116287

LABORATORIUM Z MECHANIKI GÓROTWORU

Wytrzymałość na ściskanie badanej skały określa się przez obliczenie wartości średniej arytmetycznej z wyników otrzymanych dla zbadanych próbek.

Dużą część pracy poświęconej oznaczeniom wytrzymałościowym pochłania przygotowywanie próbek foremnych, a ściślej biorąc ich obróbka. Od dawna przeto poszukiwano sposobów zmniejszenia pracochłonności obróbki próbek służących do badania wytrzymałości na ściskanie. W wyniku tych starań wprowadzono metodę próbek półforemnych, a następnie - nieforemnych.

Próbki półforemne mają z grubsza kształt zbliżony do prostopadłościanu (lub sześcianu), którego tylko dwie powierzchnie (stykające się z prasą) są szlifowane, pozostałe zaś cztery powierzchnie boczne pozostawione są bez obróbki. Konieczne jest zachowanie równoległości i dokładności szlifowania dwóch obrabianych powierzchni. Metodę tę wykorzystuje się powszechnie przy równoczesnym badaniu wytrzymałości na rozciąganie metodą rozłupywania (brazylijską) oraz wytrzymałości na ściskanie.

2. Metoda próbek nieforemnych

ściskanie między płytami prasy serii nieforemnych, lecz o nie wydłużonym kształcie kawałków skał wykazuje, że zbiór wartości zmierzonych sił krytycznych (niszczących ) układa się zgodnie z krzywą Gaussa. Można więc z tych danych wyliczyć wartość średnią, charakteryzującą zwięzłość badanej skały. Rozrzut wartości sił krytycznych jest dla próbek nieforemnych kilkakrotnie większy niż w przypadku próbek foremnych, stąd też dla zapewnienia dostatecznej wiarygodności średniej wartości siły zgniatającej bada się zwykle serie złożone z 15 do 25 nieforemnych okruchów skały. Wskazane jest przy doborze próbek do serii badawczej wybierać kawałki których skrajne wymiary nie różnią się od siebie więcej niż 1,5 raza, a objętość jest zbliżona do 100 cm³ (+50%). Po zważeniu każdego z kawałków (z dokładnością do 1 g) ściska się je kolejno między płytami prasy, zwracając uwagę na to, aby dłuższa oś próbki ustawiona była zgodnie z kierunkiem działania siły. Przy skałach uwarstwionych należy oddzielnie ściskać próbki któtych dłuższa oś jest równoległa, prostopadła lub pod kątem do kierunku uwarstwienia. Prędkość obciążenia powinna wynosić 0,1 do 0,5 MPa • s'¹ w stosunku do przeciętnej powierzchni przekroju poprzecznego próbek. W trakcie ściskania próbki obciążenie zwiększa się do chwili, gdy główny rdzeń próbki - przez odpryskiwanie jej fragmentów bocznych - nie zmaleje do połowy objętości pierwotnej próbki. Należy zanotować największą wartość siły przy ściskaniu każdej z próbek.

Po określeniu średniej masy próbek Q - znając gęstość objętościową każdej skały - oblicza się średnią objętość próbek w serii V według następującego wzoru:

gdzie:

Q - średnia masa próbek,

2

V = ;