Исследование и разработка метода определения длительной прочности соляных горных пород при сжатии

• Автор: Титов, Борис Васильевич
• Шифр специальности: 05.15.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Березники
• Количество страниц: 248 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. II

1.1. Анализ методов определения предела длительной прочности горных пород при сжатии II

1.1.1. Прямой классический метод

1.1.2. Косвенные ускоренные методы

1.2. Анализ результатов определения предела длительной прочности соляных пород

при сжатии

1.3. Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Характеристика испытательного оборудования

2.2. Отбор проб и изготовление образцов .
2.3. Залечивание образцов соляных пород насыщенным рассолом
2.3.1. Влияние залечивания на кратковременную
прочность при одноосном сжатии
2.3.2. Влияние залечивания на кратковременную
прочность при растяжении . .
Выводы по главе
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛА ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ СОЛЯНЫХ ПОРОД РАЗЛИЧНЫМИ МЕТОДАМИ .
3.1. Определение предела длительной прочности прямым методом в одноосном напряженном
состоянии.
3.2. Определение предела длительной прочности прямым методом в объмном напряженном
состоянии
3.3. Определение предела длительной прочности различными косвенными методами в одноосном напряженном состоянии.
3.3.1. Метод объмных деформаций
3.3.2. Билогарифмический метод
3.3.3. Метод изменения скорости нагружения .
Выводы по главе
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА НОВОГО МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛА
ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ СОЛЯНЫХ ПОРОД, ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВРЕВДЕННОСТИ ПОРОД ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ВРЕМЕНИ ДЕЙСТВИЯ НАГРУЗКИ . НО
4.1. Петрографическое исследование изменения структур соляных пород при одноосном
сжатии
4.1.1. Структура исходного недеформированного
образца .
4.1.2. Изменение структуры образцов, испытанных
в кратковременном режиме нагружения . ИЗ
4.1.3. Изменение структуры образцов, испытанных
в режиме ползучести.
4.1.4. Общая картина изменения структуры
4.2. Исследование структуры деформированных образцов соляной породы методом электронной микроскопии.
4.3. Определение предела длительной прочности соляной породы новым методом результаты исследования процесса накопления повреждений
в деформируемом материале
4.3.1. Одноосное напряженное состояние, кратковременный режим нагружения
4.3.2. Одноосное напряженное состояние,
режим ползучести
4.3.3. Объмное напряженное состояние,
режим ползучести
4.3.4. Объмное напряженное состояние, кратковременный режим нагружения построение паспорта длительной прочности
Вывода по главе .
ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ . .
5.1. Методика ускоренного определения предела длительной прочности соляных пород при сжатии в одноосном и объмном напряженном состояниях, построение паспортов длительной прочности . .
5.1.1. Состояние вопроса
5.1.2. Исходные положения .
5.1.3. Отбор проб и изготовление образцов .
5.1.4. Оборудование, приборы, материалы .
5.1.5. Порядок проведения работы
5.1.6. Построение паспорта длительной прочности . .
5.2. Разработка методики ускоренного определения паспортов кратковременной и длительной прочности соляных пород по результатам испытаний на сжатие разновысоких образцов . .
5.2.1. Состояние вопроса
5.2.2. Установление связи между отношением и боковым давлением 5з при кратковременных и длительных испытаниях
соляных пород
5.2.3. Методика ускоренного определения паспортов кратковременной прочности
5.2.4. Методика ускоренного определения паспортов длительной прочности .
5.2.5. Сопоставление напряженного состояния соляных целиков с паспортами кратковременной и длительной прочности .
5
5.3. Методика усхсоренного определения паспортов
прочности соляных пород на заданные сроки .
5.3.1. Состояние вопроса
5.3.2. Исходные положения .
5.3.3. Порядок проведения работы
Выводы по главе .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЖГЕРАТУШ.
ПРИЛОЖЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Принципы получения уравнений длительной прочности при релаксации материала образца изложены в работе . В.В. Кривенюк на основе анализа результатов ползучести, длительной прочности и релаксации показал, что релаксационные характеристики при низких степенях нагружения могут быть использованы для определения характеристик ползучести и длительной прочности. Е.С. Оксенкрут в результате экспериментальных исследований каменной соли СольИпецкого месторождения установил, что предел длительной прочности, полученный в опытах на релаксацию, совпадает с величиной интенсивности напряжений, при которой в опытах на ползучесть не наблюдается увеличения объма. Вместе с тем, в работах ,,, экспериментально доказано, что предел релаксации зависит от начального напряжения, поэтому метод релаксации не может дать во всех случаях однозначный и объективный результат. Метод нестационарного нагружения. Под нестационарным понимается такой режим длительного нагружения, при котором напряжения и деформации изменяются во времени одновременно. Такой режим можно осуществить с помощью упругого динамометра или на прессе с маятниковым или торсионным силоизмерителем. Метод впервые был предложен Г. Л.Фисенко 4. Суть метода в следующем через динамометр образцу задают начальное напряжение, превышающее его предел длительной прочности. В результате развития деформаций ползучести образца, происходит расжатие динамометра, что влечт за собой уменьшение нагрузки. Этот процесс длится до стабилизации деформаций. По изменению напряжений и деформа
ций образца определяются характеристики ползучести и длительной прочности испытываемого материала. За предел длительной прочности принимается напряжение, соответствующее стабилизированной деформации образца. Недостатком метода является то, что полученная величина предела длительной прочности зависит от начального напряжения . По нашим данным рассматриваемый метод дат значения предела длительной прочности соляных пород, отличающиеся от эталонного в 2 раза. В работе предложен вариант метода, который заключается в ступенчатом повышении начального напряжения с выдерживанием каждой ступени до стабилизации напряжений. Кроме метода нестационарного нагружения, Г. Ьошацией. Далее производится разгрузка мелкими ступенями. За предел длительной прочности принимается напряжение, при котором начинается упругое восстановление. По второму методу предел длительной прочности определяется по точке максимальной кривизны графика нагрузкадеформация. Методы, основанные на испытании образцов при различной скорости нагружения или деформирования. Основой этой группы методов является предположение, что значение предела длительной прочности соответствует прочности материала при бесконечно медленном нагружении. По методу М. Про результаты испытаний наносятся на график с координатами напряжение 6 корень квадратный из скорости нагружения затем график экстраполируется до пересечения с осью напряжений. За предел длительной прочности принимается напряжение, соответствующее нулевой скорости нагружения. Н.А. Синькевич по результатам испытаний образцов, нагружаемых с различной скоростью, определял параметры экспоненциального уравнения, выражающего зависимость прочности породы от времени действия нагрузки. Однако, этот метод не подтвержден экспериментальными исследованиями 9. Импульсный метод позволяет определить предел длительной прочности материала, испытываемого при различных скоростях нагружения. Среди рассматриваемой группы методов самый распространенный метод определения длительной прочности заключается в построении графика зависимости напряжение при разрушении 6 время нагружения . Наиболее полные исследования зависимости прочности горных пород от скорости деформирования проведены во ВНИМИ под руководством А. Недостатком рассматриваемой группы методов является необходимость применения сложного испытательного оборудования, а также экстраполяции экспериментальных данных за пределы опыта. Необходимо иметь в виду и то, что многие исследователи отмечают аномальные явления при изучении влияния скорости нагружения деформирования на прочность различных горных пород.