Определение предела упругости, пределов прочности породы на сжатие и растяжение

    Упругость – способность горных пород полностью восстанавливать свои первоначальные формы и размеры после снятия нагрузки [1,2].

    Предел упругости Ϭ_у – напряжение, при котором в горной породе начинается пластическая деформация. Определяется как отношения силы, соответствующей пределу упругости породы при сжатии P_y, на площадь поперечного сечение образца горной породы S:

    Ϭ_у = P_y/S, Па =10^-6×P/S, МПа ,                                                            (3.1)

Ϭ_у= 18500*/0,001256=14729299Па=147,2 МПа     

    где P_y – сила, соответствующая пределу упругости при сжатии, Н;

    S= , S=3,14* =0,001256м² – площадь поперечного сечения образца цилиндрической формы.

    Предел прочности на сжатие Ϭ_сж – критическое значение одноосного сжимающего напряжения, при котором происходит разрушение породы.

    Существует несколько методов определения предела прочности пород на сжатие, такие как: метод определения предела прочности на сжатие на образцах правильной геометрической формы, на образцах полуправильной формы и на образцах неправильной или произвольной формы. Первый из них является наиболее точным.

    Испытания этим методом проводятся на цилиндрических образцах на гидравлическом прессе. Нагрузка равномерно повышается вплоть до разрушения образца с фиксацией максимального ее значения.

    Величина предела прочности на сжатие определяется по формуле:

Ϭ_сж= P _сж /0,785 hd ² , Па=10^-6× P _сж / hd ² , МПа,                                  (3.2)

Ϭ_сж=22500*/0,001256=17914012,7Па=179,1 мПа

    где P_сж – разрушающая нагрузка при сжатии образца, Н;

    Предел прочности на растяжение Ϭ_р – критическое значение одноосного растягивающего напряжения, при котором происходит разрушение породы. Для определения прочности пород на растяжение используется метод прямого (непосредственного) растяжения, а также ряд косвенных методов.  

    Метод прямого растяжения. Определение Ϭ_р этим методом производится на образцах правильной геометрической формы на разрывной машине с приложением к образцу растягивающих усилий. Величина предела прочности на растяжение для образцов цилиндрической формы вычисляется по формуле:

Ϭ_р= P _р /0,785 hd , Па=10^-6× P_p /0,785 hd , Мпа,                                  (3.3)

Ϭ_р=2100*/0,001256=16,7МПа

где P_p – разрушающее растягивающее усилие, Н.

    Метод диаметрального сжатия заключается в раскалывании цилиндрических образцов сжимающими усилиями, приложенными по диаметрально противоположным образующим.

    Испытания проводятся на гидравлическом прессе. Образец горной породы кладется на бок между плитами пресса и к нему прикладывается сжимающее усилие, за счет которого в плоскости диаметрального сечения возникают напряжения растяжения, приводящие к раскалыванию образца. Предел прочности на растяжение определяется по формуле Герца:

Ϭ_р=  или Ϭ _p =0,637 , Па = 0,637×10^-6 , МПа,                           (3.4)

где Р – разрушаемое усилие, Н.

Результаты вычислений заносятся в таблицу 2.      

 

    Таблица 2

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: