Способ испытания образцов горных пород на растяжение и устройство для его осуществления

.т 1 киро и л; ими с)сс н ис(ои норо (срросс ги с .ср;сс.: цвн2 11 оролы горнии релела прочгост ни, с. 1 О 12, 6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) ГО(;Т 21153.3- 85Метолы опрелессенияпри олноосном растяже 901627698 2) (,1(.Н.13 11(.1 Ы ГА 1111 Ч ВРА.11)В Р(111 11,Ч 1 А РА(".1 Ж 1.11111: 1 У(,Т11(;ТВ,(,1 Ч Г 1 (,У 111.,В. 1: 11 И Я, с(ило 0 р тниности он или ирл,с; нрчолин но р;ск ни.лиирни 1 н никкни1627698 510 перпендикулярно 20 25 30 35 40 45 50 55 шие клинья (К) с разрушаюшими поверхностями (П), выполненными с продольными канавками 3. В последних последовательно установлены упругие прокладки 4 и металлические стержни 5. На каждом из К 1, 2 по обеим сторонам канавок 3 установлены упругие прижимные элементы в виде упругих пластин 6, плоскости которых параллельны раскалывающим П. Раскалывающий Квыполнен из двух частей, шарнирно соединенных между собой цилиндрической втулкой 9. На К 1 установлен с возможностью поворота цагружаюший элемент 10. Изобретение относится к горному делу ц предназначено для определения предела прочности горны пород при одноосном растяжеции.Цель изобретения - повышение точности оценки предела прочности породы прц одцоосном растяжении.На фцг. 1 представлено устройство для испытания образцов горных пород на растяжение; цд фиг. 2 верхний клин, разрез; цд фцг. 3схема приложения сил к образцу цри испытании.Устройство содержит верхний 1 и нижний 2 раскалыдкнцие клинья с разрушаюими поверхностями, Последние выполнены с продольными канавками 3, в которых цоследотельно установлены упругие прокладки 4 и металлические стержни 5. По обеим сторонам канавок 3 на каждом из клиньев 1, 2 установлены упругие прижимные элементы в виде упругих пластин 6. Плоскости последних параллельны раскалывающим поверхностям клиньев 1, 2. Верний клин 1 выполнен из двух частей 7, 8, шарнирно соединенных между собой цилиндрической втулкой 9. На верхнем к.пине 1 установлен с возможностью поворота нагружаюший элемент 10.На нижнем клине 2 смонтированы стойки 11, ца которых жестко закреплена верхняя опора 2. В отверстии,выполненом в последнем,установлена часть 7 верхнего клина 1, часть 8 которого входит в прорези 13 стоек 1 для направленного перемещения верхнего клина 1.В начальный момент обжатия поверхности пластины 14 стержнями 5 происходит изгиб последних вдоль линии раскола, который обеспечивают упругие прокладки 4.1 рц этом рдскдлываюцие силы Р прикладыдют равномерно по всей длине раскола 1, а равцодействуюгцая раскалывающей силы должна пересекать линию раскола в ее середине.Одновременно прижимные элементы в ви. де упругих пластин 6 воздействуют на поНа образец в виде пластины воздействуют раскалывающими усилиями через К 1 и 2. Наличие прокладок 4 и стержня 5 обеспечивает приложение раскалывающих сил равномерно по всей линии раскола. Одновременно через упругие пластины 6 прикладывают равномерно распределенную сжимающую нагрузку к П образца в виде пластины, перпендикулярным плоскости раскола, Определяют величину раскалываюшей нагрузки, по которой судят о пределе прочности горной породы при одноосном растяжении. 2 с. и 1 з. п. ф-лы, 3 ил. верхности пластины 14,плоскости раскалывания.Таким образом, свободные от нагружения поверхности пластины, перпендикулярные к плоскости раскалывания, подвергают дополнительному вертикальному сжатию, равномерно распределенными по площади контакта нагрузками Р без запрещения растягиваюших деформаций 6, действующих в направлении от плоскости раскола 5 к свободным боковым поверхностям пластины 14. Последующее нагружение пластины 14 осуществляют при равномерном распределении приложенной нагрузки Р 1 и поддерживании свободных поверхностей, при этом цри разъединении пластины по линии раскола анизотропные образцы слоистой структуры сохраняют свою монолитность, так как не происходит возникновения изгибаюших моментов с плечами, равными расстоянию по линии раскола до свободных концов пластины 14. Механизм расслаивания слоистых горных пород при их раскалывании следующий. Отмеченные выше изгибающие моменты для изотропной породы, несмотря на их различие по сечению образца (в верхней части сечения изгибаюшие моменты боль. ше, чем в нижней), все же приводят к возникновению незначительных растягивающих деформаций в вертикальном направлении по сравнению с величинами растягиваюших деформаций 6, действующих в горизонтальном направлении (фиг. 3). Поэтому образец раскалывается в вертикальном направлении. В случае анизотропных горных пород слоистой структуры вследствие различия прочностных характеристик отдельных слагающих слоев и, в частности, различия их пределов прочности на изгиб и одноосное растяжение, возникающие растягивающие деформации в вертикальном направлении, превышают по своей величине рдстягиваюшие деформации Едействующие в горизонтальном направлении. Поэтомуобразец расслаивается в горизонтальных направлениях.Исключение возникновения вертикальных деформаций растяжения путем удержания свободных от нагрузки поверхностей пластины от их изгибания в вертикальной плоскости позволяет достичь сохранения монолитности анизотропных образцов слоистой структуры и обеспечивает удержание осколков от разлета.При отклонении от параллельности верхней и нижней граней образца 14 нижняя часть 8 клина 1 поворачивается на втулку 9 относительно верхней части 7 клина 1 на заданный угол, чем исклк- чается эксцентриситет приложения раскалываюгцей силы Р.Формула изобретения1. Способ испытания образцов горных пород на растяжение, заключающийся в том, что на образец в виде пластины воздействуют раскалывающими усилиями и определяют величину раскалывающей нагрузки, по которой судят о пределе прочности горной породы при одноосном растяжении, отличающийся тем, что, с целью повышения точности оценки прелела прочности породы при олноосном растяжении. раскалывающие силы прикладывают равномерно по всей линии раскола и одновремен.но прикладывают равномерно распределенную сжимающую нагрузку к поверхностям пластины, перпендикулярным плоскости раскол а.2. Устройство для испытания образцовгорных пород на растяжение, содержащее верхний и нижний раскалывающие клинья с разрушаюгцими поверхностями и нагружающий элемент, установленный на верхнем клине с возможностью поворота, отличающееся тем, что оно снабжу но ме таллическими стержнями, упругими проклал.нами и упругими прижимными элементами, прн этом разрушающие поверхности клиньев выполнены с продольными канавками, н которых последовательно установлены упругие прокладки и металлические стержни, а упру гие прижимные элементы установлены наклиньях по обеим сторонам канавок, так что их плоскости параллельны раскалывак- щим поверхностям клиньев.3. Устройство по и, 2, отличимщсятем, что верхний клин выполнен из лнух 25частей, шарнирно-соелиненных межлу сооой цилинлрической втулкой.45д, ул. Гагарина, 101 Сост а в и тел ь 1 Кл и мо в ехред А Кравчук Корре ираж 291 Подпи тета по изобретениям и откры а, Ж 35, Раугпская наб., д комбинат Патент, г. Ужгортор А, Осауленконоеиям при ГКНТ СССР