8. Шероховатость внутренней и внешней поверхностей режущих колец - не ниже 7-го класса по ГОСТ 2789-73.
9. Для облегчения извлечения образца породы из режущего кольца допускается применение колец с увеличенным внутренним диаметром кольца на верхнем торце по отношению к диаметру нижнего торца (отношение диаметров 1,01-1,02):
применение разрезных (черт. 2) и разъемных (черт. 3) режущих колец;
применение режущих колец с поднутрением (черт. 4).
10. Схема устройства для выталкивания образца из режущего кольца показана на черт. 5.
Режущее кольцо разрезное
1 - плоскость разъема кольца;
2 - стяжной хомут
Черт. 2
Режущее кольцо разъемное
1 - плоскости разъема кольца;
2 - стяжной хомут
Черт. 3
Режущее кольцо с поднутрением
Черт. 4
Выталкиватель образца из режущего кольца
Черт. 5
а - образцы с пластическим типом деформирования; б - образцы с хрупким типом деформирования;
1 - стальные или латунные штампы
Черт. 1
Схемы установки силоизмерителя
1 - неподвижная опорная площадка; 2 - силоизмеритель (динамометр, тензодатчики и т.п.);
3 - испытуемый образец
Черт. 2
№ п/п |
Дата испытания |
Район отбора |
Дата отбора |
Глубина, м |
Наименование породы |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Характеристики кольца |
Масса кольца с породой mкп, кг |
Масса породы mп, г |
||||||||||||||||||||
d0, мм |
h0, мм |
S0, см2 |
V0, см3 |
mк, г |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Плотность r, г/см3 |
Плотность сухой породы ra, г/см3 |
Влажность W, % |
Коэффициент пористости е |
Граница текучести WL, % |
Граница раскатывания Wр, % |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Число пластичности Iр |
Показатель консистенции IL |
Коэффициент водонасыщения G |
Разрушающая сила РR, Н |
Относительная продольная деформация eR в момент разрушения |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
Предел прочности sR, МПа |
Характеристика поверхности образца до испытания |
Зарисовка образца после испытания |
||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
ПАСПОРТиспытаний глинистых пород на одноосное сжатие(испытание по полной программе)Дата испытания ____________________ Район отбора ____________________________ Глубина отбора ____________________ Наименование породы _____________________ Характеристики кольца d0, мм _____________, h0, мм ____________, S0, см2 ___________, V0, см3 ____________, mк, г ____________, mкп, г ___________, mп, г ___________ Физические характеристики породы r, г/см3 ________, ra, г/см3 ________, W, % ________, wl, % _________, Wp, % ________, 1р, % __________, IL ___________, G ___________ Результаты испытания РR , Н _______, eR ______, sR, МПа _______, sе, МПа ________, e¢ ________, e² _______, eн _______, sн, МПа ______, eк ______, sк, МПа ______ Е, МПа ______, Е0, МПа ______ Место наклейки диаграммы Место для зарисовки или «напряжение-деформация» фотографии образца породы (s - e) после испытания Краткое описание поверхности образца перед испытанием и характера его разрушения ________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ |
При хрупко-пластичном и пластичном типах разрушения, когда разрушению образца предшествуют значительные деформации, необходимо при расчете предела прочности учитывать увеличение площади образца
,
где S > S0.
Величину площади S определяют непосредственным измерением диаметра образца штангенциркулем с погрешностью 0,1 мм и последующим расчетом.
В предположении о несжимаемости породы отношение может быть определено по известной относительной продольной деформации e. В случае сохранения цилиндрической формы (Sh = S0h0) (черт. б)
.
В случае, когда образец после сжатия приобретает форму бочки (черт. в) с образующей в виде дуги окружности, причем диаметр торца бочки сохраняется равным начальному диаметру образца, получается другое соотношение
.
Исходный (черт. а) и деформированные при одноосном сжатии (черт. б, в) образцы глинистых пород
Геометрические характеристики образца |
Диаметр образца, мм |
|||
28 |
40 |
55 |
80 |
|
Начальная площадь поперечного сечения S0, см2 |
6,15 |
12,5 |
24,5 |
50,0 |
Объем образца V0, см3: |
|
|
|
|
при |
25,9 |
75 |
206 |
600 |
при |
34,5 |
100 |
274 |
800 |
Число определений (n) для получения среднего значения предела прочности для инженерно-геологического элемента (слоя) с допустимой погрешностью и требуемой надежностью (доверительной вероятностью) находят в зависимости от коэффициента вариации породы по графикам (см. черт. а, б) или рассчитывают по формуле
,
где g - доверительная вероятность;
- коэффициент вариации;
d - относительная погрешность среднего арифметического значения предела прочности.
Графики для установления числа определений при разных значениях коэффициента вариации и относительной погрешности
а - для доверительной вероятности g = 0,85; б - для доверительной вероятности g = 0,95
1. Если проведено п опытов и получены значения предела прочности sR1, sR2, ... sRj, ... sRn, то определяются следующие величины:
- выборочное среднее арифметическое значение;
- выборочное среднее квадратическое отклонение;
- среднее квадратическое отклонение среднего арифметического значения;
- коэффициент вариации.
2. Определение доверительного интервала позволяет оценить представительность эксперимента, зависящую от разброса значений показателя sR и количества испытаний.
При заданной доверительной вероятности g доверительный интервал ± D определяется соотношением:
, где ,
- квантили распределения Стьюдента, находятся по ГОСТ 11.004-74.
Пример расчета
для слоя глинистой породы проведена серия опытов на одноосное сжатие, в результате которых получены следующие значения предела прочности sR: 0,35; 0,28; 0,53; 0,42; 0,43; 0,31; 0,41 МПа.
Выборочное среднее арифметическое значение полученных результатов составляет:
МПа.
Выборочное среднее квадратическое отклонение
Среднее квадратическое отклонение среднего арифметического значения
МПа.
Коэффициент вариации
%,
Задаемся величиной доверительной вероятности n =0,95.
К = 7 - 1 = 6.
По ГОСТ 11.004-74 значениям n = 0,95 и К = 6 соответствует значение tn = 1,94.
Величина D определяется как МПа.
При этом относительная погрешность оценки среднего значения равна
%.
Доверительный интервал для предела прочности определяется соотношением:
.
Нижнее значение доверительного интервала предела прочности
sRн = 0,39 - 0,06 = 0,33 МПа.
Верхнее значение доверительного интервала предела прочности
sRв = 0,39 + 0,06 = 0,45 МПа.
Определение модуля упругости
Черт. 1
Определение модуля общей деформации
Черт. 2
Типы деформационного поведения глинистых пород при одноосном сжатии
а - хрупкий тип деформирования; б - хрупко-пластический тип деформирования;
в - пластический тип деформирования
Черт. 3
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие требования 1 2. Метод отбора проб 2 3. Оборудование, инструменты и материалы 2 4. Подготовка к испытанию 2 5. Проведение испытаний 3 6. Обработка результатов 3 Приложение 1 Дополнительные виды испытаний глинистых пород при одноосном сжатии 4 Приложение 2 Режущие кольца 5 Приложение 3 Схемы установки образцов породы в приборе одноосного сжатия 8 Приложение 4 Журнал испытаний глинистых пород на одноосное сжатие (испытание по сокращенной программе) 8 Приложение 5 Паспорт испытаний глинистых пород на одноосное сжатие 9 Приложение 6 Определение площади среднего по высоте сечения для деформированных образцов глинистых пород 9 Приложение 7 Номинальные площади сечения и объемы образцов 10 Приложение 8 Установление числа определений 10 Приложение 9 Определение статистических характеристик и доверительного интервала для величины предела прочности sr 11 Приложение 10 обязательное 12 |