6.3.1. Прочность при одноосном сжатии

Наиболее практичным прямым методом определения прочности породного образца является нагружение его под прессом до полного разрушения (рис. 27).

Рис. 27. Определения прочности породного образца

На одноосное сжатие

Предел прочности рассчитывается по формуле

где

– разрушающая нагрузка на образец;

F – площадь поперечного сечения образца.

При обычно применяемых методах определения прочности образцов на одноосное сжатие в них возникает неоднородное напряженное состояние, искажающее результаты испытаний. Неоднородность напряженного состояния в образце во многом определяется торцевыми условиями (трением по торцам), формой и размерами образца.

Для расчета прочности на одноосное сжатие образцов различной высоты М. Церн предложил вводить в расчетную формулу поправочный коэффициент К, а именно:

где

d – диаметр образца;

Где h– высота образца.

Более точным считается расчет значения К по формуле

Результаты расчета величины К приведены в табл.2.

Таблица 2

Отношение	0,6	0,7	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	20,	2,2
Значение К	1,59	1,47	1,39	1,25	1,16	1,11	1,06	1,03	100	0,98

6.3.2. Прочность при одноосном растяжении

Для определения прочности породного образца на растяжение используется метод прямого (непосредственного) растяжения, а также ряд косвенных методов.

В настоящей работе рассматривается лишь наиболее часто применяемый на практике бразильский метод (рис. 28).

Метод основан на решении задачи теории упругости Герца, из которой следует, что в плоскости действия внешних распределенных сил возникают растягивающие напряжения, перпендикулярные к этой плоскости и равномерно распределенные по диаметру образца.

Предел прочности рассчитывается по формуле

где Р_сж – разрушающее усилие сжатия;

π = 3,14;

d – диаметр образца;

l – длина образца;

F – площадь поверхности раскола.

Рис. 28. Бразильский метод:

1 – образец; 2 – верхняя плита пресса; 3 – нижняя плита пресса

6.3.3. Прочность при сдвиге (срезе)

Для определения величины сцепления и угла внутреннего трения горных пород широкое распространение получил метод косого среза (рис. 29). Нагрузка на образец (1) передаётся через цилиндрический шарнир (2), роликовую постель (3) и стальные матрицы(4). Нормальные и касательные напряжения в плоскости среза определяются по формулам;

;