Определение предела прочности на растяжение при изгибе горной породы

Прочность при изгибе характеризует способность горных пород сопротивляться растягивающим напряжениям, возни­кающим при изгибе образцов-призм.

Метод по ГОСТ 30629—99 предназначен для исследова­тельских и массовых испытаний горных пород в лабораторных условиях с целью определения предела прочности при растяже­нии поверхностного слоя в условиях одноосного растяжения под действием нагрузки, передаваемой на противоположную поверхность образца-призмы.

Из отобранных штуфов горной породы при помощи кам­нерезной машины изготавливают пять образцов-призм разме­ром не менее 50 х 50 х 250 мм. Для горных пород с выражен­ной слоистостью изготавливают десять образцов-призм, у пяти из которых длинная ось должна быть параллельна, а у пяти — перпендикулярна слоистости.

На грани образцов должна быть нанесена стрелка перпен­дикулярно слоистости.

Образцы изготавливают выпиливанием на камнерезной машине из штуфов и кернов, а разрушаемую поверхность шли­фуют на шлифовальном станке. После шлифования определяют отклонение от плоскостности и перпендикулярности граней. Отклонение от плоскостности принимают равным наибольше­му результату из измерений в четырех угловых точках и в точке пересечения диагоналей. Индикаторы настраивают на нулевой отсчет по поверочной плите. Отклонение от плоскостности должно быть не более 0, 02 мм. Отклонение от перпендикуляр­ности опорных граней образца призмы определяют повероч­ным угольником в четырех точках каждой торцевой поверхно­сти, смещенных относительно друг друга на 90°.

Напряженное состояние в условиях растяжения соответст­вует характеру распределения напряжений в обнажениях вме­щающих пород в горных выработках. Аналогичное напряжен­ное состояние реализуется в облицовочных строительных мате­риалах.

При изгибе образцов-призм реализуется условие одноосно­го растяжения. При этом напряжения на свободной поверхно­сти составляют

где σ ₁ —главное напряжение вдоль продольной оси образца; σ ₂ — главное напряжение вдоль поперечной оси образца; σ ₃— главное напряжение вдоль оси приложения нагрузки.

В процессе испытаний по трехточечной схеме нагружения (рис. 12.6) образец-призму устанавливают на опоры, одна из ко­торых шарнирно-неподвижная, обеспечивает только поворот образца, другая — шарнирно-подвижная — обеспечивает пово­рот образца и его смещение в плоскости изгиба испытательного устройства. Нагрузка от испытательной машины передается в середине пролета образца-призмы через шаровой шарнир. Трех­точечную схему применяют для испытания прочных пород.

При трехточечной схеме нагружения разрушающее напря­жение σ _изг вычисляют по формуле

где P — максимальная сила при разрушении образца, Н; l — расстояние между опорами, м; b и h — соответственно ширина и толщина образца, м.

Четырехточечную схему нагружения (рис. 12.7) применяют при испытаниях низкопрочных пород. Устройство для испыта­ния состоит из двух опор, на которые устанавливается образец. Одна из опор шарнирно-неподвижная, другая — шарнирно-подвижная. Нагрузка от испытательной машины передается через шаровой шарнир на распределительную траверсу, вы­полненную в виде однопролетной балки. Длина траверсы должна быть не менее половины длины образца.

Нагрузка с траверсы передается через шарнирно-подвиж-ную и шарнирно-неподвижную опоры.

 

 

При четырехточечной схеме разрушающее напряжение вычисляют по формуле

Проведение испытаний

Скорость нарастания нагрузки до момента разрушения об­разца должна быть постоянной и находиться в пределах 0, 3-. 0, 5 МПа/с вплоть до разрушения образца. Фиксируют максимальное значение силы Р.

 

Протокол испытаний

Результаты испытаний образцов-призм заносят в таблицу.

Обработку результатов испытаний п образцов производят в следующем порядке: вычисляют среднее арифметическое по пробе, среднее квадратичное отклонение и коэффициент вариации.

 

 

12.7. Определение предела прочности образцов произвольной формы при разрушении встречными сферическими инденторами

 

Целью работы является определение предела прочности горных пород при одноосном растяжении (по ГОСТ 21153.3 —84).

Метод предназначен для исследовательских и массовых испытаний горных пород в лабораторных и полевых условиях с целью определения предела прочности при одноосном рас­тяжении в направлении, перпендикулярном наислабейшему звену образца.

Сущность метода заключается в измерении максимальной разрушающей силы, приложенной к образцу через встречно направленные сферические инденторы.

 

12345

Поделиться:

Популярное:

1. B Проверьте стержень клапана на призмах при помощи
2. I. 14. Понятие о севообороте. Причины, вызывающие необходимость чередования культур.
3. I. 38. Состав, свойства и применение калийных удобрений.
4. I. 4. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ПРИКЛАДНАЯ КУЛЬТУРОЛОГИЯ
5. I. 49. Основные принципы разработки системы применения удобрений.
6. I. Иммунология. Определение, задачи, методы. История развитии иммунологии.
7. I. Кто мы, к кому обращено приглашение?
8. I. При каких условиях эта психологическая информация может стать психодиагностической?
9. I. Природа и культура. Проблемы антропо- и культурогенеза.
10. I. Пунктуация при однородных членах предложения
11. I. Разработка и принятие Конституции.
12. I. Смотрите на Него, приготовляющего для Себя престол.