ГОСТ 24941-81*

Группа А09

     

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ПОРОДЫ ГОРНЫЕ

Методы определения механических свойств
нагружением сферическими инденторами

Rocks. Methods for determination of mechanical properties
by pressing with spherical indentors

ОКСТУ 0709

Дата введения 1982-07-01

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 2 сентября 1981 г. N 4136 дата введения установлена 01.07.82

Постановлением Госстандарта от 14.11.91 N 1741 снято ограничение срока действия

* ИЗДАНИЕ (март 2001 г.) с Изменением N 1, утвержденным в сентябре 1986 г. (ИУС 12-86)

Настоящий стандарт распространяется на твердые горные породы с пределом прочности при одноосном растяжении не менее 0,5 МПа и устанавливает методы определения показателей прочности и деформируемости на образцах произвольной формы.

Методы предназначены для исследовательских и массовых испытаний горных пород в лабораторных и полевых условиях.

Стандарт не распространяется на мерзлые горные породы.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1. МЕТОД ОТБОРА ПРОБ

1.1. Отбор проб горных пород производят из обнажений и горных выработок, предварительно зачищенных для удаления выветрелой или нарушенной горными работами породы, а также из буровых скважин.

1.2. Для отделения проб от массива следует применять буровые и режущие операции, допускается применять ударные операции, а также использовать в качестве проб хорошо сохранившиеся куски взорванной горной массы.

1.3. Пробы извлекают из массива в виде монолитов параллелепипедообразной формы. Допускаются монолиты произвольной формы, а также керны. Размеры и объемы проб должны обеспечивать отбор или изготовление образцов необходимого размера и количества в соответствии с пп.3.3.-3.7, 3.9.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.4. Пробы гигроскопических пород после отбора подвергают консервации посредством парафинирования по ГОСТ 12071-84* или двух-, трехкратной упаковки в полиэтиленовые мешки.

________________

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 12071-2000. Здесь и далее. - Примечание изготовителя базы данных.

    1.5. Транспортирование и хранение проб - по ГОСТ 12071-84.

1.6. На каждую пробу составляют паспорт, форма которого приведена в приложении 1.

2. ОБОРУДОВАНИЕ, ИНСТРУМЕНТЫ И МАТЕРИАЛЫ

2.1. Для проведения испытания применяют:

оборудование буровое и камнерезное по ГОСТ 21153.0-75 (разд.2);

станок токарный по ГОСТ 18097-93;

станок шлифовальный, оснащенный чугунным диском, вращающимся вокруг вертикальной оси, любой конструкции;

машины шлифовальные любой конструкции с электроприводом или ручным приводом;

молоток геологический;

набор слесарных напильников по ГОСТ 1465-80;

эксикатор типа Э по ГОСТ 25336-82;

штангенциркуль;

индикаторы многооборотные с ценой деления 0,001 мм по ГОСТ 9696-82;

индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм по ГОСТ 577-68;

машину испытательную вертикального нагружения БУ-39 или любой другой конструкции стационарную или переносную, максимальное усилие которой не менее чем на 20-30% превышает максимальную испытательную нагрузку на образец, а погрешность измерения нагрузки находится в пределах ±5%;

устройство нагрузочное БУ-64 (черт.1 и 2) или любой другой конструкции, устанавливаемое в стационарную испытательную машину или встроенное в нее, которое должно отвечать следующим требованиям:

приложение нагрузок к образцу встречно-соосное (допускаемое отклонение от соосности - 0,05 мм) через стальные инденторы диаметром (15±0,05) мм с твердостью по Роквеллу HRC 60-65 ед;

рабочее пространство, вмещающее образец, должно позволять испытывать образцы с размерами до 100х100х80 мм;

карбид кремния черный порошкообразный (шлифзерно, шлифпорошок марки КЗ мелкой зернистости 80-230) или другой абразивный материал той же или близкой зернистости;

бумагу масштабно-координатную по ГОСТ 334-73.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

3.1. Образцы правильной формы выбуривают или вырезают на камнерезной машине из штуфов и кернов. Образцы неправильной формы подготавливают откалыванием, отпиливанием или подшлифовкой, используя любое подходящее оборудование.

3.2. Образцы из негигроскопических пород изготовляют с применением промывочной жидкости.

Образцы из гигроскопических пород изготовляют без применения промывочной жидкости и до начала испытания хранят в эксикаторе.

3.3. Размеры образцов при испытании на прочность должны быть такими, чтобы площадь поверхности разрушения была не менее 3 см и не более 100 см, предпочтительно - (15±3) см.

Максимальные и минимальные линейные размеры образцов в пределах поверхности разрушения должны отличаться не более чем в пять раз.

3.4. Подготовленные для испытания на прочность образцы одной выборки должны иметь приблизительно одинаковые размеры. Допускается различие площадей поверхностей разрушения не более чем в два раза.

3.5. Размеры образцов при испытании на деформируемость должны быть такими, чтобы площадь поверхности вероятного разрушения была не менее 3 см и обеспечивалось неравенство , где определяется по табл.1, - предел прочности при одноосном растяжении.

Таблица 1

3.6. Высота образцов (расстояние между точками приложения нагрузки) должна быть не менее 10 мм.

3.7. Ось нагружения образца должна быть удалена от ближайшей боковой поверхности на расстояние, равное не менее половины высоты образца.

3.8. Для устойчивого положения между инденторами образца неправильной формы на двух противоположных его поверхностях непосредственно в местах предполагаемого контакта с инденторами выбирают или подготавливают любыми средствами примерно параллельные площадки размером не менее 10x10 мм.

3.9. Количество образцов правильной формы при испытании на прочность и, независимо от формы, при испытании на деформируемость должно быть не менее шести. При испытании на прочность образцов неправильной формы их количество должно быть не менее десяти.

При этом должна обеспечиваться надежность результатов не ниже 80% и относительная погрешность не более 30%.

Разд.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

4.1. Испытание на прочность

4.1.1. Испытание на прочность - по ГОСТ 21153.3-85.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.1.2-4.1.5. (Исключены, Изм. N 1).

4.2. Испытание на деформируемость

Сущность испытания на деформируемость заключается в ступенчатом нагружении и разгружении образца с измерением приложенных через инденторы нагрузок и соответствующих им сближений инденторов.

4.2.1. Образец горной породы устанавливают в соответствии с пп.3.7 и 3.8.

4.2-4.2.1. (Измененная редакция, Изм. N 1).

4.2.2. Режим испытания предусматривает двухступенчатое нагружение и разгружение образцов. Значения нагрузок и , соответствующие каждой ступени нагружения, определяют по табл.1.

4.2.3. За условный нуль нагрузки принимают нагрузку , эквивалентную общей массе верхних подвижных элементов испытательного устройства: индентора 8, вкладыша 4, индикатора 5, верхней струбцины 7 со стопорным винтом 6 и штока 9 (см. черт.2) - которая должна быть 1,5-2,5 кг.

Примечание. Если ось нагружения образца достаточно близка к центру тяжести образца, то нагрузка обеспечивает сохранение устойчивости образца при испытании и не превышает допустимого отклонения значения условного нуля нагрузки от действительного.

4.2.4. Стрелки индикаторов 5 (см. черт.2) измерения сближения инденторов устанавливают в положение начального отсчета с натягом на один полный оборот большой стрелки.

Применяют:

индикаторы по ГОСТ 9696-82 - при испытании относительно крепких пород, когда максимальное сближение инденторов, соответствующее нагрузке , не превышает 5·10 мкм;