Определение механических свойств горных пород вдавливанием пуансона (штампа) по Л.А. Шрейнеру

Используемое оборудование: прибор УМПГ-3, штампы, образцы горных пород.

В образцах горной породы с двумя плоскопараллельными плоскостями вдавливается штамп в форме усеченного конуса с плоским основанием или цилиндра на установке УМГП-3.

На диаграммной ленте записывается график зависимости нагрузки Р и на штамп от глубины его внедрения Е, мм.

Рис. 1 График зависимости нагрузки от погружения штампа на приборе УМГП-3

На графике кривой Р(Е), Рис. 1, отмечаются характерные точки О, А, В, С, С’. Точке А отвечают нагрузка Р₀ и деформация Е_у, соответствующие пределу текучести породы, точке В- максимальная нагрузка Р и деформация Е, соответствующие твердости горной породы; с точкой С связано завершение первого скачка разрушения при вдавливании штампа; точка С’ соответствует концу процесса внедрения при вдавливании штампа на приборе УМГП-3.

В результате обработки полученной на приборе УМГП-3 графической зависимости Р(Е) рассчитываются согласно ГОСТ 12288-66 следующие характеристики процесса вдавливания в горную породу штампа с плоским основанием площадью S:

Условный предел текучести σ₀=Р₀/S, Па;

Твердость по штампу Р_ш=Р_мах, Па;

Коэффициент пластичности К=площадь ОАВСD/площадь ОА’Е;

Удельная объемная работа разрушения А_v=k∙площадь ОАВСD/V, Дж/м³;

Величина V отражает объем лунки разрушения;

k- масштабный коэффициент.

Для испытания используем образцы горной породы хрупко- пластичного разрушения (мрамор) и хрупкого разрушения (гранит).

На каждой породе делаем шесть опытов, и полученные результаты заносим в таблицу 2.

Таблица 2

Таблица 3

Классификация горных пород (по Л.А. Шрейнеру)

После определения твердости по штампу по таблице 3 для каждой породы определяем категорию твердости по классификации Л.А. Шрейнера.