Определение прочности горной породы на одноосное сжатие

Определение прочности горной породы на одноосное сжатие

Министерство образования Российской Федерации

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет РПМ

Кафедра строительства подземных сооружений и шахт

Лабораторная работа №1

«Определение прочности горной породы на одноосное сжатие»

Выполнил:

Ст. группы         СП-1-06

Кириченко С.В.

Проверил:

Пшеничный В.А.

Москва 2009

Лабораторная работа №1

«Определение прочности горной породы на одноосное сжатие»

Абсолютно все механические характеристики горных пород (прочность на одноосное сжатие, прочность на одноосное растяжение, прочность на объемное сжатие) проводятся по методикам испытаний, изложенных в государственных стандартах (ГОСТ).

Отбор проб горной породы для физических испытаний проводится в виде керно-буровых скважин или кусковой породы произвольной формы.

Количество керна отбираемого в пробу и его линейные размеры при испытаниях на сжатие и растяжение составляют диаметр керна не менее 45-50 мм, длина куска керна не менее 60-70 мм, суммарная длина керна в пробе не более 600-700 мм.

Количество должно быть не менее 6-ти при массовых испытаниях, и не менее 10-ти при сравнительных.

При отборе проб слоистых или с направленной трещиноватостью пород, количество материала в пробе должно быть удвоено.

Рис. Геометрическая анизотропия

Место отбора проб горной погоды определяют в зависимости от цели исследования ее свойств и указывают в сопроводительной документации.

Рис. Места обора проб горной породы

Для горной выработки пробы берутся на расстоянии 1,5 ширины выработки в проходке в кровле выработки, в боках выработки ширина выработки в походке, в почве выработки.

После взятия проб их заворачивают в марлю и парафинируют. Из полученных заготовок (проб) на камнерезной машине изготавливают образцы цилиндрической формы с высотой приблизительно равной диаметру.

Торцевые поверхности образца должны быть параллельны друг к другу и перпендикулярны боковой поверхности.

При массовых испытаниях относительная погрешность результата испытания должна быть не более 20%, а при сравнительных испытаниях 10%.

Сущность метода заключается в определении максимальной разрушающей силы при одноосном сжатии цилиндрического образца горной породы

Определение проб на одноосное сжатие выполняется для твердых горных пород с коэффициентом крепости по Протодьяконову не менее 0.5.

Ход испытания:

Ø  Необходимо измерить штангенциркулем диаметр - d и высоту - h цилиндрического образца горной породы в двух местах (di ; hi). Точность измерения до 0.1мм. Отношение допускаемое ГОСТом .

Ø  Образец горной породы устанавливают торцевой поверхностью в центре опорной плиты пресса без каких-либо прокладок или смазки.

Ø  Приводят пресс в действие со скоростью нагружения  в секунду. Выбранную скорость разрушения образца сохраняют постоянной вплоть до его разрушения.

Ø  Записываем максимальную величину разрушающей образец силы Pmaxi в кгс, зафиксированную силой измерителем пресса. Все повторяется для всех образцов.

Дано:

Найти: Определить прочность всех 8 образцов горной породы на одноосное сжатие.

Решение:

1.      Определение предела прочности горной породы при одноосном сжатии.

, кгс/см2

где  - коэффициент влияния, коэффициент учитывающий соотношение высоты и диаметра образца;

 - начальная площадь поперечного сечения образца.

а)

Используя данную таблицу и вычислив значение , интерполируя мы получаем значение коэффициента .

б) Вычислим начальную площадь поперечного сечения образца:

, см2

 - вычисляется до 0,01 см2 и округляется до 0,1 см2

;

;

;

;

;

;

;

.

в) , кгс/см2

;

;

;

;

;

;

;

.

МПа = 10 кгс/см2

Предел прочности на сжатие  вычисляется до 0,01мПа, если результат менее 10МПа, то оставляют без изменения, если прочность от 10 до 100МПа, то округляют до 0,1МПа, если прочность свыше 100МПа округляем до 0,5МПа!

Следовательно:

;

Таким образом, проводится испытания n образцов, и результаты испытаний и вычислений заносятся в таблицу.

2.      За предел прочности горной породы на одноосное сжатие принимаем среднеарифметическое значение по результатам n-испытаний (в нашем случае n = 8).

,

где  - среднеарифметическое значение предела прочности на сжатие.

3.      Среднеквадратическое отклонение.

;

4.      Определение коэффициента вариации.

 <20%,

горный порода прочность сжатие

Коэффициент вариации получился менее допустимого значения 20%, следовательно, дальнейших исследований проводить не нужно.

5.      Крепость породы.

;

где ;

.

Прочность горной породы на одноосное сжатие используется при определении устойчивости и нагрузки на обделку всех подземных сооружений, а так же для построения паспорта прочности горной породы.