Общее руководство по проведению работы

Подготовка к испытанию (для ознакомительного чтения)

 

Механические свойства горных пород определяют на образцах любой формы с двумя плоскопараллельными поверхностями, площадь каждой из которых не менее чем в 350 раз превышает площадь сечения штампа, а высота образца должна быть не менее 15 – 20 диаметров штампа.

Непараллельность поверхностей не должна превышать 0,002 мм на 1 см испытываемой поверхности образца. Проверку параллельности производят с помощью индикатора часового типа, укрепленного на штативе поверочной плиты.

Процесс резания и шлифования производят с применением воды. При изготовлении образцов из глинистых и других гигроскопических пород плоскости поверхностей притирают абразивом всухую.

Испытываемые поверхности образцов шлифуют абразивом №12 или №6 на чугунном диске с шероховатостью поверхности не грубее 6-го класса чистоты по ГОСТ 2789 - 59; окончательную доводку производят микропорошком М20 или М18.

После изготовления образцы в течение пяти суток доводят до воздушно-сухого состояния высушиванием на воздухе при 18 – 20 °С. Изготовленные образцы до начала испытания хранят в эксикаторе. Образцы из глинистых пород после изготовления хранят до начала испытания в эксикаторе без сушки.

 

 

Одиночное испытание представляет собой вдавливание цилиндрического штампа в подготовленную поверхность горной породы до тех пор, пока не произойдёт её разрушение, как правило, сопровождающееся характерным щелчком. При этом происходит резкое перемещение штампа в недра образца, например, на двадцать или на шестьдесят сотых миллиметра, что ярко заметно по соответствующему резкому перемещению стрелки измерительного прибора. Вариация величины этой подвижки зависит от свойств конкретной горной породы. В результате разрушения поверхности породы образуется лунка, глубиной несколько десятых миллиметра и шириной несколько миллиметров.

Одиночное испытание проводят строго по инструкции, представленной далее (п. 1.6) и приложенной к прессовой установке.

Испытания можно проводить на обеих поверхностях образца исследуемой горной породы.

Всего проводится не менее шести испытаний, т.к. осадочная горная порода неоднородна, а число испытаний каждого образца должно обеспечивать точность результатов не менее 15% при доверительной вероятности 0,95.

При учебном процессе, в целях экономии времени и лабораторного материала, допускается проводить по одному уколу на одного студента при выполнении лабораторной работы группами и по два укола при выполнении лабораторной работы одиночками.

В процессе этого испытания в первую очередь определяют зависимость давления на манометре от глубины внедрения штампа . При проведении испытания на прессовой установке нагрузку на штамп производят ступенями, соответственно монотонному ряду пошагово изменяющихся величин нагрузки. Величину шага выбирают таким образом, чтобы можно было получить достаточное число точек, необходимых для построения диаграммы зависимости деформаций от нагрузки как в упругой, так и в пластической областях (в данной работе величина шага равна 1,25 кгс/см2). Нагрузку на каждой ступени выдерживают до прекращения визуально заметной деформации, регистрируемой индикатором часового типа. Эти результаты испытания заносятся в таблицу 1.1.

Последний столбик таблицы обязательно должен соответствовать пределу твёрдости горной породы.

Таблица 1.1 – Форма регистрации результатов испытания

РМ, кгс/см2 1,25 2,5 3,75 ...      
h, × 0,01 мм                

 

Таблица 1.1 пересчитывается в Таблица 1.2. При этом каждое текущее значение давления на манометре РМ из Таблица 1.1 пересчитывается для Таблица 1.2 в соответствующее значение силы поршня FП, которая равна силе штампа FШ, и переводится в систему СИ. Так же для Таблица 1.2 из Таблица 1.1 в соответствии с системой СИ переводится каждое текущее значение показаний индикатора часового типа.

Таблица 1.2 – Форма представления результатов испытания

Fш, Н                
h, × 10-5м                

Отдельно от таблицы записывают наибольшее показание индикатора часового типа, следующее за показанием, соответствующим пределу твёрдости. По нему в дальнейшем графически определяют глубину лунки.

Образовавшуюся от укола лунку очищают от мусора с помощью иглы или гвоздя.

Очищенную лунку с помощью шпателя замазывают замазкой, для определения объёма лунки по массе замазки и для определения среднего диаметра лунки.

У замазанной лунки измеряют и определяют её средний открытый диаметр зоны разрушения (Д З.Р.) как среднеарифметическое значение не менее чем пяти замеров.

Замазанная лунка рядом по камню нумеруется карандашом, после чего приступают к проведению следующего укола.

Место для нового укола штампом выбирается таким образом, чтобы расстояния между краями новой и соседними лунками были не менее их максимальных диаметров.

Полученные слепки по отдельности взвешивают на аналитических весах в соответствии с Приложеним.

С помощью аналитических весов и мерного цилиндра определяют плотность замазки – для определения объёмов лунок по массе слепков лунок.