Способ определения динамических модулей горных пород
ÄSUÄÄ1132219 A
СООЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПЪЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3612487/25-28 (22) 01.07.83 (46) 30 ° 12.84. Бюл. В 48 (72) Г.Г.Зарецкий-Феоктистов и Г.Н.Танов (53) 620.179.16 (088.8) (56) 1. Карташов Ю.М. и др. Прочность и деформируемость горных пород. N., "Недра", 1979, с. 121-128.
2. Ямщиков Б.С. Методы и средства исследования и контроля горных пород и процессов. N., "Недра", 1982, с. 74-79 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ МОДУЛЕИ ГОРНЫХ ПОРОД, заклю-, чающийся в том, что через образец пропускают импульс ультразвуковых колебаний, измеряют скорость егО распространения и по ней .определяют динамический модуль, о т л и ч а юшийся тем, что, с . целью повышения информативности при работе с трещиноватыми материалами, образец предварительно подвергают гидростатическому сжатию, по скорости распространения ультразвуковых колебаний определяют динамический модуль на сжатие, возбуждают в образце резонансные колебания, определяют их параметры и по ним с учетом динамического модуля на сжатие определяют динамический модуль Йа растяжение.
1132219
- 2
Изобретение относится к области неразрушающих исследований материа-. лов с помощью ультразвуковых колебаний (УЗК/: и может быть использовано при определении динамических модулей раэномодульных материалов, в частности трещиноватых горных пород.
Известен способ определения упругих модулей материалов, заключающийся в том, что подвергают материал статической нагрузке, измеряют ее и деформацию материала и по этим параметрам определяют упругие модули f12.
Недостатком данного способа является ограниченная область применения, так как при решении ряда задач, )5 в частности при прогнозировании последствий горных ударов, землетрясений, необходимо знание динамических упругих модулей.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ определения динамических модулей горных пород, заключающийся в том, что через образец пропускают импульс УЗК, измеряют скорость его распространения и по ней определяют динамический модуль f23.
Однако этот способ характеризуется недостаточной информативностью при работе с трещиноватыми материалами, так как не представляется возможным одновременное определение динамических модулей на сжатие Е и растяжение Е
Цель изобретения †повышение информативности при работе с трещиноватыми материалами.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения динамических модулей горных пород, заключающемуся в том, что через 40 образец пропускают импульс ультразвуковых колебаний, измеряют скорость его распространения и по ней определяют динамический модуль, образец предварительно подвергают гид- 45 ростатическому сжатию, по скорости распространения ультразвуковых кблеФаний определяют динамический модуль на сжатие, возбуждают в образце ре зонансные колебания, определяют ихпа-, раметры и по ним с учетом динамического модуля на сжатие определяют динамический модуль на растяжение, Сущность способа заключается в следующем. 55
Образец трещиноватой разномодульной горной породы подвергают гидростатическому сжатию. Для большей точности измерений целесообразно выбрать величину гидростатического давления больше максимальной ампли60 туды напряжений в импульс УЗК (при использовании стандартных измерителей скорости УЗК, например УКБ-1м, целесообразно выбрать величину гидростатического давления не менее
0,1 МПа). Затем через образец пропускают импульс УЗК и измеряют .скорость его распространения по любой иэ известных методик, например по методике первого вступления. По из-., меренной скорости С распространения импульса УЗК определяют динами-, ческий модуль на сжатие по известной формуле
Е=С,-p «>,э Е, <,> где Ż— т»вЂ” эффективный динамический модуль упругости; усредненный период резонансных колебаний; мода резонансных колебаний, длина образца-.
Отсюда с учетом динамического мо+ дуля Е на сжатие определяют динамических модуль | на растяжение:
E». E+
2.ifE -VE
Если перечисленные операции предлагаемого способа повторить при различных уровнях гидростатического давления, то в результате получают зависимость динамических модулей на сжатие и растяжение от среднего напряжения. с
Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить информатнв ность при работе с трещиноватыми материалами вследствие возможности оп+ где E динамический модуль на сжа тие, Cn — скорость распространения импульса УЗК;
Р— плотность горной породы, так как в условиях выбранного гидростатического сжатия вне зависимости от знака смещений в импульсе УЗК скорость C его фронта характеризуется тоЛько динамическим модулем на сжатие Г . После этого возбуждают в образце резонансные колебания, под воздействием которых материал попеременно проявляет свои динамические модули на сжатие E и растяжением что характеризуется некоторьим эффективным модулем, E =f(E,E ) . Определяют параметры резонансных колебаний, например их модуль И и усредненный период колебаний Т», который соответствует одномодульной породе с эффективным модулем E . Исходя из этих параметров, легко определяют эффективный модуль F по формуле
1132219
Составитель В.Гондаревский
Техред Ж. Кастелевич Корректор М. Леонтюк
Редактор N.Ïåòðoâà
Заказ 9783/37 Тираж 822 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Иосква, ".(-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ределения динамических модулей на сжатие и растяжение, благодаря проведению измерений скорости УЗК импульсным и резонансным методами при гидростатическом нагружении образца.