Способ определения прочностных и деформационных характеристик пород и материалов

 

Использование: в строительстве для определения механических характеристик пород и материалов. Сущность изобретения: к образцу грунта в обойме прикладывают сдвигающую нагрузку. Одновременно образец нагружают противоположно направленной регулируемой амортизирующей нагрузкой. Характеристики пород определяют по измеряемым деформациям и разности нагрузок.1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (si)s Е 02 D 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 фь.

Дь

0 (21) 4839257/33 (22) 15.06.90 (46>30.06.92. Б юл. №24 (71) Всесоюзное проектно-изыскательское и научно-исследовательское объединение

"Гидропроект" им. С.Я,Жука (72) Ю.А.Фишман (53) 624.131.377 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1004525, кл. E 02 D 1/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹ 318850, кл. G 01 N 3/24, 1970.

Авторское свидетельство СССР

N 410289, кл. E 02 О 1/02, 1971.

Изобретг ние относится к строительству и может быть использовано, например, для определения сдвиговых характеристик горных пород, а также характеоистик прочности и деформируемости на сжатие и растяжение в предельном и запредельном состояниях.

Известны способы испытания грунта, включающие образование целика грунта на забое шурфа, заключение его в обойму, установку на поверхность целика штампа, последующее приложение вертикальной нагрузки и после стабилизации деформации приложение горизонтальной нагрузки с увеличением ее ступенями до разрушения целика и расчет по измеренным данным прочностных и реологических характеристик грунта.

Наиболее близким к изобретению является способ определения сдвиговых характеристик пород и материалов, заключающийся в том, что к испытываемому образцу прикладывают заданную нормальную нагрузку, а затем сообщают ему разрушаю(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ И ДЕФОРМАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОРОД И МАТЕРИАЛОВ (57) Использование: в строительстве для определения механических характеристик пород и материалов. Сущность изобретения: к образцу грунта в обойме прикладывают сдвигающую нагрузку. Одновременно образец нагружают противоположно нап равленной регулируемой амортизирующей нагрузкой. ХарактериСтики пород определяют по измеряемым деформациям и разности нагрузок. 1 ил. щую сдвигающую нагрузку с одновременным замером деформаций — перемещений.

По полученным данным определяют, например, предельное и остаточное сопротивление сдвигу тrp и t«r, параметры сопротивления сдвигу, угол внутреннего трения и сцепление (tg 10 и С), касательную жесткость К> и другие характеристики.

Известна установка, позволяющая осуществить данный способ, оснащенная двумя группами домкратов, с помощью которых сдвиг можно производить в двух противоположных направлениях, Однако в процессе сдвига образца в ту или иную сторону в домкратах и во всей нагрузочной системе происходит накопление упругой энергии, которая, разряжаясь в состоянии образца, близком к предельному, не позволяет достаточно точно определить предельное и запредельное сопротивление сдвигу, поэтому замеряемые значения сдвигающего усилия и перемещений не являются достаточно достоверными величинами. г

1744196

55 определяющими сдвиговые характеристики породы.

Цель изобретения — повышение достоверности получаемых результатов.

Указанная цель достигается тем, что со- 5 гласно способу определения прочностных и деформационных характеристик пород и материалов, включающему приложение к испытуемому образцу разрушающей нагрузки с ее фиксацией и замером перемеще- 10 ний образца, одновременно с приложением разрушающей нагрузки к образцу прикладывают противоположно направленную регулируемую амортизирующую нагрузку, а характеристики пород и материалов апре- 15 деляют по измеренным деформациям и разности нагрузок.

На чертеже представлена схема, поясняющаяя осуществление способа.

На схеме даны следующие обозначения: 20

1 — образец, 2 — домкрат для создания нормальной нагрузки, 3 — домкрат для создания сдвигающей нагрузки, 4 — домкрат для создания амортизирующей нагрузки, 5 — верхний упор, 6 — боковые упоры, 7 — контур опытной 25 камеры или стенда, 8 — трещина или прослои в скальном массиве, 9 — скальный целик, 10— железобетонная обойма.

Пример. Определение параметров сопротивления сдвигу тц ри С и кривых пе- 30 ремещений скального целика по трещине 8, Для этого оконтуривают целик 9 в скальном массиве площадью в плане 1,0 м, выполняют вокруг него железобетонную обойму 10 и устанавливают домкраты 2, 3, и 4. 35

С помощью домкрата 2 создают нормальную нагрузку в диапазоне напряжений, соизмеримых с напряжениями в скальной трещине (0,1 — 0,8 МПа). Далее дают равную начальную нагрузку в сдвигающем 3 и амор- 40 тизирующем 4 домкратах величиной, исключающей люфты в амортизирующей системе и соизмеримой с точностью тарировочной кривой и регистрирующих приборов (минимум Ilo 10 т в каждом). Затем увеличи- 45 вают сдвигающую нагрузку в домкрате 3, обеспечивая в зависимости от поставленной задачи равные ступени нагружения или равные ступени смещений по трещине. Величина ступеней устанавливается в ходе экспериментов в долях от предполагаемого значения предельной нагрузки +np и соответствующего ему значения смещения Llnp, например 0,1 t np или 0,1 Unp. В ходе увеличения сдвигающей нагрузки фиксируют рост нагрузки в амортизирующем домкрате

4, а также горизонтальные и вертикальные смещения по трещине как в допредельном, так и в запредельном состояниях, Наличие амортизирующей нагрузки препятствует резкому срыву целика по достижении предельного состояния и позволяет четко его фиксировать, а также плавно изменять горизонтальные напряжения по трещине в процессе сдвига. Максимальная величина возможных горизонтальных перемещений равна величине хода поршня домкрата 3 или

4. О величине горизонтального напряжения по трещине судят по разности нагрузок в домкратах. 8 том случае, когда увеличение горизонтальных напряжений по трещине ограничено с черезмерным ростом нагрузки в амортизирующем домкрате, давление в последнем регулируют, ограничивая рост или поддерживая постоянным.

Аналогичным образом можно производить испытания на растяжение, сжатие, Формула изобретения

Способ определения прочностных и деформационныххарактеристик пород и материалов, включающий приложение к испытуемому образцу разрушающей нагрузки с помощью домкратов с замером величины нагрузки и деформаций образца, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения достоверности получаемых результатов, одновременно с приложением разрушающей нагрузки к образцу прикладывают с помощью домкратов противоположно направленную регулируемую амортизирующую нагрузку, а характеристики пород и материалов определяют по измеренным деформациям и разности нагрузок.

1744196

Составитель Ю.Фишман

Редактор Л.Веселовская Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Заказ 2173 Тираж 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

1 .;. 1