СН 484-76, часть 2

• часть 1
• часть 2
• часть 3

1.18. Для определения углов внутреннего трения по ослабленным контактам и прослоям следует использовать такие керны, у которых угол между нормалью к его оси и плоскостью контакта не превышает величины угла внутреннего трения испытываемой поверхности. В противном случае при создании осевого усилия происходит проскаль-зывание по этой поверхности. Практически угол пересечения оси скважины с плоскостью ослабленного контакта и прослоя b (см. рис. 1) должен находиться в пределах 70—80°.

При определении удельного сцепления и углов внутреннего трения для создания осевого усилия керн необходимо подвергать дополнительной обработке, заключающейся в обрезке торцов керна перпендикулярно к образующей.

Приборы для определения прочностных характеристик

ослабленных контактов и прослоев

1.19. Прибор БП-З для определения пределов прочности при разрыве предназначен для испытаний в полевых условиях, причем керн не подвергают никакой дополнительной обработке. Раскалывание производят как вдоль, так и перпендикулярно к слоистости, получая значения сопротивления разрыву в этих направлениях.

Наибольшее усилие раскалывания при испытаниях на приборе БП-З—4500 кгс, диаметр испытываемых кернов — от 10 до 160 мм (габариты прибора 375х320х440 мм, вес 26 кг).

1.20. Приставка 70Д10 к прибору БП-З предназначена для определения удельного сцепления и углов внутреннего трения. Основная особенность приставки заключается в том, что на ней испытывают керн после незначительной обработки непосредственно в полевых условиях. Приставка характеризуется следующими параметрами: величина осевого усилия 1600 кгс, наименьшая длина керна 70 мм, наибольшая 250 мм (габариты приставки 350Х80Х200 мм, вес 20 кг).

1.21. Для испытания необходимо иметь прибор БП-З и станок МС-12. Станок МС-12 предназначен для обрезки торцов кернов в полевых условиях. Техническая характеристики станка следующая: мощность двигателя 1,5 кВт, диаметр отрезного диска 320 мм, наибольший диаметр керна 120 мм, вес 80 кг. На обрезку керна диаметром 72 мм затрачивается около 1 мин.

2. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ТРЕЩИНОВАТОСТИ ГОРНЫХ ПОРОДин

2.1. Изучение трещниоватости включает: геологическое описание естественных и искусственных обнажении и измерение параметров трещиноватости с помощью горного компаса, металлической линейки, рулетки, лупы и т. п. По каждому из параметров выполняется несколько десятков измерений в пределах каждой системы трещин.

2.2. Элементы морфологии трещин, которые ни могут быть охарактеризованы соответствующими измерениями (извилистость, шероховатость поверхности, зеркала и штрихи скольжения, заполнитель, изменчивость ширины трещин) рекомендуется описывать подробнее.

2.3. Расстояния между трещинами в системах необходимо измерять по перпендикуляру к плоскостям трещин. По результатам измерения ориентировки трещин строят диаграммы трещиноватости, по которым легко определяют углы между системами трещин.

2.4. По результатам измерения других параметров можно оценить некоторые свойства горных пород в массиве, Трещинную пустотность массива П, %, определяют как суммарное отношение объема полостей трещин к общему объему массива:

(2)

где а _i  — расстояние между трещинами в системе, см;

b_i — ширина трещин в системе, см;

n — число систем трещин.

2.5. Блочность— показатель размера блоков горной породы, разделенных трещинами, характеризуется средним поперечным размером блока а_бл , см, и определяется по формуле

(3)

где — средине расстояния между трещинами в системах, см.

Системы трещин нумеруются так, чтобы выполнялось соотношение

Полную характеристику блочности горных пород в массиве представляют в виде распределения по фракциям. Содержание фракций выражают в процентах от общего веса или от общего объема блоков.

2.6. При отсутствии незакрепленных обнажений горных пород сведения о трещиноватости получают по керну скважин, пробуренных в кровлю. Скважины при этом располагают под углом 30° к напластованию пород. Для подсечения всех систем трещин необходимо иметь четыре скважины, пробуренные по восстанию, падению и в две противоположные стороны по простиранию пород. Определение элементов залегания трещин производят с помощью горного компаса или специальных палеток.

2.7. Палетка представляет собой четырехугольник из прозрачной плевки, у которого основание равно длине окружности керна, а высота— произведению диаметра на тангенс угла падения трещин. Для определения условных азимутов трещин четырехугольник палетки разбит вертикальными линиями на 36 частей, которые являются десятиградусными интервалами азимутального круга. Углы градуируются слева направо. Отсчет углов падения трещин производится по горизонтальным линиям вертикальной сетки.

2.8. Для измерения условного азимута плоскости трещины и ее угла падения керн заворачивают в палетку таким образом, чтобы линия соединения ее краев, совпадающая с условным нулевым азимутом, проходила вдоль керна. Вращая палетку вокруг керна, эту линию совмещают с наиболее низкой частью какого-либо слоя. Нижняя горизонтальная линия палетки должна при этом совпадать с самой низкой точкой выхода измеряемой трещины на поверхности керна, тогда эта точка отметит на горизонтальной шкале величину условного азимута падения трещины. Самая высокая точка выхода трещины на поверхности керна отметит на вертикальной шкале палетки угол падения трещины. Истинный азимут падения трещины А^и _тр , град (рис. 4), определяют по измеренному условному азимуту и известному азимуту падения горных пород по формуле

(4)

где А^у _тр — условный азимут падения трещины, град;

А_напп  — азимут падения парод, град.

2.9. Таким же способом выполняют замеры трещин по керну наклонных скважин, заданных в любом направлении. В этом случае необходимы некоторые дополнительные вычисления углов падения, так как в керне вместо них видны углы между трещинами и плоскостью, перпендикулярной к оси керна. Для преобразования видимых и измеренных палеткой углов падения в истинные необходимо знать величину угла наклона скважины, азимут этого наклона и азимут падения слоев пород, пересеченных скважиной.

Измерения параметров необходимо выполнять для толщи пород, равной двукратной ширине подземной выработки.

Рис 4. Схема к определению истинного азимута трещины

3. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД¹

Отбор проб для испытаний

3.1. Отбор проб для лабораторных определений механических свойств пород производится в местах, наиболее типичных для проявления горного давления. Технология отбора проб должна обеспечивать максимальное сохранение представительности породы в пробе по составу, строению и состоянию. Для этого обнажение массива в месте опробования рекомендуется предварительно зачистить.

В качестве проб используют буровые керны и монолиты, пригодные для выбуривания из них керна. Число и размеры проб следует определять в зависимости от вида намечаемых испытаний и числа изготовляемых из проб образцов, подвергаемых испытаниям (с учетом повторности испытаний для определения коэффициентов вариации показателей, характеризующих неоднородность породы).

Минимальные размеры породных кусков, пригодных в качестве пробы для механических испытаний, допускаются:

для кернов— диаметр не менее 30 мм, длина не менее 150 мм (не считая скосов у торцов);

для монолитов—не менее 200х200х150 мм, не считая мест, нарушенных при отделении от массива.

Отбор проб, их транспортирование и хранение рекомендуется производить по соответствующим ГОСТам.

3.2. Для отделения проб от массива в обнажениях не допускается применять взрывные работы и не рекомендуются резкоударные операции. Использование в качестве проб обрушенных породных кусков не допускается. При применении ударных операций (кайление и т. п.) размеры отбираемых проб увеличивают сверх предусмотренных из расчета последующей зачистки поврежденных участков пробы на глубину 5—10 см. Для отделения проб от массива рекомендуются буровые (обуривание строчками шпуров) и режущие (применение угольных пил) операции.

Для пород легко расслаивающихся и структурно нарушенных трещинами с малым сцеплением (например, аргиллиты) указанные методы отбора проб и их размеры часто практически оказываются недостижимыми. В этих случаях необходимо проводить испытания лишь упрощенными методами с пониженной надежностью и повышенной доступностью. В качестве проб допускается отбор кусков неправильной формы размером не менее 80х80х40 мм, но в большем количестве, исходя из того, что кусок указанных размеров будет использован в качестве одиночного образца для испытания упрощенным методом.

_________

¹ См. «Временные требования по составу и методам механических испытаний горных пород при разведке месторождений полезных ископаемых для проектирования подземной разработки». ВНИМИ, Л., 1966.

3.3. Все пробы пород, свойства которых зависят от влажности (алевролиты, аргиллиты, слабые песчаники, известняки, соляные породы) немедленно после отбора консервируют парафинированием или герметически упаковывают в полиэтиленовые мешочки, по одному куску в мешочек. Консервированные пробы породы укладывают в ящики для предохранения от толчков, ударов, падении, а также нежелательных температурных и атмосферных влияний.

Методы лабораторных определений предела прочности пород при одноосном сжатии

3.4. Одноосное сжатие— основной метод для массовых испытаний с нормальной надежностью до 95—98%.

Испытаниям подвергают цилиндрические образны (8—10 образцов из каждой пробы породы) диаметром от 30 до 60 мм (в отдельных случаях до 100 мм), высотой от 0,8 до 2,2 диаметра. Торцы образцов обрабатывают так, чтобы наибольшая стрелка их кривизны составляла не более 0,05 мм, а чистота поверхности была не ниже класса 4 (по ГОСТ 2789—73). Отклонение торцовых поверхностей от перпендикуляра к оси образца допускается в пределах 1 мм. Снижение требований к качеству торцовых поверхностей допускается при применении рифленых или наборно-шариковых подкладок. В противном случае испытательное нагружение проводят с применением на контакте стальных каленых и шлифованных плит твердостью R = 54—58.

3.5. Образцы испытывают сжатием вплоть до разрушения плавно нарастающей нагрузкой (общая длительность нагружения 0,6— 1,5 мин). При этом центрирование нагружающего усилия производят с помощью легкоподвижных шаровых опор, располагаемых над верхним торцом образца (диаметр шара в опоре равен 0,4—0,6 диаметра образца).

Предел прочности образца при сжатии R _с , кгс/см² рассчитывают по формуле

(5)

где Р— разрушающая нагрузка при сжатии, кгс;

d — диаметр образца, см;

h — высота образца, см.

При применении рифленых подкладок расчет ведут по формуле

Предел прочности породы b коэффициент его вариации рассчитывают по результатам испытания всех образцов, изготовленных из пробы, по обычным формулам математической статистики.

Рис. 5. Номограмма для определения R _c

Рис 6. Паспорт прочности пород

3.6. Метод соосных пуансонов— метод массовых испытаний пород прочностью 50— 1200 кгс/см ² с нормальной надежностью. Применяется при наличии корневой пробы, недостаточной по размерам для испытании основным методом, либо при отсутствии мощных нагрузочных испытательных машин.

Испытаниям подрергают образцы и форме плоских цилиндрических дисков, изготовляемых поперечной разрезкой керна. Диаметры дисков (кернов) от 30 до 120 мм, толщина 11— 12 мм, число образцов— по 8—10 шт. из каждой пробы породы, параллельность плоских сторон образцов — до 0,03 мм.

3.7. Предел прочности образца при сжатии R _с , кгс/см ² , рассчитывают с помощью номограммы (рис 5) по формуле

(6)

где Р— разрушающая нагрузка при сжатии, кгс;

F— площадь поверхности разрушения, см ² , определяемая на номограмме по диаметру образца d , мм.

Предел прочности породы и коэффициент вариации рассчитывают по результатам испытания всех образцов данной пробы по обычным формулам математической статистики.

3.8 . Метод раскалывания— экспресс-метод упрощенных испытаний пониженной надежности (60— 75 % ). Применяется для пород, пробы которых представляют собой обломки керна или маломерные куски неправильной формы, недостаточные или не поддающиеся выбуриванию для изготовления образцов правильной формы.

Метод основан на корреляционной связи предела прочности при сжатии пород с пределом их прочности при растяжении, определяемым с высокой надежностью путем раскалывания образцов пород.

Испытаниям подвергают образцы произвольной формы (обломки керна и т. п.), максимальные размеры которых ограничиваются габаритами испытательного устройства (80х80 мм) и предельными величинами нагрузок, развиваемых испытательным устройством. Минимальны» размеры образцов 40х40 мм.

Для испытания применяется нагрузочный прибор, разработанный ВНИМИ.

3.9. Предел прочности образца при сжатии R _с , кгс/см ² , вычисляют по формуле

(7)

где Р— разрушающая нагрузка при раскалывании, кгс;

F— площадь поверхности раскола образца, см ² ;

m — коэффициент, равный 14,5 при P:F £ 67 и 20,4 при P:F>67. Предел прочности породы и коэффициент вариации рассчитывают по результатам испытания всех образцов, изготовленных из пробы, по обычным формулам математической статистики.

3.10. Одноосное сжатие образцов полуправильной формы— метод пониженной надежности (60— 75 % ). Применяется в порядке исключения для пород, пробы которых разрушаются в результате воздействия технологических условий выбуривания и изготовления образцов правильной формы.

Испытаниям подвергают образны, изготовляемые из обломков породы осторожной подшлифовкой двух параллельных плоских граней. Размеры образна должны отличаться друг от друга не более чем в 3 раза. Допустимые значения размеров должны быть в пределах 20—200 мм, при этом отношение высоты образца (в направлении, перпендикулярном к подшлифовке) к наименьшему из остальных двух размеров должно быть в пределах 0,5—3. Площади подшлифованных граней не должны различаться более чем в 1,5 раза. Плоскость подшлифованных граней соблюдают с точностью ±0,03 мм, а их параллельность— с точностью ±0,5 мм. Испытание необходимо производить на 4—5 образцах.

3.11. Предел прочности образца при сжатии R _с , кгс/см ² , рассчитывают по формуле

(8)

где Р— разрушающая нагрузка при сжатии, кгс;

a_ср — среднеарифметическое наименьшего габаритного поперечного размера, подсчитанное по размерам подшлифованных граней, см;

Ь_ср — то же, наибольшего габаритного поперечного размера, см;

h — высота образца, см.

Предел прочности породы и коэффициент вариации рассчитывают по результатам испытания всех образцов данной пробы по обычным формулам математической статистики.

Методы лабораторных испытаний предела прочности пород при растяжении

3.12. «Бразильский» метод— основной метод для массовых испытаний с нормальной надежностью 95— 98 % .

Испытаниям подвергают цилиндрические образцы диаметром 30—60 мм, высотой (не считая скоса торцов) от 0,6 до 1,1 диаметра, по 8—10 образцов из каждой пробы породы. К качеству торцовых поверхностей образцов особых требований не предъявляют, они могут представлять собой даже поверхности разлома. Разницу в длине образующих образца допускают в пределах 10— 15% средней длины образца. Две противоположные образующие образца подготовляют к приложению распределенной вдоль них испытательной нагрузки, для чего вдоль этих образующих зашлифовывают на плоской шлифовальной план-шайбе две фаски шириной 3—5 мм.

Образец испытывают с использованием устройства типа раскалывающих клиньев.

3.13. Предел прочности образца при растяжении R _р , кгс/см ² , рассчитывают по формуле

(9)

где Р— разрушающая нагрузка при раскалывании, кгс;

F— площадь поверхности раскола образца, см ² , Предел прочности породы b коэффициент вариации рассчитывают по результатам испытания всех образцов данной пробы по общеизвестным формулам математической статистики.

3.14. Раскалывание сферическими инденторами — упрощенный экспресс-метод для массовых испытаний с нормальной надежностью 95— 98 % .

Содержание метода изложено в п. 3.8.

Предел прочности образца при растяжении R _р , кгс/см ² , рассчитывают по формуле

(10)

где Р— разрушающая нагрузка при раскалывании, кгс;

F — площадь поверхности раскола образца, см ² .

3.15. Поперечное раскалывание керна— полевой упрощенный метод пониженной надежности (60—75 % ), применяющийся, главным образом, для расслаивающихся пород.

Испытаниям подвергают керны диаметром до 160 мм и длиной не менее диаметра. Дополнительная обработка кернов не требуется.

Образец испытывают с использованием устройства типа раскалывающих клиньев.

3.16. Предел прочности образца при растяжении R _р , кгс/см ² , рассчитывают но формуле

(11)

где Р—разрушающая нагрузка при раскалывании, кгс;

F  — площадь поверхности раскола, равная площади поперечного сечения керна, см² .

Предел прочности пород и коэффициент вариации рассчитывают по результатам 5—6 испытаний, для чего используют как отдельные образцы, так и их остатки после раскола, если они по длине удовлетворяют требованию п. 3.16.

Методы лабораторных испытаний показателей объемной

прочности

Объемное сжатие в стабилометре— основной метод испытаний с нормальной надежностью 95—98%, применяемый при наличии соответствующего лабораторного оборудования.

Испытаниям подвергают цилиндрические образцы диаметром от 30 до 43 мм (в отдельных случаях до 50 мм), высотой 60—80 мм, по 18—12 образцов из каждой пробы породы.

Образцы испытывают сжатием между нагрузочными плитами стабилометра.

В результате испытания определяют предельные значения двух главных напряжении.

Паспорт объемной прочности породы строят графически (рис. 6), как огибающую предельных кругов Мора всех испытанных образцов, причем различные образцы данной пробы испытывают при различающихся значениях гидростатического давления в рабочей камере стабилометра, Удельное сцепление породы определяют как отрезок, отсекаемый огибающей па оси касательных напряжений, а угол внутреннего трения как угол наклона огибающей к оси нормальных напряжении.

3.18. Метод косого среза— метод испытаний с пониженной надежностью (70— 75 % ), применяемый при наличии соответствующего лабораторного оборудования.

Испытаниям подвергают цилиндрические образцы диаметром 42—43 мм, высотой 65—70 мм, по 6—8 образцов из каждой пробы породы.

Для получения данных, необходимых для построения паспорта прочности, половину образцов подвергают срезу при угле наклона к направлению нагружения, равном 45°, а половину— при угле наклона 30°. Полное разрушающее образец напряжение s _а рассчитывают по формуле

(12)

где Р— разрушающая нагрузка при срезе, кгс;

d — диаметр образца, см;

h — высота образца, см.

Для каждого угла наклона усредняются величины полного разрушающего напряжения.

3.19. Паспорт прочности пород строят графически (рис. 7). Параметры его С — удельное сцепление, кгс/см ² , и tg j — коэффициент внутреннего трения вычисляют по формулам:

(13)

(14)

где s _{45 °} — полное разрушающее напряжение при срезе под углом 45°,

кгс/см ²

s _{30 °}  — то же, при срезе под углом 30°, кгс/см ² .

3.20. Расчетный метод по М. М. Протодьяконову — метод приближенной оценки удельного сцепления и угла внутреннего трения, применяемый при отсутствии оборудования для лабораторных испытаний объемной прочности.

Рис. 7. Паспорт прочности пород

Метод основан на использовании установленного М. М. Прото-дьяконовым общего вида аналитического выражения паспорта прочности горных пород

(15)

где t _макс — максимальное сдвигающее напряжение, кгс/см² ;

а— параметр выполаживания огибающей кривой, кгс/см² . t _макс и а принимаются в зависимости от величины отношения R _с /R_р для данной породы. Использование этой зависимости позволяет приближенно определять удельное сцепление и коэффициент внутреннего трения по результатам лабораторных испытаний пределов прочности при сжатии Ib растяжении, приведенным в следующей таблице:

В таблице приведены расчетные величины для наиболее характерных напряжений: среднего на участке 0,5 R _с < s <R_c (показатели C_0,75 и tg j _о,75 ) и в точке s =0 (показатели С_о и tg j _о ).

Объемное сжатие в гидравлической установке сложного

нагружения (ГУСН)

3.21. Испытаниям подвергают образцы диаметром 30 мм и длиной в рабочей части не менее 60 мм при общей длине образца 80 мм. В камере установки ГУСН образцы подвергают одновременно осевому s ₁ боковому s ₂ , s ₃ сжатию. Боковое да1вленне во время опыта поддерживают постоянным.

В процессе опыта измеряют главные относительные деформации e ₁ = e ₂ -== e ₃ и главные нормальные напряжения s ₁ , s ₂ = s ₃ . Измерение деформаций производят тензодзтчнками, наклеенными на поверхность образца вдоль и перпендикулярно к его оси, т. е. по направлениям главных осей. Регистрацию деформаций и нагрузки ведут на многоканальном шлейфовом осциллографе. Предел прочности образца R _с , кгс/см ² определяют по формуле

(16)

где d₀ — первоначальный диаметр образца до нагруження, см;

e ₂ — относительная поперечная деформация.

При d _о =3 см

(17)

3.22. Паспорт прочности строят в координатах .Усло-

вия перехода горных пород в предельное состояние имеют вид:

( 18)

(19)

где t _п и t _у — соответственно пределы прочности и упругости;

А, В, t ⁰ _П , t ⁰ _У — константы, зависящие от свойств парод;

С _s  — параметр, характеризующий вид напряженного состояния, равный отношению главных напряжений (минимального к максимальному).

Выражение (18) характеризует условие предельных прочных состоянии,

где

а выражение (19) характеризует условие предельных упругих состояний, где, а s ^п ₁ , s ^п ₂ , s ^у ₁ , s ^у ₂ — главные нормальные напряжения на пределах прочности и упругости.

Использование аналитических зависимостей условий предельных состояний (18) и (16) позволяет сократить число необходимых опытов для получения всех входящих в уравнения констант до двух: один— на одноосное сжатие и один— на сжатие под боковым давлением при параметре s ₂ / s ₁ , » 0,3. При этих опытах регистрируют величины всех компонентов напряжении и деформации от начала напряжения до момента разрушения.

Исследование ползучести и долговечности в условиях

одноосного сжатия

3.23. Испытания проводят на пружинных прессах, на которых постоянство заданной нагрузки обеспечивается упругой энергией сжатых пружин.

Для пород прочностью R _с =100—1000 кгс/см ² размеры призматических образцов должны быть от 150х150х300 до 100Х100ХХ200 мм.

В процессе опытов измеряют величины напряжении и все главные деформации образцов. Измерение деформаций осуществляют с помощью комплекта индикаторов часового типа с ценой деления 0,01 мм.

Образец изолируют многочисленными (до 10—20 слоев) чередующимися покрытиями поверхности парафином и резиновым клеем, что позволяет сохранить влажность образца неизменной в течение длительного времени. Кроме того. изолирующее покрытие защищает материал образца от атмосферной влаги, которая, проникая в тело образца, способствует ослаблению элементарных межатомных связей, в результате чего процесс ползучести может протекать интенсивнее.

Испытания следует производить на 2—3 одинаковых образцах при нагрузках, равных 30, 60 и 85% величины разрушающего напряжения, определяемого при быстром нагружении.

Первичные результаты измерений наносят на график в координатах «деформация— время».

Кривые ползучести строят для продольных e _{1 средн} и поперечных деформаций e _{2 средн} , замеренных в средней части образца, а также объемных деформаций, определяемых по формуле

.

Кривые ползучести позволяют получить величины деформаций ползучести в зависимости от приложенных нагрузок, величины скоростей ползучести e ₁ , e ₂ при разных нагрузках и время до разрушения t в зависимости от нагрузки.

Методы лабораторных испытаний модуля упругости пород при изучении проявлений горного давления

3.24. Одноосное сжатие— метод нормальной надежности (95—98%). Испытания производят по методике, аналогичной методике определения предела прочности при сжатии породных цилиндров. Отличие состоит в следующем:

высоту испытываемых образцов принимают в пределах 1,5—2,5 диаметра;

образцы армируют тензодатчиками сопротивления типа ПКВ-20Х100 или накладными тензометрами типа ДМ-12.

Режим нагружения предусматривает ступенчатое увеличение на-грузки со снятием ее после каждой ступени и с фиксацией величин деформаций (продольных и поперечных) на каждом этапе режима нагружения. Испытания повторяют на трех-четырех образцах.

Модуль упругости Е, иге/см² , и коэффициент Пуассона v рассчитывают по формулам:

(20)

Отношение полной деформации к ее упругой части равно

. (21)

где Ds — разность напряжении сжатия образца в начале и в конце

ступени разгрузки (для каждой ступени);

De ₁  — разность продольных относительных деформаций образца

в начале и в конце ступени разгрузки;

De ₂ — то же, поперечных относительных деформаций;

De _1полн — полная величина продольной относительной деформации, соответствующая нагрузке, равной 0,76—0,85 разрушающей;

De _1упр — то же, соответствующая снятию нагрузки, равной 0,75—0,85 разрушающей.

Модуль упругости и коэффициент Пуассона породы вычисляют путем усреднения этих показателей для всех испытанных образцов породы и всех ступеней разгрузки.

3.25. Контактное вдавливание сферических и иденторов— экспресс-метод массовых испытаний с пониженной надежностью (85— 90 % ) Отличие от метода, изложенного в пп. 3.8 и 3.14, состоит в следующем:

нагрузочный прибор комплектуют индикаторами часового типа для измерения глубины упругого внедрения инденторов в образец:

режим нагружения предусматривает 2— 4-ступенчатое увеличение нагрузки со снятием ее после каждой ступени и фиксацией величины глубины вдавливания инденторов на каждом этапе увеличения нагрузки и разгружения. Модуль упругости Е, кгс/см² образца рассчитывают по формуле

(22)

а отношение полной деформации к се упругой части - по формуле

(23)

где D _упр — упругое (при разгрузке) взаимное смещение инденторов, мм × 10 ² при изменении нагрузки (в сторону уменьшения на величину D Р);

D ⁰ _пл — начальная величина пластического вдавливания, отвечающая смятию шероховатостей под обоими инденторами (мм •10 ² );

D _полн —полное (при нагружении) взаимное смещение инденторов.

Испытание на каждом образце повторяют два-три раза с изменением мест вдавливания инденторов, а всего испытаниям подвергают два-три образца из испытываемой пробы. Модуль упругости породы вычисляют усредненном результатов для всех испытаний проб и всех ступеней разгрузки.

3.26. Ультразвуковой метод продольного профилирования— упрощенный метод с пониженной надежностью, применяемый для непористых пород при наличии соответствующего оборудования.

Испытаниям подвергают цилиндрические образцы диаметром от 36 до 110 мм с плоскими основаниями и длиной, равной двум-трем диаметрам.

Применяемую для прозвучивания частоту колебании f , превышающую 300 кГц, определяют из условия f=2 u _p /d .

Расчет показателей упругости образца производят по формулам:

(24)

(25)

где u _р — скорость распространения продольных колебаний, см/мкс;

u _R — скорость распространения поверхностных колебаний,

см/мкc;

q=981 см/с ² — ускорение силы тяжести;

g  — объемная масса породы, кг/м'.

Испытание на каждом образце повторяют два-три раза со смещением места расположения пьезодатчиков ультразвука, а всего ис пытаниям подвергают два-три образца из испытываемой пробы. Для оценки определяемых показателей упругости породы принимают ре зультаты прозвучивания, различающиеся между собой не более, чем на 15—20%.

Образцы после определения данным методом показателей упругости могут быть повторно использованы для иных видов испытаний.

• часть 1
• часть 2
• часть 3