Ь /с 1 выше 2,0 не имеет смысла, так как скорость полэучести (образцы 6 и 7) образцов при Ь Я = 2,0 и Ь Й 0 = 3,0 практически одинакова. Таким образом, верхний предел отношения Ь /Й по предложенному способу равен 2,0 (при этом отношении боковое условное давление принимается равным нулю) В табл, 4 представлены результатьиспытаний на объемную полэучесть высоких образцов (ЬЙ = 2,0 - 3,0),Скорость ползучести, как и в табл, 3определялась в интервале времени800 в 16 ч,редел отношения Ь/дс, При меньшем отношении 3) погрешности в опред сти ползучести составля 1. Способ испытаний пластичных горных пород на ползучесть и длительную прочность, включающий приложение к образцам пород длительно действующих нагрузок, изменение деформаций образцов и времени до их разрушения, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения длительных испытаний при объемном напряженном состоянии путем снижения трудоемкости создания боковой нагрузки, нагружают на одноосное сжатие образцы одной и той:ке породы с разным отношением высоты образцов к их диаметру (Ь /Й ) и определяют зависимость прочности породы от отношения Ь /Й , нагружают в стабилометре на объемное сжатие образцы той же породы с Ь/й 0 = 2 и определяют зависимость прочности породы от величины бокового давления, длительно действующую осевую нагрузку прикладывают к образцам с разным отношением Ь Й , а о величине условного бокового давления судят по зависимости прочности породы от величины боковоголри,Ф//р -р оставитель И.Фомичеваехред Л.СердюковаКорректор Л,Пилипенк Редактор лемеш Заказ 7429 ого ннй Проектная роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,давления при объемном сжатии и зависимости прочности породы от отношения Ь /Й , полученной при одноосномсжатии,Ти НИИПИ Государстве по делам изобре 035, Москва, Ж62. Способ по п.1, о т л и ч а ю - ш и й с я тем, что отношение высоты пород образцов к их диаметру (Ь /Й ) выбирают в пределах 0,3-2,0,Подписноитета СССРткрытийя. наб., д. 4/5