Определение предела упругости, пределов прочности породы на сжатие и растяжение

Прочностные свойства горных пород характеризуют предельное сопротивление пород различного рода нагрузкам.

Пределом прочности [о] называют максимальное значение напряжения, которое выдерживает образец до разрушения:

где Р - разрушающая нагрузка; F - площадь, на которую действует приложенная нагрузка.

Предел прочности при одноосном сжатии образцов горных пород или прочность на сжатие [ ] наиболее широко определяемая характеристика прочности пород. Ее наивысшие значения для горных пород достигают 500 МПа (наиболее прочные базальты, кварциты), минимальные значения измеряются единицами мегапаскалей и даже меньше (мергель, гипс, каменная соль в водонасыщенном состоянии). Прочность на сжатие пород даже одного пет­рографического наименования в зависимости от состава и структуры может колебаться в весьма больших пределах. Так, показатель[ ] для различных базальтов изменяется в диапазоне 30-50 МПа, грани­тов 37 - 380 МПа. Обычно прочность пород на сжатие тем выше, чем выше их плотность.

Прочность на растяжение горных пород значительно ниже их прочности на сжатие. Это одна из наиболее характерных осо­бенностей горных пород, определяющих их поведение в поле меха­нических сил. Горные породы плохо сопротивляются растягиваю­щим усилиям, появление которых в тех или иных участках массива пород при разработке служит критерием опасности обрушений по­род и разрушения горных выработок.

Отношение [ )]весьма показательно для сравнительной характеристики различных пород и колеблется в пределах 1/5-1/80, чаще же всего в пределах 1/15-1/40. Верхний предел 1/5 соответствует глинистым породам, нижний - наиболее хрупким породам (гранитам, песчаникам и др.).

Исходные данные: кгс; предельная сила при растяжении образца кгс, диаметр образца горной породы d=40 мм; высота образца горной породы h=40 мм

Предел прочности на растяжение определяется методом диаметрального сжатия. Выполняется на гидравлическом прессе.

Определяется по следующей формуле:

Где

h – высота образца горной породы; d – диаметр образца горной породы.

Предел прочности при сжатии находится из выражения

,

где - предельная сила при сжатии образца.

Определение предела упругости

σ_у= Р_у/S, кгс/см²

где S - площадь основания; Р_у —2500 кгс;

S = πd²/4= 3.14 4² /4 =12.56 см²

σ_у =2500/12.56 = 199 кгс/см² или σ_у = 19,9 МПа

№ п.п.	Наименование	Еденицы измерения	Числовые значения	Еденицы измерения	Числовые значения
	Предел упругости	кгс/		МПа	19,9
	Предел прочности на сжатие	кгс/		МПа
	Предел прочности на растяжение	кгс/		МПа