Практическое занятие 3 (2). Практическая работа 3 Построение паспорта прочности пород

• Название: Практическая работа 3 Построение паспорта прочности пород
• Дата: 26.03.2023
• Размер: 1.61 Mb.
• Имя файла: Практическое занятие 3 (2).docx
• Тип: Практическая работа; #1014947

Практическая работа №3

Построение паспорта прочности пород

Для оценки поведения горных пород при различных видах напряженного состояния используют обобщенную характеристику, так называемый паспорт прочности пород. Паспорт прочности представляет собой графическую зависимость между касательными напряжениями τ и нормальными σ, при которых происходит разрушение породы.

График такой зависимости строится по результатам разрушения образцов породы в специальных приборах: стабилометрах (с определением напряжений при объемной нагрузке, косого сдвига), срезных приборах и др. (рис. 1.3; 1,5).


Рисунок 1.3. Схемы приборов для определения прочности скальных и полускальных пород: а – методом косого сдвига; b – в условиях трехосного сжатия (стабилометр); 1 – динамометр; 2 – камера; 3 – образец скальной или полускальной породы; 4 – вода под давлением для создания боковой нагрузки

Для скальных и полускальных пород график зависимости τ = f (σ) представляет собой касательную (огибающую) кругов Мора, построенных по результатам измерения σ₁ и σ₂ = σ₃. График огибающей кругов Мора стоится в координатной сетке σ - τ в масштабе в 1 см 10 МПА.

На оси σ находятся центры двух-трех кругов (окружностей):

, и сами окружности радиусом , проводится касательная, с полученного графика (обычно прямой) снимаются размеры (рис. 1.4) τ = с при σ = 0 и угол φ - угол внутреннего трения пород. Составляется уравнение прямой:

τ _п = с + tgφ σ. (1.4)

Рисунок 1.4. Паспорт прочности пород

ЗАДАНИЕ 3.1. Построить графическую зависимость касательных напряжений τ от величины нормальных σ (паспорт прочности пород) по результатам стабилометрических испытаний трех образцов: σ₁, σ_2, записать уравнение прочности породы в виде τ _п = с + tgφ σ.

Для песчаных и глинистых пород прочностные характеристики с, φ определяются на срезных (сдвиговых) приборах (рис. 1.5)

Измеряется величина вертикального N и горизонтального Т усилий, при которых происходит срез (сдвиг) образцов грунта (обычно 3 образца при различных N), величина усилий N и Т измеряется в тс кгс, Н. Чтобы перейти к величине напряжений, возникающих в образце при сдвиге, определяется площадь поперечного сечения образца S (см², м²), а затем напряжения:

σ = ; τ = .

Рисунок 1.5. Сдвижной прибор конструкции ВНИМИ: 1 – основание; 2 – вертикальное уплотняющее усилие; 3 – горизонтальное сдвигающие усилие; 4, 5- срезные кольца; 6 – динамометр

По результатам измерений стоится график зависимости τ = f(σ), который аппроксимируется формулой (1.4).

ЗАДАНИЕ 3.2. Построить график зависимости напряжений сдвига τ от величины вертикальных напряжений σ (паспорт прочности) для суглинистых пород.

Исходные данные:

Номер работы	3.1			3.2
Номер варианта	σ 1 σ 2	σ 1 σ2	σ 1 σ 2		N=9,5 Т1	N=5,0 Т2	N=7,5 Т3	d, мм
1	34 0	50 7	62 15		9,24	12,4	14,56	60
2	32 0	47 10	65 22		5,94	7,56	10,8	59
3	50 0	67 8	82 11		3,64	5,2	7,02	58
4	58 0	81 3	104 7		2,04	3,83	4,59	57
5	50 0	90 30	123 56		4,43	5,9	7,38	56
6	45 0	61 13	81 24		3,6	4,8	6,48	55
7	29 0	58 8	75 15		6,0	6,9	8,4	54
8	20 0	36 9	50 18		5,28	6,16	7,48	53
9	50 0	72 9	90 18		4,2	5,46	6,72	52
10	18 0	37 9	60 18		1,4	2,4	3,2	51
11	60 0	75 8	92 18		3,38	3,76	4,51	49
12	28 0	53 4	76 13		4,32	5,4	6,66	48
13	41 0	60 13	80 28		3,4	4,08	4,6	47
14	22 0	38 10	60 27		1,48	2,31	2,97	46
15	31 0	50 9	72 18		1,76	2,88	3,68	45
16
17

Пример выполнения работы 3.1:

Исходные данные:

Решение: 1) ;

; ;

1. 
   ; ;
   

;

проводим окружность:

3) строим график – проводим огибающую кругов Мора в виде касательной



4) OC = C = 5 МПа; φ = 35^о;

;

5)
Пример выполнения работы 3.2:

Исходные данные: ; ; ; ; ; ; .
Решение:

1. 
   
   
2. 
   ;
   

;

;

3. 
   ;
   

;

;

4. 
   строим график: ; С = 18 МПа;
   

τ = 18 + 0,2 σ;

5. 
   Τ = 18 + tg(11^o24^’) σ