Во времени при одноосном напряженном состоянии

Цель работы

Исследование изменения деформации образца горной породы типа “балка” во времени, находящихся в одноосной напряженном сос­тоянии.

Теоретические основы работы

Длительное воздействие нагрузок на горные породы приводит в существенному изменению их механических свойств, что характеризует их реологические свойства.

Основными реологическими свойствами пород являются ползучесть и релаксация напряжений. Под ползучестью понимают постепенный рост деформации породы во времени при постоянном напряжении. Релаксацией напряжений называется постепенное снижение напряжений в по­роде во времени, при постоянной ее деформации.

На рис. 3 представлена типичная кривая ползучести горных по­род.

Участок ОА соответствует начальной условно-мгновенной дефор­мации. В. зависимости от величины приложенного напряжения она может быть как упругой,. так и частично. пластической,. т.е. необра­тимой, обусловленной сдвижением частиц, их переориентацией, час­тичным нарушением жестких связей.

Участок АВ соответствует стадии неустановившейся или затухающей ползучести. Скорость ползучести на данном участке переменная, она постепенно уменьшается до некоторого постоянного значения. Для ползучести породы в этой стадии также характерны как упругая, так и необратимая деформации.

Рис.3 Кривая ползучести горных пород

Участок ВС - соответствует стадии установившейся ползучести или ползучести с постоянной скоростью. Эта стадия характеризуется разрушением структурных связей, и поэтому деформации при разгрузке не восстанавливаются.

Участок СД - характеризуется увеличением скорости деформирова­ния, что связано с интенсификацией процесса разрушения, появлением трещин и, наконец полным разрушением. Этот участок соответ­ствует стадии прогрессирующего течения. Следовательно, полная деформация e_п ползучести горной породы равна:

e_{п =} e₀ + e₁ + e₂ + e_3.

Оборудование, приборы и инструмент.

1. Испытательный стенд

2. Индикаторы с ценой деления 0, 001 мм.

3. Грузы от 0, 5 до 50 кг

4. Часы с минутной стрелкой.

Испытания проводят на образца породы типа “балка” с размерами 20*20*140 мм, нагруженных на поперечный изгиб, что позволяет создать в образце породы одноосное напряженное состояние

Порядок выполнения работы

1. Описать испытуемый образец порода.

2. Измерить размеры образца с точностью до 0, 1 мм.

3. Установить образец на испытательный стенд.

4. На. образец установить индикатор часового типа для измерения деформации.

5. Установить стрелку индикатора на нулевое деление и произвести нагружение образца путем подвешивания груза, для создания напряжения в образце до 75% от разрушающего.

6. Сразу же. зафиксировать время и снимать показания по индикатору. В дальнейшем через, определенные преподавателем промежутки времени, снять отсчеты с индикаторов дефор­мации.

7. Наблюдения за деформацией образцов вести в течение 60-70 мин, снимая при этом не менее 5-6 показаний с каждого индикатора.

Обработка и оформление результатов испытаний

1. По результатам испытаний построить графики изменения деформации в образце во времени.

2. На графике показать деформацию образца при его нагружении (e₀, e₁, e₂, e₃)

Выводы

На основании результатов исследований сделать краткие выводы по лабораторной работе (оценить величину и скорость деформирования в образце во времени, склонность испытанной породы к проявлениям реологических свойств и др.).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ржевский В.В., Новик Г.Я.. Основы физики горных пород. - М.: Недра, 1984.

2. Алексеенко С.Ф., Мележик В.П. Физика горных пород. Горное давление. Лабораторный практикум. Учеб. пособие.-К. Выща шк.., 1990

3. Турчанинов И.А., Медведев Р.В., Панин В.И. Современные методы комплексного определения физических свойств горных пород. - Л.: Недра, 1967.

4. Векслер Ю.А., Арыстан И.Д. Лабораторные работы по курсу «Основы физики горных пород» (для специальностей 0201, 0202, 0206, 0586, 0634).