Wydział Górniczy Budownictwo rok III	Ćwiczenie nr 11	Rok akademicki	Data	Ocena
Imię i nazwisko Michał Kundzierewicz	Oznaczenie modułu jednostronnego ściskania skał.	2001/2002	19/12/2001

Badanie przeprowadzamy na urządzeniu zwanym edometrem w którym umieszczamy próbkę przeznaczoną do badań. Poddajemy próbkę stopniowo zwiększanemu obciążeniu i odnotowujemy odkształcenie pionowe jakiemu ulega. Próbka nie może się odkształcać na boki zatem zmiana wymiarów pionowych jest miarą zmian jej objętości.

Rodzaj skały							Less
Wyniki konsolidacji próbki skalnej dla odpowiednich wartości obciążeń.
Obciążenie σ (Mpa)	Czas t (s)	Odczyt czujników (mm)		Zmniejszenie wysokości próbki Δhi (mm)			Wysokość próbki (mm)
				1	2	1		2	średnia
σ1=0,05	60	4,69	4,36	0,31	0,64	0,475	19,525
	120	4,68	4,35	0,32	0,65	0,485	19,515
	300	4,67	4,34	0,33	0,66	0,495	19,505
	600	4,66	4,335	0,34	0,665	0,502	19,498
	900	4,65	4,33	0,35	0,67	0,51	19,49
	1200	4,65	4,32	0,35	0,68	0, 515	19,485
σ2=0,1	60	4,12	3,88	0,88	1,12	1	19
	120	4,10	3,86	0,90	1,14	1,02	18,98
	300	4,09	3,75	0,91	1,25	1,08	18,92
	600	4,08	3,75	0,92	1,25	1,085	18,915
	900	4,075	3,745	0,925	1,255	1,09	18,91
	1200	4,07	3,74	0,93	1,26	1,095	18,905
σ3=0,2	60	3,11	2,55	1,89	2,45	2,17	17,83
	120	3,10	2,54	1,90	2,46	2,18	17,82
	300	3,09	2,525	1,91	2,475	2,1925	17,8075
	600	3,085	2,52	1,915	2,48	2,1975	17,8025
	900	3,085	2,52	1,915	2,48	2,1975	17,8025
	1200	3,08	2,51	1,92	2,49	2,205	17,795
σ4=0,4	60	2,13	1,50	2,87	3,50	3,185	16,815
	120	2,10	1,485	2,90	3,515	3,2075	16,7925
	300	2,08	1,47	2,92	3,53	3,225	16,775
	600	2,07	1,46	2,93	3,54	3,235	16,765
	900	2,07	1,46	2,93	3,54	3,235	16,765
12=	1200	2,07	1,46	2,93	3,54	3,235	16,765

Korzystając ze wzorów :

- na moduł jednostronnego ściskania:

M = σ_i * h_i/h_i *ℵ_i

gdzie:

M - edometryczny moduł ściśliwości [MPa]

σ_i - przyrost naprężenia normalnego w próbce skalnej , [MPa]

h_i - zmniejszenie wysokości próbki wskutek zwiększenia naprężenia o Dsi [mm]

h_i - grubość próbki przed zwiększeniem naprężenia o Dsi , [mm]

ℵ_i - współczynnik korekcyjny

_i - odkształcenie jednostkowe próbki, ei=Dhi/hi

i - numer zakresu obciążenia

• na moduł odkształcenia

E_o = M

gdzie:

E_o - moduł odkształcenia. [MPa]

M - moduł ściśliwości [MPa]

ν - współczynnik rozszerzalności bocznej (=0,3)

Po obliczeniach dostajemy następujące wyniki:

Lp.	Zakresy obciążenia	Odkształcenie	Współczynnik	Moduł ściśliwości	Moduł odkształcenia
i	σi [MPa]	i=hi/hi	i	M [MPa]	Eo [MPa]
1	0,0 - 0,05	0,024	1,1	2,26		1,672
2	0,05 - 0,1	0,026	1,2	4,54		3,359
3	0,1 - 0,2	0,057	1,15	3,97		2,937
4	0,2 - 0,4	0,123	1,12	3,61		2,671
5	0,0 - 0,1	0,025	1,2	4,66		3,448
6	0,0 - 0,2	0,11	1,05	1,90		1,406
7	0,0 - 0,4	0,161	1,8	4,45		3,293

Wnioski:

W wyniku badania ściśliwości skały poprzez stopniowe obciążanie próbki skalnej w warunkach uniemożliwiających jej rozszerzanie uzyskano odpowiednie zmiany wysokości

dla δ = 0,4 MPa uzyskano końcowe osiadanie 16,765 mm , co przy początkowej wysokości

h = 20 mm daje 3,235mm wartości osiadań dla całego przyłożonego obciążenia pionowego .

Znając wartości osiadań końcowych przy zadanym obciążeniu , określić można M - moduł jednostronnego ściskania , jako stosunek przyrostu osiowego naprężenia normalnego do jednostkowego zmniejszenia wysokości próbki .

Opierając się o wykresy konsolidacji można stwierdzić , że największe osiadania następują w pierwszej minucie przy każdorazowej zmianie obciążenia , należy to rozumieć , że próbka uległa pełnej konsolidacji i dopiero dodając kolejne obciążniki uzyskujemy jej dalsze osiadanie , aż do obciążenia 0,4 MPa .

Interpretacja osiadań końcowych przy każdym stopniu obciążenia w postaci wykresu

ściśliwości , pokazuje współzależność liniową pomiędzy naprężeniami a odkształceniami pionowymi , oczywiście w ustalonym zakresie obciążeń czyli im większy będzie nacisk na próbkę będzie można zauważyć większe odkształcenia w kierunku pionowym .

---