Сертификация: тел. +7 (495) 175-92-77
Стр. 1
 

17 страниц

396.00 ₽

Купить официальный бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Официально распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

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.

Стандарт не распространяется на мерзлые горные породы

Введен впервые

Ограничение срока действия снято: Протокол № 3-93 МГС от 12.03.93 (ИУС № 5-93)

Оглавление

1 Метод отбора проб 2 Оборудование, инструменты и материалы 3 Подготовка к испытанию 4 Проведение испытания 5 Обработка результатов 5 Обработка результатов Приложение 1. Определение надежности и погрешности результатов испытания, уточнение необхлдимого числа образцов Приложение 2. Методы построения паспорта прочности Приложение 3. Пример расчета координат точек огибающей и ее построения

Показать даты введения Admin

ГОСУДАРТСВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ПОРОДЫ ГОРНЫЕ

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ
ПРИ ОБЪЕМНОМ СЖАТИИ

ГОСТ 21153.8-88

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва



ГОСУДАРТСВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ПОРОДЫ ГОРНЫЕ

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.

1. МЕТОД ОТБОРА ПРОБ

Отбор проб - по ГОСТ 21153.0-75 со следующими дополнениями:

размеры и объем проб должны обеспечивать изготовление образцов необходимого размера и количества, указанного в п.п. 3.4 и 3.8;

допускается взамен парафинирования производить консервацию проб негигроскопических пород битумированной бумагой по ГОСТ 515-77, полиэтиленовой пленкой по 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 ГОСТ 5180-84.

2. ОБОРУДОВАНИЕ, ИНСТРУМЕНТЫ И МАТЕРИАЛЫ

Для проведения испытаний применяют оборудование, инструменты и материалы по 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 черт. 1 или любой другой конструкции для размещения в ней образца и создания гидростатического давления на его боковые поверхности, обеспечивающую по 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 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. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

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 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.

3.8. Количество образцов должно быть не менее четырех при условии обеспечения надежности результатов не менее 80 % и относительной погрешности не более 20 % для массовых испытаний и, соответственно, не менее 90 % и не более 10 % - для сравнительных испытаний.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

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 ГОСТ 5180-84. Влажность фиксируют в журнале испытаний.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Предел прочности при объемном сжатии () 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.

Вычисляют среднее арифметическое значение предела прочности по пробе, среднее квадратическое отклонение и коэффициент вариации V:

Определение фактической надежности результатов испытаний и уточнение необходимого числа образцов n для достижения заданной надежности производят в соответствии с 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.

5.4. Результаты испытаний представляют средними значениями предела прочности , 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 приложениях 2 и 3.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ И ПОГРЕШНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИСПЫТАНИЯ, УТОЧНЕНИЕ НЕОБХОДИМОГО ЧИСЛА ОБРАЗЦОВ

Значение фактической надежности результатов испытания устанавливают по табл. 2 по заданному максимальному значению относительной погрешности в п. 3.8, вычисленному значению коэффициента вариации V и числу испытанных образцов n.

Если определенное таким образом значение надежности меньше заданного, то испытывают дополнительное число образцов, которое устанавливают согласно табл. 2. После испытания обработку результатов по п. 5.2 повторяют для нового числа образцов.

При невозможности испытания дополнительного числа образцов принимают заданное значение надежности и по табл. 2 устанавливают фактическую относительную погрешность оценки средней прочности по пробе.

Таблица 2

Значение
отношения

Надежность , %

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


ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обязательное

МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ ПАСПОРТА ПРОЧНОСТИ

Паспортом прочности горной породы является кривая, огибающая предельные круги напряжений Мора в координатах нормальных и касательных напряжений. Предельный круг Мора соответствует предельному напряженному состоянию, достигаемому при данном соотношении наибольшего и наименьшего главных нормальных напряжений, и имеет радиус с координатами центра

На черт. 2 приведены наиболее характерные круги Мора, огибающая их кривая и обозначены основные параметры, определяемые по паспорту прочности:

предельное сопротивление срезу (сцепление С0) при отсутствии нормальных напряжений, т.е. и соответствующий угол внутреннего трения нормальных напряжений, т.е. и соответствующий угол внутреннего трения (коэффициент внутреннего трения ) - постоянные параметры:

условное сцепление С при различных напряжениях , и соответствующий угол внутреннего трения (коэффициент внутреннего трения ) - переменные параметры.

1 - круг одноосного растяжения; 2 - круг одноосного сжатия; 3 - круг объемного сжатия; nn - касательная к огибающей в точке ее пересечения с осью mm -касательная к огибающей в любой точке на ней

Черт. 2


1. Метод построения паспорта прочности по данным определения пределов
прочности при объемном сжатии, одноосном сжатии и растяжении

1.1. Для построения паспорта прочности используют результаты определения пределов прочности при объемном сжатии не менее чем при трех (в пределах заданного диапазона напряжений) различных значениях бокового давления p.

1.2. По совокупности парных значений и в координатах строят семейство полуокружностей радиусами с координатами центров (