Лекции.Орг
 

Категории:


Классификация электровозов: Свердловский учебный центр профессиональных квалификаций...


Экологические группы птиц Астраханской области: Птицы приспособлены к различным условиям обитания, на чем и основана их экологическая классификация...


Расположение электрооборудования электропоезда ЭД4М

Твердость горных пород по Шрейнеру Л.А. и метод ее определения



Метод Л.А. Шрейнеру заключается статическом вдавливании штампа позволяющий определять твер­дость, упругие и пластические характеристики горных пород. В образец горной породы с двумя плоско-параллельными плоскостями вдавливается штамп в форме цилиндра или усеченно­го конуса с плоским основанием. Приэтом регистрируется нагрузка на штамп Р и глубина его внедрения e.

Твердость занимает особое место среди механических свойств пород, поскольку для определения ее используется прием проникновения внутрь породы (индектора), который в определенной степени моделирует разрушение породы острым инструментом.

В настоящее время твердость пород по Шрейнеру Л.А. определяется нагрузкой на единицу площади штампа, при которой заканчиваются упругие и пластические деформации, завершающиеся полным хрупким разрушениям участка пород под площадью штампа, т.е. в качестве меры твердости принята величина контактного давления, при котором напряжения в породе под штампом достигают предела прочности. Преимущество штампа с постоянной на время опыта площадью контакта перед вдавливаемым конусом предопределило широкое его применение. Используемые в опытах штампы представлены на рисунке1 .



а – закаленная сталь; б – твердый сплав
Рисунок 1 – Штампы
По рекомендациям Шрейнера Л.А. для плотных и однородно-пористых пород применяются штампы площадью до 2 мм2. При испытании пород с размером зерен более 0,25 мм рекомендуется использовать штампы площадью 3 мм2, а в опытах с малопрочными и сильнопористыми породами рекомендуются штампы с контактной площадью 5 мм2 и более.
Определение твердости методом статического вдавливания штампа производится на специальных установках УМГП - 3 и УМГП - 4, на которых результаты опыта автоматически записываются на ленте, также на приборах, изготовленных на базе гидропресса рисунок 2.

1 - цилиндр гидравлического пресса; 2 – манометр; 3 - рычаг ручного насоса; 4 - корпус насоса; 5 – траверса; 6 – штамп; 7 - индикатор глубины внедрения; 8 - столик поршня; 9 - образец горной породы; 10 - кран гидронасоса
Рисунок 2 – Гидропресс


Штамп вдавливается под нагрузкой в образец породы, при этом фиксируются попарно нагрузка – глубина внедрения штампа в породу. Вдавливание продолжается до момента хрупкого разрушения породы и выкола лунки. После этого производится построение графиков зависимости нагрузки на штамп от глубины внедрения.
Шрейнер Л.А. определил, что все горные породы по характеру их “поведения” при деформации подразделяются на 3 группы: 1 - хрупкие, 2 – хрупко-пластичные, 3 – высоко-пластичные, сильнопористые, не дающие общего хрупкого разрушения. Каждая группа пород имеет характерный график деформации, по которым определяют твердость и некоторые другие механические свойства пород. На рисунке 3 а, б, в приведены графики деформации всех трех групп.


а – для хрупких горных пород; б - для хрупко - пластичных горных пород; в - для высоко-пластичных горных пород
Рисунок 3 - Графики деформаций горных пород


На рисунке 3 а - график деформации хрупких пород. Зависимость ε = f (Р) линейная. До момента разрушения (точка А) деформация только упругая. По максимальной нагрузке Рр, соответствующей моменту выкола лунки определяется твердость Рш

где F- площадь основания штампа.

График деформации хрупко-пластичных пород (рисунок 3 б) состоит из двух частей – упругой и пластичной. В области упругой деформации (участок ОА) деформация протекает быстрее. В точке А происходит переход упругих деформаций в пластические. На участке АВ происходит пластическая деформация породы. При ступенчатом нагружении штампа наступает интенсивная деформация, причем рост деформации каждый раз продолжается некоторое время и после прекращения повышения нагрузки. Это так называемое пластическое течение. На графике этот участок характеризуется уменьшением угла наклона кривой деформации. В точке В происходит выкол лунки.
Твердость определяется аналогично первому графику.

В точке В наблюдается переход упругих деформаций в пластические. Это дает возможность по нагрузке Р0, соответствующей переходу деформаций, определить предел текучести породы Рт

За меру пластичности принимается отношение общей работы, затраченной до момента разрушения Ар (пропорциональной площади ОАВС) к работе упругого деформирования Ауп(пропорциональной площади ОДЕ) – это отношение называют коэффициентом пластичности Кп.



Шрейнер Л.А. предложил считать работу упругого деформирования пропорциональной площади треугольника ОДЕ, то есть то, что упругие константы породы сохраняют свою величину и в области пластической деформации. Высокопластичные, сильнопористые не дают общего хрупкого разрушения под штампом. За меру твердости и за начало разрушения условно принимается предел текучести Рт, соответствующий нагрузке Р0 рисунок 7 в.


Коэффициент пластичности условно принят равным бесконечности Кп = ∞.

На основе анализа материалов применение метода статического вдавливания штампа Шрейнером предложена классификация горных пород по твердости и пределу текучести (таблица 1).

Таблица 1 – Классификация горных пород по твердости и пределу
текучести

 

Группа пород Категория Рш, МПа Рт, МПа
Мягкие 1 2 3 <100 100-250 250-500 <40 40-110 110-250
Средней твердости 4 5 500-1000 1000-1500 250-550 550-850
Твердые 6 7 1500-2000 2000-3000 850-1200 1200-1900
Крепкие 8 9 3000-4000 4000-5000 1900-2500 2500-3500
Очень крепкие 10 11 12 5000-6000 6000-7000 >7000 3500-4200 4200-5100 >5100

 


Классификация горных пород по пластичности представлена в таблице 2.

Таблица 2 – Классификация горных пород по пластичности

 

Категория 1 2 3 4 5 6
Кпл 1 1-2 2-3 3-4 4-6 6-∞

Первая категория включает хрупкие горные породы, вторая, третья, четвертая, пятая хрупко-пластичные, а в шестой – высоко-пластичные и сильнопористые.





Дата добавления: 2015-08-18; просмотров: 3038 | Нарушение авторских прав


Рекомендуемый контект:


Похожая информация:

  1. II. Методические указания к выполнению лабораторной работы. 1. Осуществить количественный посев для определения количества почвенных микроорганизмов согласно приведенной схеме
  2. II. Определения
  3. II. Погрешности. Основные определения и КЛАССИФИКАЦИЯ
  4. III. Инструкция на 1951 г. по гнездовому способу посева полезащитных лесных полос с главной породой — дубом
  5. III. Попытки определения абсолютной скорости. Опыт Майкельсона
  6. А. ПОСТАНОВЛЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНСТИТУЦИОННОГО СУДА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВОПРОСАМ ПРИМЕНЕНИЯ УГОЛОВНО-ПРОЦЕССУАЛЬНОГО ПРАВА
  7. Айрширская порода
  8. Актуарные расчеты и методы определения тарифных ставок
  9. Алгоритм проведения анализа. Для определения критической области статистики используют уровень значимости и учитывают вид альтернативной гипотезы
  10. Алгоритмы определения простых чисел
  11. Американская верховая порода лошадей
  12. АНАЛИЗ СИТУАЦИИ ПОЛОВОГО САМООПРЕДЕЛЕНИЯ В СФЕРЕ ОБРАЗОВАНИЯ


Поиск на сайте:


© 2015-2019 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.002 с.