Статья

Наименование	Траектории испытания горных пород в стабилометре для получения паспорта прочности с использованием деформационного эффекта памяти
Авторы	Литвинский Г. Г., д. т. н., проф.
Раздел	Недропользование
Год	2024	Выпуск	77	Страницы	5 - 20
УДК	622.02:531
Аннотация	Получение достоверных и полных данных о физико-механических свойствах грунтов и горных пород основано на использовании сложного лабораторного оборудования, в первую очередь — стабилометров. Проанализированы различные их конструкции для грунтов и горных пород и возможные программы испытаний образцов при многоосном осесимметричном и разнокомпонентном (3D) их нагружении. Рассмотрена классификация траекторий нагружения образцов в стабилометре по параметру Надаи — Лоде. Разработана новая конструкция жесткого стабилометра для осесимметричного (в том числе по схемам Кармана и Бекера) многоосного нагружения образцов цилиндрической формы. Выполнен анализ закономерностей проявления деформационного эффекта памяти в циклах «нагрузка-разгрузка» образца. Предложена методика получения всего многообразия паспортов прочности на восходящей нелинейной и запредельной ветвях полной диаграммы нагружения с использованием единичного образца породы.
Реферат	Цель исследования — разработать конструкцию жесткого стабилометра, программу и траектории осесимметричного многокомпонентного нагружения образцов породы в стабилометре для получения всего многообразия паспортов прочности на любом участке нелинейной ветви полной диаграммы испытаний с использованием деформационного эффекта памяти. Объект — стабилометр жесткого нагружения для получения комплекса физико-механических свойств горных пород. Предмет исследований — процедура и программа испытаний образцов горных пород в жестком стабилометре для определения их физико-механических параметров. Методика и основная идея работы: на основе анализа существующих конструкций стабилометров и экспериментальных методик лабораторного определения физико-механических свойств грунтов и горных пород обосновать и разработать новую конструкцию жесткого стабилометра и с использованием закономерностей деформационного эффекта памяти выбрать траектории многокомпонентного циклического нагружения для получения всего многообразия паспортов прочности породы на одном ее образце. Результаты. Рассмотрены конструкции современных стабилометров, их достоинства и недостатки, особенности лабораторных исследований по определению физико-механических свойств грунтов и пород в стабилометрах, разработана новая конструкция жесткого стабилометра для осесимметричного (по схеме Кармана и Бекера) многоосного нагружения образцов цилиндрической формы; на закономерностях деформационного эффекта памяти разработаны траектории цикличного разнокомпонентного осесимметричного нагружения образца и методика построения паспорта прочности на любом участке нелинейной полной диаграммы нагружения породы. Научная новизна. Элементы новизны имеются в идее получения всего многообразия паспортов прочности на одном образце породы, при разработке оригинальной конструкции жесткого стабилометра с обособленным источником давления в виде баллона сжатого газа и двухступенчатым поршнем, играющим роль мультипликатора давления и жесткого отпорного элемента с использованием ртути в качестве малосжимаемой рабочей жидкости, в методике и в процедуре стабилометрических испытаний образцов горных пород при различных коэффициентах Надаи — Лоде. Практическая значимость. Разработанная конструкция стабилометра предназначена для испытаний строительных материалов и горных пород в условиях многоосного нагружения при произвольных законах изменения нагрузки и деформации, особенно для изучения закономерностей деформирования и разрушения материалов, в том числе и на участке запредельных деформаций, простота конструкции и компактность позволяют использовать весь набор испытательного оборудования в виде передвижной полевой лаборатории при минимальном расходовании кернового материала.
Ключевые слова	горные породы, грунты, физико-механические свойства, многоосное нагружение, стабилометры, параметр Надаи — Лоде, траектории нагружения, полная диаграмма нагружения, деформационный эффект памяти, методика испытаний, многообразие паспортов прочности породы.
Полный текст