🗊Презентация Испытания горных пород

Тема 1. Механические свойства горных пород Тема 1. Механические свойства горных пород Лекция 7. Испытания горных пород 1. Прочностные характеристики горных пород

Предел прочности на одноосное растяжение. Вокруг горных выработок чаще всего возникают сжимающие напряжения, но вместе с тем нередко именно растягивающие напряжения являются причиной разрушения элементов крепи, контура выработок, элементов системы разработки, например, кровли камер, лавы. Низкая сопротивляемость горных пород растягивающим напряжениям, техническая сложность определения предела прочности на одноосное растяжение явились причиной слабой экспериментальной изученности этого показателя. Предел прочности на одноосное растяжение. Вокруг горных выработок чаще всего возникают сжимающие напряжения, но вместе с тем нередко именно растягивающие напряжения являются причиной разрушения элементов крепи, контура выработок, элементов системы разработки, например, кровли камер, лавы. Низкая сопротивляемость горных пород растягивающим напряжениям, техническая сложность определения предела прочности на одноосное растяжение явились причиной слабой экспериментальной изученности этого показателя. Для определения прочности пород на одноосное растяжение используют прямые и косвенные методы. Главная трудность при проведении прямых испытаний на разрыв удлиненных образцов состоит в закреплении концов в захватах разрывной машины. На рис. ниже приведены простые схемы прямого растяжения образцов в форме гантелей (а), либо цилиндрической формы (б).

Концы цилиндрических образцов вставляются в специальные захваты, между поверхностью образца и захвата заливается эпоксидный клей, либо сплав Вуда. В первом случае нагрузка передается через тросики, что обеспечивает ее центрирование, во втором усилие создается давлением жидкости (масла) под заплечики захватов. Концы цилиндрических образцов вставляются в специальные захваты, между поверхностью образца и захвата заливается эпоксидный клей, либо сплав Вуда. В первом случае нагрузка передается через тросики, что обеспечивает ее центрирование, во втором усилие создается давлением жидкости (масла) под заплечики захватов. Длина образца должна быть не менее 2,5-3 диаметров. Это требование далеко не всегда выполнимо из-за ограниченных размеров проб и их трещиноватости. Кроме того, породные образцы в форме гантелей сложно изготовить. Метод прямых испытаний очень трудоемок и используется преимущественно как эталонный при методических исследованиях.

При испытаниях горных пород по изложенной схеме к образцам предъявляют очень высокие требования: размеры их должны строго соответствовать размерам матриц, углы между гранями должны быть прямыми. Небольшие отклонения в линейных размерах по высоте и величине угла между гранями приводят к искажениям, что обуславливает довольно значительный разброс результатов испытаний при косом срезе. При испытаниях горных пород по изложенной схеме к образцам предъявляют очень высокие требования: размеры их должны строго соответствовать размерам матриц, углы между гранями должны быть прямыми. Небольшие отклонения в линейных размерах по высоте и величине угла между гранями приводят к искажениям, что обуславливает довольно значительный разброс результатов испытаний при косом срезе. Двухплоскостной срез образцов пород производят по схеме, показанной на рис. Образцы в виде прямоугольных балочек устанавливают в матрицы и с помощью пуансонов срезают прессом.

3. Статистическая обработка результатов измерений 3. Статистическая обработка результатов измерений Все реальные процессы, протекающие в природе, обусловлены большим числом внешних и внутренних факторов, действующих случайным образом. Например, процесс разрушения породных образцов одной и той же литологической разности (породы) протекает в каждом отдельном случае по-разному. Это обусловлено случайной формой структурных связей, объемом содержащейся в образце влаги, наличия текстурных особенностей (внутренние факторы), несколько отличающимися размерами образца, технологией их изготовления скоростью нагружения (внешние факторы) и т.д. Таким образом, процесс разрушения образцов с целью получения их механических характеристик - это случайный процесс. Для каждого испытанного образца в процессе лабораторных исследований получают своё, отличное от других, значение механической характеристики.

Для получения достоверных значений искомой механической характеристики необходимо выполнить измерения на возможно большем числе образцов. Для этого пробы, идущие на последующее изготовление образцов, отбирают по определенной методике таким образом, чтобы они в максимальной степени представляли все возможные для данного породного массива колебания минерального состава и структурных особенностей. Для получения достоверных значений искомой механической характеристики необходимо выполнить измерения на возможно большем числе образцов. Для этого пробы, идущие на последующее изготовление образцов, отбирают по определенной методике таким образом, чтобы они в максимальной степени представляли все возможные для данного породного массива колебания минерального состава и структурных особенностей. По специальным методикам устанавливается необходимое число образцов, в соответствии с которым из генеральной совокупности случайным образом отбирают определенное число проб. Отобранная партия проб представляет собой случайную выборку. Из каждой пробы изготавливают 3-4 образца максимально допустимых по данной методике размеров.