Способ определения скорости ускоренного распространения трещины в образце

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для изучения изменёкий скорости роста трещин в процессе разрушения горных пород. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения помех и искажения формы импульса. Исследуемый образец 1 горной породы медленно нагружают до начала развития магистральной трещины.- С помощью фотоэлектронного умножителя 2 принимают импульс электромагнитного излучения/в оптическом диапазоне спектра, возникающий в процессе распространения трещины. Принятый сигнал поступает непосредственно на регистрирующее устройство 3, а через дифференцирующий блок 5 - на регистрирующее устройство 4. Регистрирующее устройство 3 записывает максимальное значение светового потока, а устройство 4 - изменение производной светового потока во времени. Затем измеряют максимальный линейнь1й размер трещины. Скорость развития трещины на участке ее ускорения рпределяют по изменению производной светового потока с учетом измеренных величин. 1 ил..S^

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ.

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

1 (21) 4796796/28 (22) 19.02.90 (46) 23.02.92. Бюл. N. 7 (71) Кузбасский политехнический институт (72) П.В.Егоров, В.В.Иванов, Л.А.Колпакова, А.А.Мальвин и А.С,Денисов (53) 620.178 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1550138„кл. Е 21 С 39/00, 1988. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ

УСКОРЕННОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ ТРЕЩИНЫ В ОБРАЗЦЕ (57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для изучения изменений скорости роста трещин в процессе разруше- ния горных пород. Цель изобретения — повышение точности измерения эа с.чет уменьшения помех и искажения формы им.— пульса. Исследуемый образец t горной поИзобретение относится к горному делу и предназначено для изучения изменений скорости роста трещины в процессе разрушения горных пород.

Известен способ определения скорости развития зародышевой трещины.и ее стартовой длины, О скорости развития трещины на участке ускорения судят по величине средней скорости развития трещины, ргределяемой путем регистрации упругой волны, и по текущему и максимальному значениям напряженности электрической составляющей импульса естественного

„„5LI 1714432 А1 ю (s»s G 01 N 3/32

2 роды медленно нагружают до начала развития магистральной трещины.- С помощью. фотоэлектронного умножителя 2 принимают импульс электромагнитного излучения..в оптическом диапазоне спектра, возникающий в процессе распространения трещины.

Принятый сигнал поступает непосредственно на регистрирующее устройство 3, а. через дифференцирующий блок 5- на регистрирующее устройство.4. Регистрирующее устройство 3 записывает максимальное значение светового потока, а устройство 4 —. изменение производной светового потока во времени. Затем измеряют максимальный линейный размер трещины. Скорость развития трещины на участке.ее ускорения определяют по изменению производной З светового потока с учетом измеренных величин. 1 ил. электромагнитного радиоизлучения, возникающего в процессе роста трещины.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ on ределения.скорости развития трещины, включающий нагружение образца горной породы и регистрацию импульса электромагнитного излучения, возникающего в процессе его развития, измерение скалярного потенциала импульса электромагнитного излучения, значения производной потенциала по времени, максимального линейного

4- размера трещины после его остановки и максимального значения скалярного потен1714432 циэла импульса электромагнитного излучения эа время развития трещины, по которым судят о законе изменения скорости ее быстрого распросгранения.

Недостатком известного способа является необходимость тщательной фильтрации электромагнитных импульсов для уменьшения помех от сети 50 Гц, развязки всех приборов от.сети, необходимость индивидуального заземления всех приборов для уменьшения помех и снижения искажений формы регистрируемых импульсов.

Цель изобретения — повышение точности измерения зэ счет уменьшения помех и искажения формы импульса.

Положительный эффект предлагаемого способа заключается в возможности получения достоверной информации о динамике процесса трещинообразования в массивах горных пород, которая необходима для разработки эффективных методов диагностики и прогноза динамических явлений.

На чертеже представлена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Согласно способу, включающему нагружение образца с образованием в нем трещины, определение параметров импульса электромагнитного излучения, сопровождающего распространение трещины, и максимального размера трещины, по которым определяют скорость распространения трещины, в качестве параметров электромагнитного излучения определяют максимальное значение и производную по времени потока излучения оптического диапазона, Существенные отличия предлагаемого способа состоят в регистрации . и роизводной по времени от светового потока определения максимального значения светового потока в процессе быстрого распространения трещины в горных породах любого минерального состава.

Способ осуществляется следующим образом, Исследуемый образец 1 горной породы медленно нагружают до начала развития магистральной трещины из фиксированных на гранях образца надрезов, С помощью фотоэлектронного умножителя 2, окно кото.рого помещено вместе с образцом в камеру, не пропускающую свет, и регистрирующих устройств 3 и 4 принимают импульс электромагнитного излучения в оптическом диэпазоне частот. Принятый сигнал дифференцируется устройством 5 и регистрируется в реальном масштабе времени устройством 4.

Регистрирующее устройство 3 записывает

5 изменение светового потока и фиксирует его максимальное значение Фмак . Регистрирующее устройство 4 записывает изменение производной светового потока во времени Ф (t). В качестве регистрирующих

10 устройств могут быть использованы осциллографы с чувствительностью порядка 50 мВ и разрушающей способностью 10 с;

На кривых, записываемых в процессе раскола образцов горных пород, участок

15 шириной tf характеризует процесс движения трещины вплоть до ее остановки, а другой участок — период послесвечения. По полученным осциллографам измеряют максимальное значение светового потока

20 Фмакс, значение производной Ф (t) в интересующий момент времени, кроме того, измеряют максимальный линейный размер трещины в образце после ее остановки.

Скорость развития трещины на участке

25 ее ускорения определяют по формуле ()

Фмакс

30 где V (t) — скорость развития трещины в момент времени t, м/с;

L — максимальный линейный размер после ее остановки. м;

Ф (t) — значение роизводной светового

35 потока в момент вре ени, лм/с:

©Matc — максимальное значение светового потока, лм.

Формула изобретения

Способ определения скорости ускоренного распространения трещины в образце, заключающийся в том, что образец нагружают с образованием в нем трещи45 ны, определяют параметры импульса электромагнитного излучения, соп ровождающего распространение трещины, и максимальный размер трещины, по которым определяют скорость распространения -тре50 щины, отличающийся тем, что. с целью повышения точности за счет уменьшения помех и искажения формы импульса, в качестве параметров электромагнитного излучения определяют максимальное значение и

55 производную по.времени потока излучения оптического диапазона.

Составитель И.Лукьяненко

Техред М,Моргентал Корректор И.Муска

Редактор И.Шулла

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. Ул,г агарина. 101

Заказ 686 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5