SU1652549A1

SU1652549A1 - Device for compression test of rocks

Info

Publication number: SU1652549A1
Application number: SU884623741A
Authority: SU
Inventors: Гарри Григорьевич Литвинский; Сергей Александрович Курман
Original assignee: Коммунарский горно-металлургический институт
Priority date: 1988-12-22
Filing date: 1988-12-22
Publication date: 1991-05-30

Abstract

Изобретение относитс к горному делу. Цель изобретени - повышение точности и снижение трудоемкости испытаний. Пуансоны (П) 1, между которыми размещен образец 5, охватывают аксиатор в виде направл ющей обоймы 2 и шарика 3. установленного на одном из П 1. Торцы 4 П 1 выполнены плоскими с симметрично расположенными сквозными призматическими пазами. Грани 5 последних выполнены гладкими и имеют угол раскрыти 90&deg;. Образец 6 в виде породного керна устанавливают между призматическими пазами П 1. Плитами 7 силозадающей установки производ т сжатие образца 6 вплоть до разрушени . Измер ют предельное разрушающее усилие . По полученным результатам определ ют предел прочности горной породы на сжатие. Устройство исключает необходимость в трудоемких операци х по точному изготовлению образцов пород и упрощает технологию проведени испытаний за счет использовани одного-двух типоразмеров П 1. 2 ил. in СThe invention relates to mining. The purpose of the invention is to improve the accuracy and reduce the complexity of the tests. Punches (P) 1, between which sample 5 is placed, cover the axion in the form of a guide sleeve 2 and ball 3. mounted on one of P 1. End faces 4 P 1 are made flat with symmetrically positioned through prismatic grooves. The edges of the last 5 are smooth and have a opening angle of 90 °. Sample 6 in the form of rock core is installed between the prismatic grooves P 1. The plates of the load shed installation 7 compress the sample 6 until destruction. The ultimate breaking force is measured. The obtained results determine the compressive strength of the rock. The device eliminates the need for labor-intensive operations for the accurate preparation of rock samples and simplifies the test technology by using one or two sizes P 1. 2 ill. in С

Description

Изобретение относитс к горному делу и предназначено дл испытани горных пород в лабораторных и полевых услови х.The invention relates to mining and is intended for testing rocks in laboratory and field conditions.

Цель изобретени - повышение точности и снижение трудоемкости испытаний.The purpose of the invention is to improve the accuracy and reduce the complexity of the tests.

На фиг.1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.Figure 1 shows the device, a general view; figure 2 - section aa in figure 1.

Устройство дл испытани горных пород на сжатие содержит пуансоны 1 и аксиатор в виде охватывающей пуансоны 1 направл ющей обоймы 2 и шарика 3, установленного на одном из пуансонов 1. Торцы 4 пуансонов 1 выполнены плоскими с симметрично расположенными сквозными призматическими пазами. Грани 5 последних выполнены гладкими и имеют угол раскрыти 90°.The compression testing apparatus for rock testing comprises punches 1 and an axiator in the form of a guide sleeve 2 and a ball 3 mounted on one of the punches 1. The ends of the four punches 1 are made flat with symmetrically arranged through prismatic grooves. The edges of the last 5 are smooth and have an opening angle of 90 °.

Размер поперечного сечени грани 5 выполнен равным радиусу максимального образца 6 (породного керна), подлежащего испытанию.The cross-sectional size of face 5 is made equal to the radius of the maximum sample 6 (rock core) to be tested.

Торцы 4 пуансонов 1 выполнены в виде горизонтальных ограничивающих опор.The ends of the 4 punches 1 are made in the form of horizontal limiting supports.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Изготовленный из пробы горной породы цилиндрический образец 6 в виде породного керна устанавливают между пазами пуансонов 1. Плитами 7 силозадающей установки производ т сжатие образца 6 вплоть до разрушени и измер ют предельное разрушающее усилие, что позвол ет определить предел прочности горной породы на сжатие.A cylindrical sample 6 made of rock samples is placed in the form of rock core between the grooves of the punches 1. The plates of the silojack plant compress the sample 6 until they break, and the ultimate breaking force is measured, which makes it possible to determine the compressive strength of the rock.

Os СПOs sp

го елgo ate

4four

чэChe

Поскольку торцы 4 пуансонов 1 выполнены с призматическими пазами, грани 5 которых имеют угол раскрыти 90°, то испытани можно проводить при любом изменении радиуса R образца 6 в пределах L/2 R L , причем схема нагружени образца 6 всегда остаетс неизменной, что гарантирует высокую воспроизводимость результатов испытаний. Причем даже при наличии некоторой (до 10°) конусности образцов б схема испытани не претерпевает изменений, так как несмотр на изменение диаметра нагружение всегда будет осуществлено в четырех диаметрально противоположных участках образца 6. Это исключает необходимость в трудоемких операци х по точному изготовлению образцов 6 пород, упрощает технологию проведе- ни испытаний за счет использовани одного - двух типоразмеров пуансонов 1 (например, дл образцов диаметром 32-64 мм и дл образцов диаметром 64-128 мм), повышает точность испытаний. Целесообразно размер L грани 5 паза пуансона 1 выполнить равным максимальному радиусу Rmax подлежащего испытанию образца 6 ().Since the ends of the 4 punches 1 are made with prismatic grooves whose faces 5 have an opening angle of 90 °, tests can be carried out with any change in the radius R of sample 6 within L / 2 RL, and the loading circuit of sample 6 always remains unchanged, which guarantees high reproducibility test results. Moreover, even if there is some (up to 10 °) taper of the samples, the test scheme does not undergo changes, since despite the change in diameter, loading will always be carried out in four diametrically opposite parts of sample 6. This eliminates the need for labor-intensive operations to precisely sample the rocks. , simplifies the test technology by using one or two sizes of punches 1 (for example, for samples with a diameter of 32-64 mm and for samples with a diameter of 64-128 mm), improves the accuracy of the tests. It is advisable to make the size L of the face 5 of the groove of the punch 1 equal to the maximum radius Rmax of the sample 6 to be tested ().

За счет выполнени граней 5 гладкими обеспечиваетс фиксированное направление нагрузок на образец 6 на участках контакта , близкое к нормальному, что исключает вли ние сил трени и повышает точность испытани . Анализ напр женно- деформированного состо ни цилиндрического образца 6, подвергнутого сжатию четырех симметрично приложенных сил, показал , что в центре образца 6 действует двухосное напр жение сжати By making the edges 5 smooth, a fixed direction of the loads on the sample 6 in the contact areas is close to normal, which eliminates the influence of friction forces and increases the accuracy of the test. Analysis of the stress-strain state of a cylindrical sample 6 subjected to compression of four symmetrically applied forces showed that in the center of sample 6 a biaxial compressive stress acts

ог - а 0 - V2 Р/ RI ; az О , где Or и (70- радиальное и тангенциальное напр жение в плоскости 2 0 нагружени образца 6, Па;og - a 0 - V2 P / RI; az O, where Or and (70-radial and tangential stress in the 2 0 plane of loading of the sample 6, Pa;

аг напр жени вдоль оси образца 6, Па;arg voltage along the axis of sample 6, Pa;

Р - усилие сжати пуансонов 1 плитами 7, Н;P - compressing force of the punches 1 plates 7, H;

R - радиус образца 6,R is the radius of the sample 6,

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

I - толщина образца 6, мм.I - sample thickness 6, mm.

На периферии образца 6 возникают раст гивающие тангенциальные напр жени ,которые не превышают 10% сжимающих радиальных напр жений, что обеспечивает требуемое по услови м испытани разрушение от сжати .At the periphery of sample 6, tensile tangential stresses arise that do not exceed 10% of compressive radial stresses, which provide the required failure stress due to the test conditions.

Механизм разрушени образца 6 реализуетс образованием трещин сдвига в плоскост х 0 Const от главной разности напр жени (7Г-00, а трещины сдвига направлены под углом 45° + р/2 к продольной оси образца 6 ( р- угол внутреннего трени испытываемой породы). Одновременно на участках контакта граней 5 с образцом 6 образуютс локализованные зоны см ти в плоскост х Z Const от разности напр жени стг-а©The destruction mechanism of sample 6 is realized by the formation of shear cracks in the 0 Const planes from the main stress difference (7Г-00, and shear cracks are directed at an angle of 45 ° + p / 2 to the longitudinal axis of sample 6 (p is the angle of internal friction of the test rock). At the same time, in the areas of contact of the faces 5 with the sample 6, localized cm zones are formed in the Z Const planes due to the voltage difference Str-a ©

В р де случаев, когда предел прочности породы на раст жение меньше 10% прочности породы на сжатие, на периферии образца 6 могут в начальный момент нагружени возникнуть трещины отрыва длиной менее 0,2 R под действием тангенциальных напр жений 70в плоскости r Const. Однако при последующем нагружении эти трещины закрываютс и не оказывают вли ни на последующий механизм разрушени образца 6 от сжати . На последней стадии разрушени образца 6 пуансоны 1 начинают контактировать по торцам 4, что указывает на конец испытаний и способствует сохранению граней 5 в рабочем состо нии.In a number of cases when the ultimate tensile strength of a rock is less than 10% of the rock compressive strength, at the periphery of sample 6, at the initial loading moment, separation cracks of less than 0.2 R in length may occur under the action of tangential stresses 70 in the r Const plane. However, upon subsequent loading, these cracks close and do not affect the subsequent mechanism of destruction of specimen 6 against compression. In the final stage of sample 6 destruction, the punches 1 begin to contact at the ends 4, which indicates the end of the test and helps to keep the edges 5 in working condition.

Claims

Claims An apparatus for testing compression rocks, comprising a punch and an axiator in the form of a guide sleeve covering a punch and a ball mounted on one of the punch, characterized in that, in order to improve the accuracy and reduce the complexity of the tests, the ends of the punch are made flat with a symmetric arranged through prismatic grooves with smooth edges, the opening angle of which is 90 °.

J 7

Compiled by V. Petrov Editor L. Veselovska Tehred M. Morgental Corrector L. Beskid

-j) J 1 V Lin

FIG. 2