Головна

Обробка результатів випробувань гірських порід на твердість

  1. I ФОРМУВАННЯ Результат іншої звичайної діяльності
  2. Штучні абразивна обробка
  3. Аналіз і узагальнення результатів наукового дослідження
  4. Аналіз якості прибутку та факторів, що використовуються для прогнозування фінансових результатів
  5. Аналіз проміжних і кінцевих результатів спільної роботи і внесення на їх основі змін в програму консультування-супроводу.
  6. Аналіз результатів
  7. Аналіз результатів

Гірські породи за характером залежності деформації (?) Від навантаження (Р) На индентор Л. А. Шрейнер поділені на три класи:

- Пружно-тендітні;

- Пружно-пластичні;

- Пластичні і пористі.

На рис. 3.2 представлені схеми, що показують зону руйнування для вищезазначених класів гірських порід. Для двох перших типів гірських порід характерно крихке руйнування, але для пружно-крихких гірських порід співвідношення глибини лунки руйнування h і глибини впровадження індентора ? - h / ?> 5, Для пружно-пластичних порід h / ?> 2-5. Для порід пластичних, високо пластичних і сильно пористих, як правило, h = ?.

У той же час представлене вище поділ порід є досить умовним, тому що при зміні зовнішніх умов, наприклад, всебічного тиску, характерного для залягання гірських порід в сложнонапряженном масиві або на значній глибині, властивості порід і характер руйнування істотно змінюються. Наприклад, встановлено, що пластичні гірські породи поводяться як тендітні при високих швидкостях додатка навантаження і зміцнюється при заляганні на значній глибині.

На рис. 3.3 представлені діаграми деформації в залежності від осьового зусилля для вищезазначених класів гірських порід.

Твердість гірської породи визначається як співвідношення граничного зусилля, що викликав впровадження індентора в породу Рр, до площі торця индентора Sш:

 , [Кг / мм2 = 9,8 МПа], (3.1)

де d - Діаметр торця индентора, мм.

 За граничне зусилля, що визначає твердість гірської породи, приймається для твердих пружно-крихких порід зусилля, при якому стався викол лунки, для порід пластичних і пористих, зусилля при якому починається видавлювання породи з під торця индентора.

Межа плинності гірської породи визначається як відношення зусилля Р0 на заключному етапі пружного деформування гірської породи до площі торця индентора Sш:

 (3.2)

По діаграмах розраховується також коефіцієнт пластичності гірських порід:

 (3.3)

де Апро - Відносна робота, витрачена на руйнування гірської породи;

Ау - Відносна робота по пружності деформації породи;

Аш - Робота по деформації индентора.

Робота Апро розраховується як площа фігури ОАСD, робота Ау також визначається з діаграми, як площа фігури ОAB (рис. 3.3). Робота по деформації индентора визначається розрахунком по залежності:

де ?l - Деформація индентора, мм.

З огляду на, що деформація индентора незначна, в порівнянні з деформацією гірських порід, особливо м'яких і середньої твердості, розрахунок Кп допустимо здійснювати без врахування деформації индентора.

Для пружних гірських порід площі фігур (рис. 3.3, а), що визначають роботу Апро і роботу Ау, Дорівнюватимуть, а значить коефіцієнт пластичності дорівнює 1. Цей випадок відповідає мінімальному значенню коефіцієнта пластичності.

Отримані діаграми дозволяють розрахувати модуль пружності гірської породи за даними, отриманими з ділянки графіка ОА, що відображає процес пружного деформування породи:

 (3.4)

де Р - Зусилля, яке зумовило пружне деформування породи ?уп, Отримане відповідно до ділянкою графіка деформації породи ОА (рис. 3.3, а), даН;

? - коефіцієнт Пуассона.

На даній ділянці діаграми, що відображає процес пружного деформування, розраховується також жорсткість пари «индентор - порода» по залежності:

 (3.5)

Питома робота руйнування Аv визначається як співвідношення Апро і обсягу лунки руйнування, отриманої в породі:

 (3.6)

Обсяг лунки руйнування визначається після очищення лунки від продуктів руйнування і заповнення її пластиліном або парафіном. Потім зліпок слід витягти, зважити і визначити обсяг, розділивши вагу пластичного матеріалу на його питома вага. Перед приміщенням в лунку руйнування пластичного матеріалу дно лунки слід злегка змастити машинним маслом для того, щоб пластилін або віск легко відділялися від дна лунки при добуванні зліпка.

Робота на руйнування гірської породи по Л. А. Шрейнер визначається як добуток роботи, витраченої на пружну деформацію породи Ау, На коефіцієнт пластичності породи Кп:

 (3.7)

де ? - пружна деформація породи, що визначається залежністю (2.20).

Ставлення роботи на руйнування Апро до площі индентора і використання в формулі вираження для розрахунку твердості породи рш (Формула 3.1), дозволяє визначити питому контактну роботу руйнування Аs:

 [ДаН м / м2 = 9,8 Дж / м2], (3.8)

де r - Радіус торця индентора, мм.

Беручи, що обсяг руйнування при вдавливании индентора приблизно дорівнює V ? ?r3 , А глибина лунки руйнування дорівнює r (Виходячи з глибини виникнення максимальних дотичних напружень - рис. 2.14), а кут при вершині лунки - 120?, Отримаємо залежність розрахунку питомої об'ємної роботи руйнування породи Аv:

 , [ДаН м / м3 = 9,8 Дж / м3]. (3.9)

По твердості гірські породи розділені на п'ять груп (табл. 3.1).

Таблиця 3.1



Метод визначення твердості при вдавливании в гірську породу плоского циліндричного індентора. | Класифікація гірських порід по пластичності

Руйнування гірської породи при вдавливании плоского циліндричного індентора | Руйнування гірської породи при вдавливании индентора сферичної форми | І клиновидного індентором | Вплив дотичного навантаження на напружений стан гірської породи при осьовому впровадженні індентора | На процес руйнування гірських порід | Особливості руйнування індентора анізотропних гірських порід | Основні принципи і закономірності динамічного руйнування гірських порід | Механізм і енергоємність руйнування гірських порід при динамічному навантаженні | Руйнування гірської породи ударом при несиметричному навантаженні индентора | Твердість мінералів і гірських порід |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати