Взаємозв’язок характеристик порід, що визначаються при статичному і динамічному втискуванні

Встановлення взаємозв’язку між характеристиками динамічного руйнування порід з показниками статичного втискування має велике практичне значення. Однак специфіка динамічних випробувань порід не дозволяє безпосередньо порівнювати отримані результати. Річ у тім, що при динамічному втискуванні залежно від енергії удару можна послідовно отримати ряд форм руйнування, а порівняння можна провадити лише за останньою формою руйнування. При статичному втискуванні випробування проводяться лише до отримання однієї форми руйнування. Аналіз форм руйнування при статичному втискуванні показав, що в процесі стандартних випробувань отримують, здебільшого форму руйнування, аналогічну другій формі динамічного руйнування, хоча можливий розвиток і таких форм руйнування, що відповідають першій формі динамічного руйнування.

Статичні випробування можна розглядати лише як окремий випадок динамічного втискування. Аналогія механізму і форм руйнування при динамічному і статичному втискуванні дає підстави шукати методи оцінки динамічного руйнування за результатами статичних випробувань, які є стандартними. Результати динамічних випробувань доцільно представляти у відносних величинах як відношення визначеної характеристики до відповідного показника, отриманому при статичному втискуванні. На рис. 29 наведено графіки залежностей відносних величин об’єму зруйнованої породи, питомої роботи руйнування і найбільшого опору проникнення штампа при динамічному руйнуванні мармуру, побудованих за даними досліджень Вдовіна, Мавлютова і Філімонов.

Величини p_ш, V, і А₀ визначені за методикою стандартних випробувань при статичному втискуванні штампа. З рис. 29 видно, що в межах існування другої форми руйнування відносний об’єм руйнування близький до одиниці, а при формуванні третьої форми руйнування він швидко збільшується. Для реалізації другої форми руйнування потрібно дещо більше енергії (Т₂ »1,6 А₀), чим при статичному втискуванні. Це зумовлює і вищу енергоємність руйнування породи в процесі динамічного втискування. Зростання енергоємності в свою чергу пов’язане з більшим опором породи проникненню штампа при динамічному втискуванні, чим при статичному. Найбільший опір проникненню поступово зростає із збільшенням енергії удару, і при досягненні третьої форми руйнування приблизно на 30% більший, ніж при другій формі.

В процесі статичного втискування можна досягнути і вищих за другу форм руйнування. Цей процес також відбувається скачкоподібно. Енергоємність руйнування гірських порід як при динамічному, так і при статичному втискуванні зменшується від скачка до скачка, причому енергоємність при динамічному втискуванні дещо більша, ніж при статичному.

Цікавими є випадки одночасного і послідовного втискування кількох інденторів, бо саме такі процеси відбуваються при руйнуванні породи долотом у свердловині. У випадку одночасного втискування кількох інденторів напруження сумуються (згадаймо задачу Буссінеска), в результаті чого ефективність руйнування породи зростає. На рис. 30 показано форми руйнування породи, отримані при одночасному і послідовному втискуванні трьох штампів у мармур.

При одночасному втискуванні отримано загальну форму руйнування з плоским дном (рис 30, а), а при послідовному форма руйнування утворилася в результаті перетину і злиття одиничних форм (рис. 30, б). В першому випадку об’єм руйнування в 1,4 рази більший, чим в другому. При втискуванні кількох інденторів велике значення має вибір оптимального

ЛЕКЦІЯ №

Дата добавления: 2014-01-11