ЛАБОРАТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД

Лабораторные испытания для определения прочности горных пород

Ниже перечислены распространенные лабораторные испытания для определения прочности горных пород:

  • Испытание горных пород на сжатие без выдержки
  • Испытание на трехосное сжатие горных пород
  • Испытание горных пород на растяжение с разрывом
  • Испытание на изгиб балки для горных пород
  • Испытание на кольцевой сдвиг для горных пород
  • Испытание горных пород на сжатие без ограничения прочности

    • Это наиболее часто используемое испытание горных пород для определения их прочности, но для получения точных результатов его следует проводить осторожно.
    • Образцы, полученные во время разведки, обрезаются в соответствии с требованиями.
    • Образец должен иметь цилиндрическую форму, а отношение длины к ширине образца должно варьироваться от 2 до 2,5.
    • Концы образца должны быть точно перпендикулярны оси цилиндра, концы должны быть плоскими, гладкими и параллельными.
    • Диаметр образца должен быть не менее 35 мм. Обычно предпочтительнее диаметр 45 мм.
    • Образец помещается в машину для испытания на сжатие и подвергается сжатию со скоростью напряжения 0,5-1,0 МПа в секунду.
    • Запишите пиковое значение нагрузки (P), при котором происходит разрушение, и определите прочность породы по следующей формуле. Где A = начальная площадь образца c/s.

    q u = P/A

    испытание горных пород на неограниченное сжатие

    Испытание горных пород на трехосное сжатие

  • Это испытание аналогично тому, которое используется для грунтов. Здесь также требуется цилиндрический образец, который сначала подвергается боковому давлению, а затем девиаторному напряжению.
  • Поскольку напряжения довольно большие, требуется специальный тип оборудования.
  • В обычной процедуре образец подвергается ограничивающему давлению (p), а затем прикладывается девиаторное напряжение, когда P остается постоянным.
  • Сдерживающее давление P увеличивает прочность породы. Однако увеличение прочности происходит только тогда, когда образец погружен в непроницаемую оболочку.
  • Как правило, в качестве ограничивающей жидкости используется гидравлическое масло. Оболочка изготовлена из полиуретана, который является маслостойким.
  • испытания скал на трехосное сжатие

    Испытание на растяжение при раскалывании скал

  • Это испытание также называют бразильским. При этом испытании образец раскалывается вдоль диаметральной плоскости при приложении нагрузки.
  • Образец, у которого отношение длины к диаметру равно единице, при боковой нагрузке раскалывается вдоль диаметра и параллельно цилиндрической оси. Горизонтальные напряжения, перпендикулярные нагруженному диаметру, являются равномерными и растягивающими. Растягивающее напряжение определяется следующим образом
  • испытание на растяжение при раскалывании скал - формула

     где d = диаметр, t = толщина или длина цилиндра, p = приложенная нагрузка.

  • Стандарт IS: 10082-1981 рекомендует, чтобы диаметр образца был не менее 45 мм, а толщина диска была приблизительно равна половине диаметра. Нагрузка должна прикладываться со скоростью 0,2 кН/сек. и нагрузка должна быть измерена с точностью не менее 1%.
  • испытание скал на растяжение при расслаивании

    Испытание балки на изгиб на скалах

  • В этом испытании балка подвергается изгибу до разрушения. Это испытание также называется испытанием на изгиб.
  • Обычно в этом испытании используется 4-точечная система нагрузки на изгиб. Нижняя поверхность балки поддерживается в двух точках, по одной возле каждого конца.
  • Верхняя часть балки нагружается в третьей точке. Эта система создает чистый изгиб в средней трети балки.
  • Прочность на изгиб (модуль разрыва) определяется следующим образом
  • испытание балки на изгиб по формуле

     где P = нагрузка, L = длина образца, d = диаметр образца.

    испытание балки на изгиб в скалах

    Испытание скальных пород на кольцевой сдвиг

  • Это испытание обычно используется для испытания горных пород. Оно позволяет определить прочность породы на сдвиг в зависимости от ограничивающего давления.
  • При этом испытании образец не требует идеально квадратных или гладких концов.
  • Нагрузка прикладывается параллельно оси стержня. По мере приложения нагрузки к плунжеру образуются 2 набора сложных поверхностей разрушения вдоль двух плоскостей сдвига.
  • Прочность на сдвиг рассчитывается по формуле Tp = P/2A где p = нагрузка, A = площадь поперечного сечения образца.
  • испытание скал на кольцевой срез

    Читайте далее:
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Центрсельстрой