Определение предела упругости, пределов прочности породы на сжатие и растяжение.

 

Упругость – способность горных пород полностью восстанавливать свои первоначальные формы и размеры после снятия нагрузки.

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

где  - сила соответствующая пределу упругости при сжатии, Н;

S=0,785 , м² – площадь поперечное сечение образца цилиндрической формы.

  Предел прочности на сжатие – 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.

 

 

 

 

Рис.1 Определение прочности горных пород при одноосном сжатии:

1 – образец;

2 – каленые прокладки;

3 – центрирующее устройство;

4 - плиты пресса.

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:

где  – разрушающая нагрузка при сжатии образца, Н;

Предел прочности на растяжение   – 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. О пределение  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:

где - 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 растяжении определяется по формуле Герца:

где _Р - разрушаемое усилие, Н.

  

 

 

 

 

D RvmV69HS7+wGowKdQ831oCYKNx2PoyjlRrWWGhrV467B6nK4Ggnvk5q2z+J13F/Ou9vPMfn43guU 8mkxb9fAAs7hH4Y/fVKHkpxO7mq1Z52EOEteCJWwFFFEIwhJRJoCOxGbpTHwsuD3I8pfAAAA//8D AFBLAQItABQABgAIAAAAIQC2gziS/gAAAOEBAAATAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABbQ29udGVudF9U eXBlc10ueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADj9If/WAAAAlAEAAAsAAAAAAAAAAAAAAAAALwEAAF9y ZWxzLy5yZWxzUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAAUkUHmeCAAA2jMAAA4AAAAAAAAAAAAAAAAALgIAAGRy cy9lMm9Eb2MueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAC5yl4niAAAADAEAAA8AAAAAAAAAAAAAAAAA+AoA AGRycy9kb3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAABAAEAPMAAAAHDAAAAAA= ">                                                             1                                             2

 

 

 

 

 

        

Рис.2. Определение прочности пород при растяжении методом диаметрального сжатия:

1 – Образец (керн); 2 – опорные плиты.

Результаты вычислений заносятся в таблицу 2.

Таблица 2

Прочностные свойства горной породы