
- •(Мгри-рггру)
- •Предисловие.
- •Введение. Статистическая обработка экспериментальных данных.
- •2. Среднее квадратичное отклонение есть корень квадратный из среднего квадрата отклонения единичных значений от арифметического среднего:
- •Раздел I. Физико-технические и упругие свойства горных пород.
- •1.1. Определение объемной плотности пород методом гидростатического взвешивания.
- •1.2. Определение плотности минерального скелета пикнометрическим способом
- •1.3. Определение пористости, влажности, влагоемкости и водопроницаемости горных пород
- •1.4. Определение насыпной плотности, гранулометрического состава и угла естественного откоса горных пород.
- •1.5. Определение статического модуля упругости и коэффициента Пуассона.
- •Порядок оформления работы. Результаты работы представляются в виде описания эксперимента и таблицы замеров по приведенной ниже форме 4.
- •1.6. Определение скорости продольных волн и динамического модуля упругости.
- •Раздел II. Прочностные свойства горных пород
- •2.1. Определение предела прочности горных пород на сжатие
- •2.2. Определение прочностных характеристик горных пород испытанием образцов произвольной формы
- •2.3. Определение предела прочности горных пород на растяжение.
- •Форма 8
- •2.4. Определение угла внутреннего трения и прочности породы на сдвиг при наличии сжимающей нагрузки
- •Форма 9
- •2.5. Построение участка паспорта прочности горных пород
- •Форма 10
- •2.6. Определение прочностных характеристик методом толчения
- •Форма11
- •Раздел III. Горнотехнические характеристики пород
- •3.1. Определение абразивности и буримости горных пород
- •Форма 12
- •3.2. Определение дробимости и взрываемости горных пород
- •Показатели разрушаемости горных пород
- •Показатели дробимости горных пород
- •Форма 13
- •3.3. Определение твердости и коэффициента пластичности горных пород.
- •Техническая характеристика установки умгп-3;
- •Классификация горных пород по твердости.
- •Форма 14.
- •Классификация горных пород по пластичности.
- •Твердость и коэффициенты пластичности горных пород (по л.А. Шрейнеру).
- •Рекомендуемая литература.
- •Приложения.
- •Плотность, объемная плотность и пористость горных пород.
- •Упругие свойства некоторых горных пород.
- •Коэффициент Пуассона для некоторых горных пород.
- •Скорость распространения упругих волн и акустическая жесткость некоторых пород (по Ханукаеву а.Н.).
- •Модуль упругости (е) для некоторых горных пород.
- •Прочностные свойства некоторых горных пород.
- •Предел прочности некоторых горных пород на одноосное сжатие сж .
- •Классификация г.П. По крепости, со значениями категорий по буримости1 и коэффициентов разрыхления.
- •Классификация горных пород по абразивности.
- •Контактная прочность горных пород (по л.А.Барону и л.Б. Глатману).
- •Шкала твердости Мооса.
- •Классификация горных пород по крепости (f), твердости по штампу (pш) и буримости (кб).*
- •* Для буровых работ. Содержание
- •Раздел I. Физико-технические и упругие свойства горных пород. 6
- •Раздел II. Прочностные свойства горных пород 18
- •Раздел III. Горнотехнические характеристики пород 30
Порядок оформления работы. Результаты работы представляются в виде описания эксперимента и таблицы замеров по приведенной ниже форме 4.
Форма 4
№ п/п |
Исследуемая порода |
Измеряемые значения нагрузки, Н |
Измеряемые значения продольной деформации |
Измеряемые значения поперечной деформации |
Коэффициент Пуассона, |
Модуль Юнга Е, МПа |
|||
Fn-1 |
Fn |
Nn-l |
Nn |
M n-1 |
Mn |
|
|
Результаты исследований подвергаются аналитической обработке с целью определения среднего значения параметров, доверительного интервала и коэффициента вариации.
1.6. Определение скорости продольных волн и динамического модуля упругости.
Оборудование и материалы. Измерение скорости упругих волн производится ультразвуковыми приборами типа УК-10ПMC. Эти приборы предназначены для контроля качества бетона, которое связано со скоростью продольной волны прямой пропорциональной зависимостью. Они могут применяться и для определения свойств горных пород. По скорости (Ср.) при известной объемной плотности можно рассчитать динамический модуль упругости.
УК-10ПМС - электронный прибор с микропроцессором и электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ). Он позволяет определять скорость распространения ультразвуковых колебаний в пределах 300 - 15000м/с., при длине (L) образцов 50-300мм на частотах 60 и 100 кГц.
На экране ЭЛТ отображается следующая цифробуквенная информация:
1) номер выбранного режима (всего в приборе семь режимов контроля);
2) время (T) распространения сигнала по образцу, в микросекундах;
3) скорость распространения колебаний, Ср = L/T .
4) амплитуда (A) принятого сигнала.
Устройство прибора. На передней панели имеется: экран ЭЛТ, кнопка "сеть" и индикатор включения, кнопки клавиатуры 0.....9 для ввода цифровой информации, кнопка "=" предназначена для ведения диалога и ввода цифровых данных после набора на клавиатуре, кнопка "стир" - для стирания ненужных или ошибочных данных на последней строке.
– кнопка "сброс" - для перезапуска программы с нулевого адреса;
– кнопка "измер" - предназначена для выполнения измерений (расчетов);
– разъем "
"
- для подключения излучателя ультразвуковых
импульсов;
– разъем "
"
- для подключения приемника.
Порядок выполнения работы.
1. Подготовить 3–5–7 образцов длиной 150 – 250мм с отшлифованными торцами.
2. Подсоединить приемник и излучатель к соответствующим разъемам на передней панели.
3. Включить прибор в сеть, при этом загорается индикатор и на экране появляется надпись "ВВОД ДАННЫХ".
4. Нажать кнопку "=". Появится надпись "Режим" или "Режим" с какой-то цифрой.
5. Нажать кнопку "стир", а затем кнопку 1.
6. Снова нажать клавишу "=". Появится строка L с цифрами. Нажать "стир" а затем набрать размер первого образца, предварительно измеренного с точностью до 0,1мм.
7. Поместить образец между излучателем и приемником, обеспечив хороший акустический контакт с помощью смазки, например, вазелина.
8. Нажать клавишу "измер". Через 20с на экране появится информация о времени T прохождения сигнала в микросекундах и скорость Ср продольной волны (в м/с.). Путем последовательного нажатия кнопок "сброс" и "измер" повторить измерение 4– 5 раз. Взять среднее значение Ср для первого образца.
9. Проделать те же измерения для 3– 5– 7 образцов.
Порядок оформления работы. Результаты представляют в виде краткого описания изложенного материала и таблицы с полученными данными (форма 5).
Форма 5
Исследуемая порода |
Номер образца |
Длина образца, мм |
T, мкс |
Ср, м/с |
Eд |
|
|
|
|
|
|
По полученным значениям рассчитывают среднее арифметическое значение скорости. Значения Ср для некоторых пород приведены в табл. 3 приложения.
Динамический модуль упругости
вычисляют по формуле на основании
среднего значения Ср:
Величины 0 и можно взять из литературных источников. Если для каких-то разновидностей пород они неизвестны, то принять приближенно = 0,25, а объемную плотность для магматических пород взять в пределах 2600 - 2800 кг/м3, для осадочных пород: 2200 - 2500 кг/м3.