СПОСОБ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ И ДЕФОРМИРУЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ ПОД КОНТРОЛИРУЕМОЙ ТРЕХОСНОЙ НАГРУЗКОЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1. Способ лабораторного определения прочности и деформируемости материалов под контролируемой трехосной нагрузкой, заключающийся в том, что подготовленный к испытанию образец материала помещают в эластичную непроницаемую для рабочей среды оболочку, помещают в герметичную камеру трехосного сжатия с возможностью его бокового расширения и изменения формы между нижним и верхним штампами, оснащенными жесткими фильтрующими пластинами и дренажными трубопроводами, соединенными свободными концами с источниками избыточного и отрицательного давления (вакуум) в жидкости, а также с датчиками парового давления и перекрывающими кранами и подвергают образец ограниченному предварительному всестороннему давлению, а затем после перекрытия дренажных кранов к верхнему штампу прикладывают через датчик нагрузки от силового механизма ступень осевой статической нагрузки согласно программы испытаний, а после стабилизации деформации образца к верхнему штампу через шток-хвостовик с помощью автономного механизма прикладывают динамические знакопеременные, симметричные и/или несимметричные нагрузки, моделирующие, например сейсмические природные воздействия на материал образца, либо эпизодические техногенные воздействия, причем все согласованные приборы для измерений предварительно подключают к электрической цепи электронного блока с программным управлением, соединенного с компьютером для оперативной обработки результатов измерений, а также для автоматического перехода с одной ступени нагружения на другую согласно программе испытаний, при этом испытания проводят до разрушения образца, а результаты испытаний зафиксированные в компьютере представляют в зависимости от поставленной задачи, отличающийся тем, что корпус камеры выполняют из любого материала, в том числе и непрозрачного, удовлетворяющего требованию жесткости и прочности, а в полости камеры свободной от образца, заполняемую рабочей средой, предварительно монтируют источник (источники) излучения и регистратор (регистраторы) излучения, например в виде мини-видеокамеры (камер), либо светочувствительной матрицы (матриц), соединенных каналами электрической связи с электронным блоком сбора данных для автоматической фиксации отображения процесса деформации образца на различных ступенях его нагружения на дисплее компьютера, управляющего процессом испытаний, при этом результаты полученных отображений, сохраняемых в памяти компьютера, учитывают при определении прочностных и деформационных характеристик испытываемого материала.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что испытаниям подвергают образцы материалов произвольной формы, в том числе с включением, например крупнообломочных материалов, причем усилия на образец прикладываются либо при помощи исполнительного механизма, например штампа, либо через рабочую среду заполняющую камеру давления с помощью автономных механизмов, при этом под образец на нижний штамп предварительно устанавливают перфорированную проставку для возможности проникновения рабочей среды ко всей поверхности образца, а верхний штамп устанавливают в крайнее верхнее положение.
3. Устройство для лабораторного определения прочности и деформируемости материалов под контролируемой трехосной нагрузкой для осуществления способа по п.1, отличающееся тем, что оно включает жесткое неподвижное основание с установленной на нем и зафиксированной герметичной камерой трехосного сжатия, состоящей из поддона, цилиндрического корпуса и верхней крышки оснащенной вентилем для выпуска из под нее воздуха, соединенных с использованием уплотнительных колец и стягивающих крепежных элементов, а также нижнего и верхнего штампов, между которыми в полости камеры размещен образец испытываемого материала с возможностью бокового расширения, помещенного в эластичную непроницаемую для рабочей среды оболочку, концы которой закреплены на штампах уплотнительными резиновыми кольцами, при этом штампы оснащены водопроницаемыми пластинами и дренажными каналами, соединенными свободными концами с источниками положительного и отрицательного давления жидкости с автоматическими перекрывающими кранами, а также оснащены датчиками порового давления жидкости в образце, а полость камеры соединена трубкой с автономной емкостью жидкости и с волюметром, оснащенным датчиком давления жидкости в камере, задаваемому согласно программы испытаний и измерителем изменения объема образца, за счет его осадки и отжатия поровой жидкости из образца при его нагружении, причем верхний штамп жестко соединен со штоком-хвостовиком, пропущенным сквозь уплотняющий узел, образованный по центру на крышке камеры и взаимодействующий через датчик осевой нагрузки со штоком силового механизма статической нагрузки и с автономным механизмом создания динамических нагрузок, моделирующих природные и техногенные воздействия на материал образца, а также с датчиком линейных перемещений хвостовика при создании нагрузок на образец, при этом все предварительно откалиброванные и согласованные датчики соединены электрическими каналами связи с блоком сбора данных соединенным с управляющим испытаниями компьютером для оперативной обработки результатов измерений, а силовые механизмы создания осевой статической и динамической нагрузок и датчик линейных перемещений штока-хвостовика смонтированы неподвижно относительно камеры трехосного сжатия, отличающееся тем, что цилиндрический корпус камеры выполнен из любого, в том числе из непрозрачного материала, удовлетворяющего условиям прочности и жесткости, при этом в полости корпуса, заполняемого рабочей средой, смонтированы источник (источники) излучения и регистратор (регистраторы) этого излучения в виде, например мини-кинокамеры (камер) либо светочувствительной матрицы (матриц), соединенных электрическим каналом связи с блоком сбора данных для автоматической фиксации отображения изменения формы образца, появления трещин и сдвигов в процессе деформации образца на разных этапах его статического и динамического нагружения на экране компьютера, позволяющие делать необходимые измерения для их учета при определении прочностных и деформационных характеристик испытываемого образца, при этом устройство дополнительно оснащено инвентарной перфорированной пластиной-проставкой, используемой при испытании образца всесторонним давлением рабочей среды.