ГОСТ 21153.8-88
Завантажити документ
Формат .docx · доступно зареєстрованим користувачам
Москва
Метод определения предела прочности
при объемном сжатии
Rocks. Method for determination
of triaxial compressive strength ГОСТ
21153.8-88
Срок действия с 01.07.89
до 01.07.94
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на твердые горные породы с пределом прочности при одноосном сжатии не менее 1 МПа и устанавливает метод определения предела их прочности при объемном сжатии цилиндрических или призматических образцов.
Метод предназначен для испытаний аналогичных по характеристикам или одинаковых объектов (породных образцов) проводимых для определения их характеристик при расчетах и проектировании горных работ, оборудования, проведении научно-исследовательских работ, а также для сравнения и оценки методов испытаний.
Стандарт не распространяется на мерзлые горные породы.
Сущность метода заключается в измерении разрушающей сжимающей силы, приложенной к торцам образца через стальные плоские плиты при боковом сжатии его гидростатическим давлением.
Отбор проб - по HYPERLINK "2710.htm" \o "ГОСТ 21153.0-75 " ГОСТ 21153.0-75 со следующими дополнениями:
размеры и объем проб должны обеспечивать изготовление образцов необходимого размера и количества, указанного в п. HYPERLINK "" \l "p34" \o "п. 3.4 " п. 3.4 и HYPERLINK "" \l "p38" \o "п. 3.8 " 3.8 ;
допускается взамен парафинирования производить консервацию проб негигроскопических пород битумированной бумагой по HYPERLINK "6276.htm" \o "ГОСТ 515-77" ГОСТ 515-77 , полиэтиленовой пленкой по HYPERLINK "6145.htm" \o "ГОСТ 10354-82 " ГОСТ 10354-82 или другими водонепроницаемыми материалами, не вступающими во взаимодействие с горными породами;
при отборе проб дополнительно отбирают несколько кусков породы общей массой не менее 200 г для определения влажности пробы; куски дробят и сразу же помещают в бюксы, которые для надежной герметизации обматывают клейкой лентой. Определение влажности - по HYPERLINK "2141.htm" \o "ГОСТ 5180-84" ГОСТ 5180-84 .
Для проведения испытаний применяют оборудование, инструменты и материалы по HYPERLINK "2710.htm" \o "ГОСТ 21153.0-75 " ГОСТ 21153.0-75 со следующими дополнениями:
станки обдирочно-шлифовальный любой конструкции с плоским чугунным диском, плоскошлифовальный и токарный - для подготовки образцов;
машины испытательные или прессы, отвечающие требованиям ГОСТ 8905-82 и ГОСТ 9753-81, максимальное усилие которых не менее чем на 20 % превышает предельную нагрузку на образец;
насос гидравлический любой конструкции, максимальное рабочее давление которого не менее чем на 20 % превышает предельное значение гидростатического давления на боковую поверхность образца;
камеру объемного сжатия, изображенную на HYPERLINK "" \l "r1" \o "чертеж 1" черт. 1 или любой другой конструкции для размещения в ней образца и создания гидростатического давления на его боковые поверхности, обеспечивающую по HYPERLINK "2712.htm" \o "ГОСТ 21153.2-84 " ГОСТ 21153.2-84 соосное приложение осевой нагрузки к образцу (отклонение от соосности не более 0,5 мм) через стальные плиты;
манометры образцовые по ГОСТ 6521-72;
угольник слесарный по HYPERLINK "6146.htm" \o "ГОСТ 3749-77" ГОСТ 3749-77 ;
материал изоляционный (резина трубчатая по ГОСТ 4750-79, клей, образующий при высыхании эластичную и прочную пленку, устойчивую к воздействию рабочей жидкости, например, "Момент-1" и по ТУ 6-15-1268-80 и т.п.) - для предохранения образца от проникновения в его поры рабочей жидкости;
рабочую жидкость (любые технические масла, глицерин и др.);
шлифпорошок № 12-8 по ГОСТ 3647-80 - для доводки поверхности торцов образцов.
1 - впускной вентиль; 2 - манометр; 3 - вентиль выпуска воздуха; 4 - стальные плиты; 5 - шток; 6 - крышка; 7 - корпус; 8 - сферическая пята; 9 - накидная гайка; 10 - образец; 11 - изоляция; 12 - выпускной вентиль
Черт. 1
3.1. Для испытания изготовляют цилиндрические или призматические (с квадратным поперечным сечением) образцы.
3.2. Образцы выбуривают или вырезают на камнерезной машине из штуфов и кернов, их торцевые поверхности шлифуют.
3.3. Образцы из гигроскопических пород изготовляют без применения промывочной жидкости и до начала испытания хранят в эксикаторе.
3.4. Размеры образцов выбирают по HYPERLINK "" \l "t1" \o "таблица 1" табл. 1 .
Таблица 1
Параметр образца Размеры при испытаниях
сравнительных массовых
предпочтительные допускаемые
Диаметр (сторона квадрата), мм 42 ( 2 42 ( 2 От 30 до
75 включ.
Отношение высоты к диаметру (стороне квадрата), ед. 2,0 ( 0,1
Измерения производят штангенциркулем с погрешностью не более ( 0,1 мм.
Диаметр (сторону квадрата) измеряют в трех местах по высоте образца (в середине и у торцов), в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Допускается разность диаметров (сторон квадрата) по этим измерениям не более 0,5 мм. За расчетный размер принимают среднее арифметическое результатов всех измерений.
3.5. Торцевые поверхности образца должны быть плоскими, параллельными друг другу и перпендикулярными к боковой поверхности. Неплоскостность (выпуклость, вогнутость) проверяют линейкой штангенциркуля или боковой поверхностью слесарного угольника на отсутствие просвета и устраняют шлифованием.
Отклонение от параллельности измеряют индикатором, установленным на стойке, по двум взаимно перпендикулярным направлениям; величина его по диаметру (стороне квадрата) должна быть не более 0,2 мм при сравнительных и 0,4 мм при массовых испытаниях.
Отклонение от перпендикулярности контролируют слесарным угольником на отсутствие просвета.
3.6. Образующие боковых поверхностей образца должны быть прямолинейными по всей высоте.
Отклонение от прямолинейности контролируют линейкой штангенциркуля или боковой поверхностью слесарного угольника по образующей в четырех положениях, смещенных друг относительно друга на 90(. Допускаемое отклонение от прямолинейности - 0,5 мм.
3.7. Образцы одной выборки должны иметь одинаковые размеры. Допускаются отклонения значений диаметра (стороны квадрата) каждого образца от среднего арифметического по всем образцам выборки не более ( 1 мм и высоты не более ( 2 мм.
не более 20 % для массовых испытаний и, соответственно, не менее 90 % и не более 10 % - для сравнительных испытаний.
4.1. Образец изолируют от жидкости, передающей гидростатическое давление, либо вместе с приложенными к его торцам стальными плитами (при изоляции боковых поверхностей образца и плит трубчатой резиной), либо отдельно от них сплошным покрытием образца двух-трехкратным слоем клея.
Изолированный образец устанавливают в рабочую полость камеры объемного сжатия в сборе с плитами или прокладывая их между торцами образца и опорными торцами нагрузочных элементов камеры.
4.2. Герметизируют рабочую полость камеры и подачей в нее рабочей жидкости доводят боковое давление на образец до значения, заданного условиями решаемой задачи.
4.3. Поддерживая заданное значение бокового давления с погрешностью ( 5 %, нагружают образец вдоль оси до разрушения равномерно со скоростью нагружения 1-5 МПа/с. Момент разрушения фиксируют по максимальному значению осевой нагрузки.
4.4. Записывают значения разрушающей силы Р приложенной к торцам образца, в килоньютонах и бокового гидростатического давления р в мегапаскалях.
4.5. При необходимости определяют влажность испытанного образца. Для этого выбирают обломки образца без следов проникновения рабочей жидкости, помещают их в бюксы не позже чем через 10 мин после выполнения испытаний. Дальнейшие операции - по HYPERLINK "2141.htm" \o "ГОСТ 5180-84" ГОСТ 5180-84 . Влажность фиксируют в журнале испытаний.
) в мегапаскалях при заданном значении бокового давления для каждого образца вычисляют по формуле
где Р - разрушающая сила, приложенная к торцам образца, кН;
S - площадь поперечного сечения образца, см2.
5.2. Обработку результатов испытаний n образцов производят в следующем порядке.
и коэффициент вариации V:
результатов испытаний и уточнение необходимого числа образцов n для достижения заданной надежности производят в соответствии с HYPERLINK "" \l "_ПРИЛОЖЕНИЕ_1" \o "приложение 1" приложением 1 .
5.3. Вычисления производят:
площади поперечного сечения образца, частных и среднего арифметического значений, а также среднего квадратического отклонения предела прочности - до третьей значащей цифры;
коэффициента вариации - до целого числа.
, бокового давления p и коэффициента вариации V.
5.5. Методы построения паспорта прочности горных пород и пример расчета координат точек огибающей и ее построения приведены соответственно в HYPERLINK "" \l "_ПРИЛОЖЕНИЕ_2" \o "приложение 2" приложениях 2 и HYPERLINK "" \l "_ПРИЛОЖЕНИЕ_3" \o "приложение 3" 3 .
Рекомендуемое
в HYPERLINK "" \l "p38" \o "п. 3.8" п. 3.8 , вычисленному значению коэффициента вариации V и числу испытанных образцов n.
меньше заданного, то испытывают дополнительное число образцов, которое устанавливают согласно HYPERLINK "" \l "t2" \o "таблица 2" табл. 2 . После испытания обработку результатов по HYPERLINK "" \l "p52" \o "п. 5.2 " п. 5.2 повторяют для нового числа образцов.
оценки средней прочности по пробе.
Таблица 2
Значение
отношения
, %
Число образцов n, шт.
4 5 6 7 8 9 10 11 12
0,4 52 58 63 66 70 74 76 79 81
0,6 68 75 80 84 87 89 91 92 94
0,8 79 85 90 92 94 96 96 98 98
1,0 86 91 94 96 97 98 99 99 99
1,2 90 94 96 98 99 99 100 100 100
1,4 93 96 98 99 99 100 100 100 100
1,6 95 98 99 99 100 100 100 100 100
Обязательное
На HYPERLINK "" \l "r2" \o "чертеж 2 " черт. 2 приведены наиболее характерные круги Мора, огибающая их кривая и обозначены основные параметры, определяемые по паспорту прочности:
) - постоянные параметры:
) - пер