41702

Построение паспорта прочности породы. Определение сцепления и угла внутреннего трения

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Произвести краткую статическую обработку результатов испытаний; Построить паспорт прочности горной породы в координатах σ – τ; По паспорту прочности определить сцепление и угол внутреннего трения породы. Результаты испытаний представляют собой ряд равноточных измерений поэтому их обработку ведем в следующей последовательности: Определяем среднее значение σр σсж результатов испытаний: ...

Русский

2013-10-24

43.68 KB

132 чел.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Кафедра разработки нефтяных и газовых месторождений

Лабораторная работа № 1

по предмету «Механика горных пород» на тему: «Построение паспорта прочности породы. Определение сцепления и угла внутреннего трения»

Работу выполнил:

ст. гр. РНГМв-12-1

Жданов А.В.

Работу принял:

Доцент, кандидат технических наук

Ашихмин С.Г.

Пермь, 2012

Исходные данные:

Вариант – 19

Серия результатов лабораторных испытаний образцов породы по определению предела прочности на одноосное сжатие (σсж) и одноосное растяжение (σр). Предполагается, что были испытаны образцы одного литотипа пород, отобранные из одного места, в одно и тоже время. Испытания проводились по стандартной методике на одном и том же оборудовании. Таким образом, результаты испытаний можно считать равноточными.

σр, Мпа

σсж, Мпа

4,58

21,11

4,65

29,7

4,31

28,78

5,91

29,25

5,58

29,63

4,49

29,72

5,14

24,33

4,64

26,78

5,51

23,83

4,77

21,03

Требуется:

  1.  Произвести краткую статическую обработку результатов испытаний;
  2.  Построить паспорт прочности горной породы в координатах σ – τ;
  3.  По паспорту прочности определить сцепление и угол внутреннего трения породы.

  1.  Производим краткую статическую обработку результатов испытаний.

  1.  Результаты испытаний представляют собой ряд равноточных измерений, поэтому их обработку  ведем в следующей последовательности:
  2.  Определяем среднее значение (σр, σсж ) результатов испытаний:

- Вычисляем среднее значение предела прочности на растяжение:

σр =  = == 4,96 Мпа;

- Вычисляем среднее значение предела прочности на сжатие:

σсж =  = == 26,42 Мпа;

  1.  Вычисляем среднюю квадратическую погрешность (СКП) одного измерения по формуле Бесселя:

mσр= =  + +=  = 0,542;

mσсж= =  + += 3,559 ;

  1.  Вычисляем коэффициент вариации:

р = 100% =  100%== 10,9%;

сж = 100% =  100%=  13,5%;

  1.  Строим паспорт прочности горной породы в координатах σ – τ.

Круги напряжения Мора строим в координатах σ – τ, при этом σсж откладываем вправо по оси нормальных напряжений (оси абсцисс), а σр – влево. Паспорт прочности строим двумя способами: по прямолинейной огибающей и по параболической огибающей:

А = σсж + 2·σр - 2 = 26,42 + 2·4,96 - 2 = 11,39;

В = А·σр = 11,39·4,96 = 56,49;

где σсж,σр – предел прочности породы на одноосное сжатие и одноосное растяжение.

Запишем уравнение огибающей кругов Мора:

При σn = - 4,96 МПа→ τ =  = = 0 МПа;

При σn = 0 МПа→ τ =  = = 7,52 МПа;

При σn = 5 МПа→ τ =  = = 10,65 МПа;

При σn = 10 МПа→ τ =  = = 13,05 МПа;

При σn = 15 МПа→ τ =  = = 15,08 МПа;

При σn = 20 МПа→ τ =  = = 16,86 МПа;

При σn = 25 МПа→ τ =  = = 18,47 МПа;

При σn = 30 МПа→ τ =  = = 19,96 МПа.

где σn – текущее напряжение.

Паспорт прочности горной породы.

  1.  По паспорту прочности определяем сцепление и угол внутреннего трения породы.

Величину сцепления и угол внутреннего трения определяем по параболической огибающей. Величину сцепления определяем по величине отрезка, отсекаемого огибающей на оси ординат. Угол внутреннего трения определяем по углу наклона касательной к огибающей в точке σn = 0.

С = 7,52 МПа;

φ = 470.