Способ испытания образцов горных пород

, Бкщ гор КазС на2 (08е свиЕ 2 8).тельствС 39/00 СССР 1986(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД(57) Изобретение относится к горномуделу, в частности к методам испытаний образцов горных пород в условиях,моделирующих напряженно-деформированное состояние массива, Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей способа за счет моделирования напряженно-деформированного сос,тояния объемов массива вблизи обнажения криволинейной йормы. Образецгорной породы кубической формы раз меИзобретение относится к горному делу, в частности к методния образцов горных породмоделирующих напряженно-дное состояние массива,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования напряженно-деформированного состояния объемов массива вблизи обнажения криволинейной формыНа фиг,1 показана кинематика деформирования объема горного массива вблизи прямолинейного протяженного обнажения; на фиг,2 - то же, вблизи выпуклого/обнаже 1 ая; на фиг,3 - то ам испытав условиях еформирован ГОсудАРстВенный нОмитетпО изОБРетениям и ОтнРьпиямпРИ пют ссо щают между плитами чагружающего устройства установки трехосного сжатия. Затем производят предварительное обжатие образца по схеме 6 6) 5 з, Пос" ле это го напряжение 6 по оси, со впадающей с направлением поперек горизонтальной выработки, поддерживают постоянным и одновременно нагружают образец но вертикальной оси. При этом режим деформации С по оси, совпадающей с направлением вдоль горизонтальной выработки, выдерживают с помощью системы автоматического регулирования процессе деформирования исходя иэ соотношения сз / Е = Юшф где Я - относительная деформация5образца по второй горизонтальной оси; к - расстояние от центра кривизны обнажения горного массива до исследуемого в нем объема; ш - длина ребра исследуемого кубического объема горного массива, 4 ил,же, вблизи вогнутого обнажения; на фиг,4 - график зависимости Е,= = Е ( ) испытаний кубических образцов при соблюдении кинематических условий деформирования вблизи прямолинейного (кривая 1), выпуклого (кривая 2) и вогнутого (кривая 3) обозначений при 6 = сопят.Осуществление способа испытания образцов горной породы иллюстрируется следующим примером,Образец кубической формы из песчано-цементной смеси с длиной ребра 5 см размещают между плитами нагружаю- щего устройства установки трехосно 1559149го сжатияЗатем производят предварительное обжатие образца по схеме666После этого напряжениепо оси, совпадащцей с направлением по дерек горизонтальной выработки, поддерживают постоянным и одновременнонагружают образец по вертикальнойОси. Заданный режим деформаций 6определяют из соотношения 10 з/г = К/шгде Е - относительная деформация2образца по горизонтальной15оси, совпадакщей с направле"нием вдоль горизонтальнойвыработки;Еэ - относительная деформация повторой горизонтальной оси(поперек выработки);20К - расстояние от центра кривизны обнажения горного массива до исследуемого в немобъема;25ш - длина ребра исследуемогокубического объема горногомассива,Режим деформации поддерживают спомощью системы автоматического регулирования процесса деформирования30установки трехосного сжатия.ВеличинУ соотношениЯ Яз/Е = К/шнапример, равную 5 задают исходя изконкретных условий данного массивагорных пород, а именно иэ известныхвеличин радиуса кривизны массива .К1 О м и длины ребра исследуемогокубического образца горной породы вмассиве ш = 2 м.Постоянно контролируют деформацииГз образца, В определенный момент времени относительная деформация образца Яз достигает величины 0,001,.чтосоответствует абсолютной деформации Дэ = 0,05 мм при длине ребракубического образца 5 см, В этот момент времени система автоматическогорегулирования процесса деформированиядоноДНТ напряжение по другой горизонтальной оси, совпадающей с направле 50нием вдоль горизонтальной выработки,до такой величины, при которой деформация образца Я по этой оси равна0,0002, что соответствует абсолютнойдеформации д = 0,01 мм,5Таким образом выдерживают заданный режим деформаций, определяемыйформулой б ь/ Я ч = К/ш 5, причем Д/ Л ч у / Е е Поз тОму мОжнО э аписатьчто Е/Еч = Д/Дч = К/ш = 5 для конкретных условий данного массива горных пород при величине радиуса кривизны массива К = 1 О м и длине ребраисследуемого кубического образцагорной породы. в массиве ш = 2.м,. При нагружении образца по вертикальной оси испытания доводят дозапредельной области деформирования.На все время испытания образца система автоматического регулированияустановки трехосного сжатия .позволяет поддерживать постоянным соотношением деформаций 4 з/ Дч= Е/Гч== К/ш = сопз 1.Испытания образцов горных породкубической формы позволяют моделировать напряженно-деФормированноесостояние объемов горных пород вблизиОбнажений выпуклой и вогнутой форм,Исследование образцов горных пород кубической форьь 1, особенно прибольших радиусах кривизны горногомассива, дает достаточную точностьи достоверность результатов испитаний.Результаты испытаний искусственных образцов из песчано-цементнойсмеси приведены на фиг.4. Первый образец (кривая 1) испытан при К/ш -ф+ сю , т,е, при соблюдении кинематических условий деформировайия массива с прямолинейным обнажением. Второй образец (кривая 2) и третий(кривая 3) испытаны соответственнопри соблюдении кинематических условий деформирования выпуклого и вогнутого обнажений, когда Ез/ Й ч= К/ш= 5 (К = 10 м и ш = 2 м), Как видноиз графика,. массив с выпуклым обнажением является наименее ,прочным.Основным преимуществом предлагаемого способа испытаний образцов горных пород является возможность моделирования напряженно-деформированного состояния массивов с криволинейными обнажениями выпуклой и вогнутойформы и объемов целика, расположенных эксцентрично его оси, Способ позволяет оценивать устойчивость массивов пород с различными формами боковых обнажений.Паспорт прочности, построенный порезультатам испытаний образцов пред-,лагаемым способом, более точно отвечает паспорту прочности горного массива,Е/е = к/ш,где Я5 10 формула изобретения Способ испытания образцов горных пород, кубической формы при трехосном сжатии, включакщий предваритель-. ное обжатие образца с последующим нагружением по вертикальной оси при обеспечении в процессе испытания заданного режима деформации Е по одной горизонтальной оси, совпадающей с направлением вдоль горизонтальной выработки исследуемого массива, и постоянного напряжения 6 по другой горизонтапьной оси, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расши рения функциональных возможностей за счет моделирования напряженно-де 9149 6формированного состояния объемов массива вблизи обнажения криволинейной форма, обеспечивают режим деформации Я исходя из соотношения 5 относительная деформацияобразца по второй горизон"тальной оси;расстояние от центра кривизны обнажения массивадо исследуемого в нем объема;длина ребра исследуемогокубического объема горногомассива,ираж 389 ГКНТ ССС ного комитета по изобретениям 035, Москва, Ж, Раушская на роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагари з 828 НИИПИ Государств 1