Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Геомеханика. Физико-механические свойства горных пород. Учебно-методическое пособие к лабораторным работам

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

11.08.2026

Размер:

619 Кб

Скачать

☆

1 / 41 2 3 4 > Следующая >>>

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ» Департамент недропользования и нефтегазового дела

Д.Л. Негурица, Е.Н. Есина

ГЕОМЕХАНИКА

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД

Учебно-методическое пособие к лабораторным работам

Москва Российский университет дружбы народов

2019

УДК 622:531(072.8)	У т в е р ж д е н о
ББК 26.31+33.1	РИС Ученого совета
Н41	Российского университета
	дружбы народов

Негурица, Д.Л.

Н41 Геомеханика. Физико-механические свойства горных пород : учебно-методическое пособие к лабораторным работам / Д. Л. Негурица, Е. Н. Есина. – Москва : РУДН, 2019. – 31 с.

Пособие предназначено для закрепления теоретических знаний, получаемых студентами, обучающихся по специальностям 21.05.04 «Горное дело. Маркшейдерское дело», 21.03.01 «Нефтегазовое дело», на лекционных курсах по дисциплине «Геомеханика», ознакомление с методикой определения деформационных и прочностных свойств горных пород, статистической обработки результатов испытаний

ISBN 978-5-209-09159-2	© Негурица Д.Л., Есина Е.Н., 2019
	© Российский университет
	дружбы народов, 2019

СОДЕРЖАНИЕ

Общие требования к выполнению работ……………. 4

Лабораторная работа № 1. «Определение предела прочности горных пород при одноосном сжатии на плоскопараллельных пластинах»……………………. 5

Лабораторная работа № 2. Определение предела прочности горных пород при одноосном сжатии на цилиндрических образцах…………………………………………. 14

Лабораторная работа № 3. Определение предела прочности горных пород на сдвиг……………………………. 19

Лабораторная работа № 4. Построение паспорта прочности горной породы………………………………………….. 26

Литература…………………………………………….. 30 Приложение…………………………………………… 31

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТ

Задачи обучения по дисциплине «Геомеханика» состоят в изучении структурно-механических особенностей породного массива, методов изучения деформационных и прочностных свойств пород; методов оценки, прогноза и контроля состояния толщи пород и земной поверхности на всех стадиях освоения недр.

Задания выполняются в основном в процессе аудиторных занятий. В домашних условиях предусматривается чистовое оформление работы.

Расчёты выполняются по общепринятым правилам округления с точностью, отвечающей соответствующим требованиям.

Составными элементами отчета о выполнении лабораторной работы являются:

−титульный лист;

−пояснительная записка с необходимыми комментариями

красчетам;

−графическая часть;

−выводы.

Пример оформления титульного листа отчета о выполнении лабораторной работы приведен в Приложении.

Лабораторная работа № 1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ ГОРНЫХ

ПОРОД ПРИ ОДНООСНОМ СЖАТИИ НА ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ПЛАСТИНАХ

	Испытательное
	устройство (рис. 1.1)
	предусматривает
	встречно-соосное при-
	ложение нагрузки к тор-
	цам образца через сталь-
	ные	пуансоны	диамет-
	ром 11,27 мм либо 7,98
	мм с	плоскопараллель-
	ными	торцовыми по-
	верхностями. Допускае-
	мое отклонение соосно-
	сти пуансонов - 0,1 мм.
Рисунок 1.1 – Схема проведения экс-	Допускаемое отклонение
перимента: 1 - верхний шток; 2 - обра-	торцовых плоскостей от
зец; 3 - пуансон; 4 - вкладыш; 5 - ниж-	плоскостности и		парал-
ний шток; 6 - корпус	лельности - 0,2 мм.

Образец размещают между пуансонами испытательного устройства, совмещая центр диска с осью нагружения. Образец нагружают через пуансоны равномерно до разрушения со скоростью 0,1-0,5 кН/с.

ТРЕБУЕТСЯ

Выполнить обработку результатов определения предела прочности горных пород на одноосное сжатие на плоскопараллельных пластинах.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

	Вариант	1			Вариант	2
№	Диаметр об-		Нагрузка	№	Диаметр об-		Нагрузка
№	Диаметр об-		Нагрузка	об-	разцов (d),		Нагрузка
об-	разцов (d), мм		(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
разца			(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
разца	1	2		ца	1	2
	1	2		ца	1	2
1	34	32	1,10	1	35	32	2,26
2	35	33	1,04	2	36	33	2,20
3	36	34	1,15	3	37	34	2,31
4	37	35	1,07	4	38	35	2,23
5	38	36	1,10	5	39	36	2,26
6	39	37	1,05	6	40	37	2,21
7	40	38	1,02	7	41	38	2,18
8	41	39	1,11	8	42	39	2,27
9	42	40	1,00	9	43	40	2,16
10	43	41	1,07	10	44	41	2,23

	Вариант	3			Вариант	4
№	Диаметр об-		Нагрузка	№	Диаметр об-		Нагрузка
№	Диаметр об-		Нагрузка	об-	разцов (d),		Нагрузка
об-	разцов (d), мм		(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
разца			(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
				ца
	1	2			1	2
	1	2			1	2
1	38	35	2,96	1	33	36	3,51
2	39	36	2,93	2	34	37	3,48
3	40	37	2,99	3	35	38	3,54
4	41	38	2,95	4	36	39	3,50
5	42	39	2,96	5	37	40	3,51
6	43	40	2,94	6	38	41	3,49
7	44	41	2,92	7	39	42	3,47
8	45	42	2,97	8	40	43	3,52
9	46	43	2,91	9	41	44	3,46
10	47	44	2,95	10	42	45	3,50

	Вариант	5			Вариант	6
№	Диаметр об-		Нагрузка	№	Диаметр об-		Нагрузка
№	Диаметр об-		Нагрузка	об-	разцов (d),		Нагрузка
об-	разцов (d), мм		(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
разца			(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
				ца
	1	2			1	2
	1	2			1	2
1	42	38	5,23	1	43	39	3,00
2	43	39	5,20	2	44	40	2,98
3	44	40	5,25	3	45	41	3,01
4	45	41	5,21	4	46	42	2,99
5	46	42	5,23	5	47	43	3,00
6	47	43	5,20	6	48	44	2,99
7	48	44	5,19	7	49	45	2,98
8	49	45	5,23	8	50	46	3,00
9	50	46	5,18	9	51	47	2,98
10	51	47	5,21	10	52	48	2,99

	Вариант	7			Вариант	8
№	Диаметр об-		Нагрузка	№	Диаметр об-		Нагрузка
№	Диаметр об-		Нагрузка	об-	разцов (d),		Нагрузка
об-	разцов (d), мм		(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
разца			(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
				ца
	1	2			1	2
	1	2			1	2
1	46	42	8,50	1	47	48	9,28
2	47	43	8,44	2	48	49	9,22
3	48	44	8,55	3	49	50	9,33
4	49	45	8,47	4	50	51	9,25
5	50	46	8,50	5	51	52	9,28
6	51	47	8,45	6	52	53	9,23
7	52	48	8,42	7	53	54	9,20
8	53	49	8,51	8	54	55	9,29
9	54	50	8,40	9	55	56	9,18
10	55	51	8,47	10	56	57	9,25

	Вариант	9			Вариант	10
№	Диаметр об-		Нагрузка	№	Диаметр об-		Нагрузка
№	Диаметр об-		Нагрузка	об-	разцов (d),		Нагрузка
об-	разцов (d), мм		(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
разца			(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
разца	1	2		ца	1	2
	1	2		ца	1	2
1	48	45	3,56	1	49	46	9,90
2	49	46	3,50	2	50	47	9,84
3	50	47	3,61	3	51	48	9,95
4	51	48	3,53	4	52	49	9,87
5	52	49	3,56	5	53	50	9,90
6	53	50	3,51	6	54	51	9,85
7	54	51	3,48	7	55	52	9,82
8	55	52	3,57	8	56	53	9,91
9	56	53	3,46	9	57	54	9,80
10	57	54	3,53	10	58	55	9,87

	Вариант	11			Вариант	12
№	Диаметр об-		Нагрузка	№	Диаметр об-		Нагрузка
№	Диаметр об-		Нагрузка	об-	разцов (d),		Нагрузка
об-	разцов (d), мм		(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
разца			(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
				ца
	1	2			1	2
	1	2			1	2
1	52	48	3,30	1	52	49	2,83
2	53	49	3,24	2	53	50	2,77
3	54	50	3,35	3	54	51	2,88
4	55	51	3,27	4	55	52	2,80
5	56	52	3,30	5	56	53	2,83
6	57	53	3,25	6	57	54	2,78
7	58	54	3,22	7	58	55	2,75
8	59	55	3,31	8	59	56	2,84
9	60	56	3,20	9	60	57	2,73
10	61	57	3,27	10	61	58	2,80

	Вариант	13			Вариант	14
№	Диаметр об-		Нагрузка	№	Диаметр об-		Нагрузка
№	Диаметр об-		Нагрузка	об-	разцов (d),		Нагрузка
об-	разцов (d), мм		(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
разца			(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
				ца
	1	2			1	2
	1	2			1	2
1	36	33	3,62	1	37	33	3,56
2	37	34	3,56	2	38	34	3,50
3	38	35	3,67	3	39	35	3,61
4	39	36	3,59	4	40	36	3,53
5	40	37	3,62	5	41	37	3,56
6	41	38	3,57	6	42	38	3,51
7	42	39	3,54	7	43	39	3,48
8	43	40	3,63	8	44	40	3,57
9	44	41	3,52	9	45	41	3,46
10	45	42	3,59	10	46	42	3,53

	Вариант	15			Вариант	16
№	Диаметр об-		Нагрузка	№	Диаметр об-		Нагрузка
№	Диаметр об-		Нагрузка	об-	разцов (d),		Нагрузка
об-	разцов (d), мм		(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
разца			(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
				ца
	1	2			1	2
	1	2			1	2
1	40	36	4,09	1	41	40	4,62
2	41	37	4,06	2	42	41	4,59
3	42	38	4,12	3	43	42	4,64
4	43	39	4,08	4	44	43	4,60
5	44	40	4,09	5	45	44	4,62
6	45	41	4,07	6	46	45	4,59
7	46	42	4,05	7	47	46	4,58
8	47	43	4,10	8	48	47	4,62
9	48	44	4,04	9	49	48	4,57
10	49	45	4,08	10	50	49	4,60

	Вариант	17			Вариант	18
№	Диаметр об-		Нагрузка	№	Диаметр об-		Нагрузка
№	Диаметр об-		Нагрузка	об-	разцов (d),		Нагрузка
об-	разцов (d), мм		(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
разца			(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
разца	1	2		ца	1	2
	1	2		ца	1	2
1	44	40	3,88	1	45	40	4,74
2	45	41	3,86	2	46	41	4,73
3	46	42	3,89	3	47	42	4,75
4	47	43	3,87	4	48	43	4,73
5	48	44	3,88	5	49	44	4,74
6	49	45	3,87	6	50	45	4,73
7	50	46	3,86	7	51	46	4,72
8	51	47	3,88	8	52	47	4,74
9	52	48	3,86	9	53	48	4,72
10	53	49	3,87	10	54	49	4,73

	Вариант	19			Вариант	20
№	Диаметр об-		Нагрузка	№	Диаметр об-		Нагрузка
№	Диаметр об-		Нагрузка	об-	разцов (d),		Нагрузка
об-	разцов (d), мм		(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
разца			(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
				ца
	1	2			1	2
	1	2			1	2
1	46	43	2,86	1	47	44	3,89
2	47	44	2,80	2	48	45	3,83
3	48	45	2,91	3	49	46	3,95
4	49	46	2,83	4	50	47	3,86
5	50	47	2,86	5	51	48	3,89
6	51	48	2,81	6	52	49	3,84
7	52	49	2,78	7	53	50	3,81
8	53	50	2,87	8	54	51	3,91
9	54	51	2,76	9	55	52	3,78
10	55	52	2,83	10	56	53	3,86

	Вариант	21			Вариант	22
№	Диаметр об-		Нагрузка	№	Диаметр об-		Нагрузка
№	Диаметр об-		Нагрузка	об-	разцов (d),		Нагрузка
об-	разцов (d), мм		(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
разца			(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
разца	1	2		ца	1	2
	1	2		ца	1	2
1	50	46	7,26	1	52	47	6,40
2	51	47	7,20	2	53	48	6,34
3	52	48	7,31	3	54	49	6,45
4	53	49	7,23	4	55	50	6,37
5	54	50	7,26	5	56	51	6,40
6	55	51	7,21	6	57	52	6,35
7	56	52	7,18	7	58	53	6,32
8	57	53	7,27	8	59	54	6,41
9	58	54	7,16	9	60	55	6,30
10	59	55	7,23	10	61	56	6,37

	Вариант	23			Вариант	24
№	Диаметр об-		Нагрузка	№	Диаметр об-		Нагрузка
№	Диаметр об-		Нагрузка	об-	разцов (d),		Нагрузка
об-	разцов (d), мм		(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
разца			(Р), кН	раз-	мм		(Р), кН
				ца
	1	2			1	2
	1	2			1	2
1	53	50	4,57	1	54	50	7,59
2	54	51	4,51	2	55	51	7,53
3	55	52	4,62	3	56	52	7,64
4	56	53	4,54	4	57	53	7,56
5	57	54	4,57	5	58	54	7,59
6	58	55	4,52	6	59	55	7,54
7	59	56	4,49	7	60	56	7,51
8	60	57	4,58	8	61	57	7,60
9	61	58	4,47	9	62	58	7,49
10	62	59	4,54	10	63	59	7,56

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

1. Для каждого испытания плоскими пуансонами предел прочности при одноосном сжатии определяется по формуле:

сж Р ,

где Р - разрушающая нагрузка, кН; Fy- условная площадь поперечного сечения образца, см2.

Условная площадь поперечного сечения образца определяется в соответствии с его диаметром (dср) и выбранной площадью пуансона (Sn) по графику рис.1.2.

Рисунок 1.2 – График для определения условной площади поперечного сечения образца

2. Далее выполняется определение возможной относительной ошибки в оценке предела прочности горных пород при одноосном сжатии σсж:

сж

где: δР - относительная ошибка в определении величины нагрузки; δFy - относительная ошибка в определении условной площади по графику рис.1.2.

1 / 41 2 3 4 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]