Способ определения прочностных характеристик скального массива
Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повьшение точности и достоверности результатов. В скальном массиве подготавливают два целика с одинаковыми геометрическими размерами в плане, но различными углами р, и PJ. наклона напорной грани. На напорные поверхности целиков устанавливают плоские штампы и прикладывают ступенчато возрастающие нагрузки до разрушения целиков. Затем измеряют углы ti и oi.2 между плоскостями скола и вертикальными гранями первого и второго целиков соответственно. Рассчитывают прочностные характеристики скального массива - сцепление С и коэффициент внутре-ннего трения породы tg q по формулам С (P,-P sinoi, sinoi. sin(eii+/ г-с Г -Э, )(Р -я1пЫг. sin(cii+ .) -P, sinoi,- sin(ci, + /i,)I ; tg4 |I(P2-sincij-COs(oii+ ) - -P,-sin об,- соз(Ы, + Э, ) /( sineijx nsin(i.j,+ ij) - P, sinc,-&in( oc,+, T , (Л где Р. , Р, а. -максимальные нагрузки на первом и втором целиках соответственно; -геометрические размеры целиков в плане. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1452982 А1 (59 4 Е 21 С 39/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
npH rHHT СССР (21) 4231153/22-03 (22) 16.04.87 (46) 23.01.89. Бюл. Р 3 (71) Среднеазиатское отделение Всесоюзного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Гидропроект" им. С.Я. Жука (72) Г.Н. Петров, А.В. Количко и О.А. Мануилов (53) 622.23.05(088.8) (56) Методическое пособие по инженерно-геологическому изучению горных пород. /Под ред. Е.М. Сергеева.
Т. II. Изд-во МГУ, 1968, с. 370. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ
ХАРАКТЕРИСТИК СКАЛЬНОГО МАССИВА (57) Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения — повышение точности и достоверности результатов.
В скальном массиве подготавливают два целика с одинаковыми геометрическими размерами в плане, но различными углами В,и 8 наклона напорной грани.
На напорные поверхности целиков устанавливают плоские штампы и прикладывают ступенчато возрастающие нагрузки до разрушения целиков. Затем измеряют углы, и oL между плоскостями скола и вертикальными гранями первого и второго целиков соответственно.
Рассчитывают прочностные характеристики скального массива — сцепление
С и коэффициент внутреннего трения породы tp p по формулам
С = (Р„Рг з1n о(, st Ы, s1n(Ы + pz — Ы, ) /Ca b(Pã sin+ã sin(e4.ã+ Рг)
P, sinu, sin(g,+P,)J;
tgq = ((Р з пфЕ соя(са, + P>) — Р, sin о, соз(о, + P, )) /(Р . sins х Йп(о + P ) — Р ° sin8;sin(ес,+ /3, )), где Р„, Рг — максимальные нагрузки С, на первом и втором целиках соответственно; а, Ь вЂ” геометрические размеры целиков в плане. 2 ил.
1452982 (ч Р, P ° sing, sin(sin(kz+ I6z 0,- /Ü,) (1) а Ъ, Р singsin(az+/ ) — P„sinai;sin(g, + P,)
Р singzcos(g + ) P, ° sin 4, г соз (М, + g,) Р sing sin(gz+pz) — Р, з1пМ;з1п(о,+ (3,) 30
40
Изобретение относится к горному делу, в частности к способам определения прочностных характеристик скального массива в полевых условиях.
Цель изобретения — повышение точности и достоверности результатов °
На фиг. 1 показан целик, вид в плане; на фиг. 2 — целик и распределение нагрузки, разрез. 10
Способ определения прочностных характеристик скального массива осуществляется следующим образом.
В скальном массиве изготавливаются два целика 1 с одинаковыми геомет- 15 рическими размерами в плане (а„ = а
Ь,= b ), но с различными углами наклона напорной грани (P,и Pz). .На
) напорную поверхность обоих целиков ( устанавливаются металлические плос- 20 где а, b — геометрические размеры целиков в плане;
Ы,, о - углы между плоскостями скола и вертикальными гранями первого и второго целиков соответственно; — углы наклона плоскости напорной грани первого и второго целиков соответственно;
P, P — нагрузки на первом и
Э втором целиках соответственно.
Пример. Испытания проводились с двумя целиками одинакового размера (а,= а = Ь,= Ь = 0,5 м), причем углы fj у них соответственно в о составляли p, = О; 8,= 10
При приложении к ним нагрузки Р получены максимальные ее значения
Р, = 171 8 тН и P = 263,0 тН, при которых произошло обрушение цепиков породы. Углы с соответственно составили о,= 21 и Ы = 17,8 . Подставляя эти значения в формулы (1) и (2), получили значения параметров прочности данного скального массива: С =1 52МПа, tgq =091.
Изобретение позволяет повысить точность и достоверность результакие штампы (не показаны) и прикладывается нормальная к поверхности нагрузка P. Нагрузка прикладывается ступенями по 0,05 ИПа до достижения максимального значения, при котором целики 1 разрушаются, а значения Р< и Р соответственно для первого и второго целиков 1 фиксируются. Далее замеряются углы, и сс между плоскостями скола и вертикальными гранями первого и второго целиков соответственно.
Исходя из значений Ы,, p,и Р, для первого целика и значений g, P,è Р для второго целика рассчитывают прочностные характеристики скального массива: сцепление С и коэффициент внутреннего трения породы tg <р по следующим формулам: тов за счет возможности получения различных значений напряженного состояния массива (различных соотношений касательного и нормального напряжений на первом и втором целиках) путем приложения разрушающей силы к целикам под разными углами к напорной грани и одновременного определения параметров прочности (С и tg(p) в условиях естественного залегания пород.
Формула изобретения
Способ определения прочностных характеристик скального массива, включающий нагружение по напорной грани целика породы, подготовленного в массиве, измерение нагрузки обрушения целика и расчет прочностных характеристик, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности результатов, дополнительно подготавливают в этом же массиве второй целик, имеющий размеры в плане, равные первому целику, и отличный от первого целика угол наклона напорной грани и проводят параллельно с первым целиком нагружение второго целика, а расчет прочностных характеристик выполняют по соотношениям
1452982
P«P, s in< ; s in ы а Ь
sin(< + 3 ы;,) P Р, sina Р sins sin 0 + р Р, sine(° cos(a, + ф,) Р, йп с, s in е(, + p, ) где С tgq 15 аиЪ Составитель В. Тальвойш Редактор С. Пекарь Техред М. Ходанич Коррекор Н. Король Заказ 7146/25 Тираж 449 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 — сцепление, МПа; — коэффициент внутреннего трения породы; — соответственно нагрузки на первом и втором целиках; — геометрические размеры целиков в плане, см; и Ы. — углы между плоскостями скола и вертикальными гранями первого и второго целиков соответственно; и P — углы наклона плоскостиz. напорной грани первого и второго целиков соответственно, 
