Способ испытания кернов на раскол

 

Изобретение относится к методам испытания горных пород на прочность. Целью изобретения является снижение трудоемкости способа за счет произвольной ориентаИзобретение относится к испытательной технике, а именно к методам испытания горных пород на прочность Целью изобретения является снижение трудоемкости способа за счет произвольной ориентации слоистости породы к продольной оси вырезаемого из нее керна. На чертеже приведена схема нагружения керна. На цилиндрическом керне 1 горной породы намечают поверхность раскола под углом а к его продольной оси. По границе поверхности раскола устанавливают индентор 2 в виде эллиптического кольца и симметрично ему установочные кольца 3 из эластичного материала. Керн с кольцами устанавливают внутрь встречно раскрытых У/образных пуансонов пресса таким образом, чтобы раскалывающее эллиптическое кольцо было ориентировано своей малой осью по оси пресса (на чертеже керн повернут на 90°У, ции слоистости породы к продольной оси вырезаемого из нее керна. По намеченной границе поверхности раскола, ориентированной под углом а к продольной оси керна, устанавливают индентор в виде эллиптического кольца. Нагружение керна с индентором производят с помощью V-образных пуансонов в прессе двумя парами сил, приложенными к индентору центрально симметрично его центра масс. Раскалывающее напряжение 0р определяют по формуле 2 Р ж d2 sinavV sin2 а где Р усилие сжатия, развиваемое прессом; d - диаметр керна; К - тарировочный коэффициент . 1 ил Производят сжатие пуансонов вплоть до разрушения керна Кольца 3 строго ориентируют керн в пуансонах в начале нагружения, но не вносят искажений в схему нагружения керна, которая определяется двумя парами сил, приложенными к индентору 2 центрально симметрично его центра масс. Раскалывающее напряжение определяется по формуле 2 Р aP Kr 2sinaV1-sin2a л d2 Ё О fe ся 00 го где Р - усилие сжатия на прессе, d - диаметр керна, К - коэффициент, определяемый экспериментально на эталонных кернах при различных углах а . Испытывали керн электролита диаметром 42 мм и длиной 82 мм, выбуренный под углом 40° к слоистости. На поверхности керна намечали две поверхности раскола: перпендикулярно продольной оси на расстоянии 20 мм от торца керна и под уг

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 G 01 и 3/08

1:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4648549/28 (22) 22.12.88 (46) 07.04.91. Бюл. hh 13 (7 l) Коммунарский горно-металлургический институт (72) Г.Г.Литвинский. (53) 620.115.82 (088.8) (56) Матвеев Б.В., Карташов Ю.М, Рекомендации по комплексу методов определения механических свойств горных пород. Л„

ВНИМИ. 1980, с. 79-80. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ КЕРНОВ НА

РАСКОЛ (57) Изобретение относится к методам испытания горных пород на прочность. Целью изобретения является снижение трудоемкости способа эа счет произвольной ориентаИзобретение относится к испытательной технике, а именно к методам испытания горных пород на прочность.

Целью изобретения является снижение трудоемкости способа за счет произвольной ориентации слоистости породы к продольной оси вырезаемого из нее керна.

На чертеже приведена схема нагружения керна.

На цилиндрическом керне 1 горной породы намечают поверхность раскола под углом а к его продольной оси. По границе поверхности раскола устанавливают индентор 2 в виде эллиптического кольца и симметрично ему установочные кольца 3 из эластичного материала. Керн с кольцами устанавливают внутрь встречно раскрытых Чобразных пуансонов пресса таким образом, чтобы раскалывающее эллиптическое кольцо было ориентировано своей малой осью по оси пресса (на чертеже керн повернут на

90о

„„. 0„„1640582 А1 ции слоистости породы к продольной оси вырезаемого из нее керна. По намеченной границе поверхности раскола, ориентированной под углом а к продольной оси керна, устанавливают индентор в виде эллиптического кольца. Нагружение керна с индентором производят с помощью V-образных пуансонов в прессе двумя парами сил, приложенными к индентору центрально симметрично его центра масс. Раскалывающее напряжение ор определяют по формуле

2Р ор = К з!п ау1 з;п2a где P— т 02 усилие сжатия, развиваемое прессом; d— диаметр керна; К вЂ” тарировочный коэффициент. 1 ил.

Производят сжатие пуансонов вплоть до разрушения керна.

Кольца 3 строго ориентируют керн в пуансонах в начале нагружения, но не вносят искажений в схему нагружения керна, которая определяется двумя парами сил, приложенными к индентору 2 центрально симметрично его центра масс, Раскалывающее напряжение определяется по формуле

2Р

op = K 2 sill cx 1-з п2а

K CI где Р— усилие сжатия на прессе;

d — диаметр керна;

К вЂ” коэффициент, определяемый экспериментально на эталонных кернах при различных углах а

Испытывали керн электролита диаметром 42 мм и длиной 82 мм, выбуренный под, углом 40 к слоистости. На поверхности керна намечали две поверхности раскола: перпендикулярно продольной оси на расстоянии 20 мм от торца керна и под уг1640582

Составитель С.Европин

Техред М.Моргентал Корректор M,Ñàìáoðcêàÿ

Редактор Г.Наджарян

Заказ 1262 Тираж 397 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5.Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 лом 40О, т,е. параллельно слоистости породы, По границе первой поверхности устанавливали индентор из стальной закаленной проволоки диаметром 3 мм в виде кругового кольца и по обе стороны от него на расстоянии 15 мм — установочные кольца из мягкой круглой резины диаметром 3 мм.

Керн устанавливали внутрь V-образных,пуансонов и проводили их сжатие в испытательном прессе. Разрушение произошло при усилии 0,78 кН под индентором. Прочностькернанарасколподуглом50 кслоистости (в формуле а = О) составила op = 3,6 МПа. о

На намеченную под углом а = 40 поверхность раскола на оставшейся части керна устанавливали индентор в виде эллиптического кольца и симметрично ему два установочных кольца. В момент раскола разрушающее усилие составило 0,26 кН, а прочность на раскол о = 0,81 МПа, Таким образом, способ позволяет провести испытания кернов на раскол при различных углах к слоистости независимо от направления выбуривания керна, что существенно снижает трудоемкость подготовки кернов к испытаниям и повышает их информативность, 5

Формула изобретения

Способ испытания кернов на раскол, по которому керн устанавливают в устройстве для раскола, нагружают его индентором, ре10 гистрируя разрушающее усилие, и определяют прочность материала керна, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью снижения трудоемкости способа за счет обеспечения испытания кернов произвольной ориента15 ции слоистости породы к их продольной оси, перед нагружением керна под углом а к его продольной оси намечают пове зхность его раскола, используют индентор в виде эллиптического кольца, устанавливают его

20 на границе раскола и осуществляют нагружение керна двумя парами сил, направленными к продольной оси керна и приложенными к кольцу центрально симметрично его центра масс.