Обработка результатов испытаний

 

1) Наименование горной породы и краткая литолого-петрографическая характеристика при отсутствии оных данных могут быть представлены инвентарным номером испытываемого образца.

2) Номера испытания и параметры первичной статистической обработки заносятся в колонку последовательно сверху вниз. Сначала в порядке возрастания заносят номера испытаний.

Первичную обработку результатов испытаний каждого столбца Таблица 1.3 производят по формулам математической статистики:

 

	(1.1)
	(1.2)
	(1.3)

где: - среднее арифметическое расчётной величины;

- порядковое значение обрабатываемого (табличного) массива.

n - число испытаний.

- среднее квадратичное отклонение (отклонение от среднего арифметического по модулю).

- коэффициент вариации (отклонение от среднеарифметического по модулю в процентах).

 

3) Д_Ш в данной колонке может быть переменным или постоянным. Переменным диаметр может быть при пользовании различными штампами. В данной работе по умолчанию пользуются постоянным стационарным штампом с диаметром рабочей грани 1,6 мм.

4) S_Ш (площадь рабочей грани штампа) определяют по известной формуле площади круга:

5) F_Ш (наибольшая сила давления штампа) есть сила реакции опоры, с которой взаимодействуют штамп и горная порода непосредственно до момента разрушения поверхности. Находится по наибольшему соответствующему значению параметра Таблица 1.2, который, в свою очередь, вычисляется из соответствующего параметра таблицы 1.1 по формуле:

 

FШ = FП = PМ.max´ SП ´ g	(1.4)

где: F_П - сила действия поршня, равная силе реакции штампа на образец горной породы, Н.

P_М.max - максимальное значение давления на манометре пресса, кгс/см².

S_П - площадь поперечного сечения утопленной в прессе части поршня, см². (равна 26,4 см²).

g - ускорение свободного падения, м/с². Оно присутствует в формуле для того, чтобы перевести полученную силу из системы с-кг-с в систему СИ (кгс или кГ - килограмм-сила - единица измерения силы в системе с-кг-с, равная весу одного килограмма - F=mg=1кг·).

График зависимости силы штампа от его перемещения представлен на рисунке 1.2. Параметр F_Ш на этом графике находится из проекции точки Г.

Рисунок 1.2 – График зависимости силы штампа от его перемещения

6) P_Ш (предел твёрдости горной породы по штампу) определяют как наибольшее значение твёрдости (Рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 – Предел твёрдости горной породы по штампу

 

Твёрдостью называют фронтальное сопротивление одного тела проникновению в него другого тела, то есть местную прочность, или, другими словами, нормальный ответ опорной поверхности воздействию опоры (нормаль есть перпендикулярный вектор от поверхности). Часто твёрдостью называют предел твёрдости горной породы по штампу (P_Ш). То есть максимально возможное нормальное равномерное удельное сопротивление действию опорной поверхности. Понятно, что если под опорой создать большее напряжение, то опорная поверхность разрушится. Здесь твёрдость численно равна усреднённому нормальному напряжению, которое возникает как ответ на давление поверхности торца штампа при его внедрении в горную породу на малой скорости, недостаточной для появления динамического эффекта. Соответственно, предел твёрдости по штампу горной породы P_Ш определяют по формуле:

(1.5)

где: S_Ш - площадь поверхности рабочей грани штампа.

7) F_У - сила давления штампа, соответствующая пределу упругости на вдавливание - определяется аналогично определению F_Ш при обработке диаграммы напряжённого состояния по проекции точки Б на ось F_Ш.

8) P_У - давление под штампом, соответствующее пределу упругости определяют аналогично P_Ш, по значению F_У.

9) h - нормальная деформация поверхности породы до разрушения определяется как расстояние между точками А и Д на Рисунок 1.2.

10) А_ОБ - общая работа штампа на образование лунки находится через графическую обработку фактических зависимостей давления на манометре от глубины внедрения штампа.

При определении А_ОБ возможны два способа графической обработки.