. Метод определения твердости пород по штампу

Сущность метода заключается во вдавливании в испытуемый образец горной породы цилиндрического или имеющего форму усеченного конуса пуансона с плоским основанием, в замере нагрузок, деформации до разрушения, параметров зоны разрушения и вычисления показателей механических свойств.

Твердость по штампу пород определяют на образцах любой формы с двумя плоскопараллельными поверхностями, площадь которых не менее чем в 350 раз превышает площадь сечения пуансона, , а высота составляет 15-20 диаметров пуансона. Испытуемые поверхности образцов шлифуют абразивными порошками. После изготовления образцы доводят до воздушно-сухого состояния высушивания в течение пяти суток на воздухе при 18-25^оС. Испытания проводят строго по инструкции, приложенной к прибору. Испытания допускается проводить на обеих поверхностях образца. Средний диаметр зоны разрушения определяют как среднее арифметическое не менее чем пяти замеров.

Расстояние между соседними осями вдавливания пуансона должно быть таким, чтобы кратчайшее расстояние между ближайшими точками краев зон разрушения было не менее их средних диаметров.

По диаграмме деформаций определяют твердость по штампу и вычисляют по формуле:

Р_ш = Р_ш / S , кгс/мм²,

где Р_ш - нагрузка, соответствующая пределу прочности на вдавливание ( определяют по максимальной ординате диаграмму деформации 1, 2 в кгс); S - площадь пуансона в мм².

. Методы определения упругих свойств пород Метод определения динамического модуля упругости (п)

Сущность метода заключается в измерении скорости прохождения продольных и поверхностных ультразвуковых волн по образцу горной породы и определении показателей упругости в зависимости от величин указанных скоростей.

Для возбуждения колебания в образце и индикации их прохождения используют ультразвуковой сейсмоскоп с пьезоэлементами, типа ИПА-59 или УК-10П. Применяемая частота колебаний должна превышать величину (1.5-2.0)  V_P / d, где V_P - скорость распространения продольных колебаний, а d - диаметр образца.

Образцы для испытаний - круглые цилиндрические с плоскими шлифованными основаниями диаметром от 36 до 110 мм и длиной в 2-3 раза превышающей диаметр. Для испытания породы требуется 2-3 образца.

Предварительно определяют плотность образца. После включения и прогрева сейсмоскопа пьезоэлементы - датчик и приемник - плотно прижимают к центральным частям торцов образца и на экране прибора отсчитывают длительность прохождения по образцу продольных волн. Далее датчик и приемник смещают к краям торцов образца, лежащим примерно на одной его образующей, и на экране отсчитывают длительность прохождения поверхностных волн. В обоих случаях надлежащим способом исключают погрешность, отражающую длительность прохождения волн через контакты элементов.

Показатели упругих свойств (Е_g и ) могут быть рассчитаны по следующим формулам:

 = (V_p / V_s )² - 2 / 2  ( V_p / V_s)² -1;

_g = V_p²    1--2² / q(1-); где V_{s =} V_p /0.9 - скорость поперечных волн; V_p - скорость продольных волн, см/сек.; V_s - скорость поверхностных волн, см/сек;  - плотность. Г/см³; q - ускорение силы тяжести 980 см/сек².

Испытание каждого образца повторяют 2-3 раза. В качестве значения показателя модуля упругости (модуля Юнга) породы принимают результаты, различающиеся между собой не более чем на 15-20%.

Образцы пород после определения упругих свойств могут быть использованы для иных видов физико-механических испытаний.