Лабораторная работа № 7 тема: Исследование изменения деформаций в горных породах во времени при одноосном напряженном состоянии

Цель работы

Исследование изменения деформации образца горной породы типа “балка” во времени, находящихся в одноосной напряженном сос­тоянии.

Теоретические основы работы

Длительное воздействие нагрузок на горные породы приводит в существенному изменению их механических свойств, что характеризует их реологические свойства.

Основными реологическими свойствами пород являются ползучесть и релаксация напряжений. Под ползучестью понимают постепенный рост деформации породы во времени при постоянном напряжении. Релаксацией напряжений называется постепенное снижение напряжений в по­роде во времени, при постоянной ее деформации.

На рис. 3 представлена типичная кривая ползучести горных по­род.

Участок ОА соответствует начальной условно-мгновенной дефор­мации. В. зависимости от величины приложенного напряжения она может быть как упругой,. так и частично. пластической,. т.е. необра­тимой, обусловленной сдвижением частиц, их переориентацией, час­тичным нарушением жестких связей.

Участок АВ соответствует стадии неустановившейся или затухающей ползучести. Скорость ползучести на данном участке переменная, она постепенно уменьшается до некоторого постоянного значения. Для ползучести породы в этой стадии также характерны как упругая, так и необратимая деформации.

Рис.3 Кривая ползучести горных пород

Участок ВС - соответствует стадии установившейся ползучести или ползучести с постоянной скоростью. Эта стадия характеризуется разрушением структурных связей, и поэтому деформации при разгрузке не восстанавливаются.

Участок СД - характеризуется увеличением скорости деформирова­ния, что связано с интенсификацией процесса разрушения, появлением трещин и, наконец полным разрушением. Этот участок соответ­ствует стадии прогрессирующего течения. Следовательно, полная деформация _п ползучести горной породы равна:

_{п =} ₀ + ₁ + ₂ + _3.

Оборудование, приборы и инструмент.

1. Испытательный стенд

2. Индикаторы с ценой деления 0,001 мм.

3. Грузы от 0,5 до 50 кг

4. Часы с минутной стрелкой.

Испытания проводят на образца породы типа “балка” с размерами 20*20*140 мм, нагруженных на поперечный изгиб, что позволяет создать в образце породы одноосное напряженное состояние.

Порядок выполнения работы.

1. Описать испытуемый образец порода.

2. Измерить размеры образца с точностью до 0,1 мм.

3. Установить образец на испытательный стенд.

4. На. образец установить индикатор часового типа для измерения деформации.

5. Установить стрелку индикатора на нулевое деление и произвести нагружение образца путем подвешивания груза, для создания напряжения в образце до 75% от разрушающего.

6. Сразу же. зафиксировать время и снимать показания по индикатору . В дальнейшем через, определенные преподавателем промежутки времени, снять отсчеты с индикаторов дефор­мации.

7. Наблюдения за деформацией образцов вести в течение 60-70 мин, снимая при этом не менее 5-6 показаний с каждого индикатора.

Обработка и оформление результатов испытаний.

1. По результатам испытаний построить графики изменения деформации в образце во времени.

2. На графике показать деформацию образца при его нагружении (₀,₁,₂,₃)

Выводы.

На основании результатов исследований сделать краткие выводы по лабораторной работе (оценить величину и скорость деформирования в образце во времени, склонность испытанной породы к проявлениям реологических свойств и др.).