| Группа (породы) | Категория | рш , МПа | σт МПа |
| I (мягкие) | 1 | <100 | <40 |
| 2 | 100-250 | 40-110 | |
| 3 | 250-500 | 110-250 | |
| 4 | 500-1000 | 250-550 | |
| II (средней твердо | 5 | 1000-1500 | 550-850 |
| сти ) | 6 | 1500-2000 | 850-1200 |
| 7 | 2000-3000 | 1200-1900 | |
| 8 | 3000-4000 | 1900-2500 | |
| III (твердые) | 9 | 4000-5000 | 2500-3500 |
| 10 | 5000-6000 | 3500-4200 | |
| 11 | 6000-7000 | 4200-5100 | |
| 12 | >700 | >5100 | |
| Примечание. I группа - высокопластичные и сильнопористые породы (глины, аргиллиты и наиболее пористые разновидности алевролитов, песчаников и известняков); II - преимущественно пластично- хрупкие (алевролиты, известняки, ангидриты, доломиты и песчаники); III - преимущественно хрупкие, изверженные и метаморфические породы (кремни, кварциты, окремнелыо разновидности известняков и доломитов); σТ - предел текучести. | |||
Измерение твердости методом вдавливания плоского пуансона профессор Шрейнер Л.А предложил еще в 1942 г. Применяют пуансон с площадью S опорного основания от 2 до 5 мм и выше. Пуансоном (или штампом) называется цилиндрический стержень с круглым, плоским опорным основанием (рис. 2.1) из высокопрочного материала (стали, твердого сплава), который под нагрузкой вдавливается в поверхность испытываемой породы с целью определения ее механических свойств.
|
|
Р и с 2 .1.
Штампы для нзмерены твердостн по методу Л. A . Шрейнера
Измерение твердости по методу Л.A. Шрейнера производится на приборе УМГП-4 (рис. 2.2), позволяющем получить графики деформации (рис. 2.3) непосредственно в процессе испытаний твердость по штампу определяется как:
рш=Ркр/S, (2.9)
где S - поверхность контакта, м² ; Ркр — критическое значение нагрузки, соответствующее первому скачку разрушения под штампом, МПа.
По характеру деформации под штампом все породы поделены на три класса: хрупкие, упругопластнчные и пластичные.
При испытании хрупких горных пород деформация до самого момента разрушения остается упругой, т.е. деформация развивается пропорционально нагрузке до момента разрушения (рис. 2.3, в).
На рис. 2.3, б заметны два характерных участка деформации: OA - упругая деформация; АВ - пластичная деформация.
Разрушение горной породы под штампом происходит при воздействии нагрузки Ркр < Р0, где Р0 - нагрузка, соответствующая пределу текучести (находится как точка перехода от прямолинейного участка диаграммы к криволинейному), МПа.
Во ВНИИБТ предложен метод определения твердости горных пород (керна, шлама) - ТТА. Твердость Т определяется усилием, с которым надо прижать к породе торец игольчатого индентора, чтобы при его сдвигании в породе образовался след шириной не менее диаметра индентора (0,6 мм).
Рис. 2.2
Схема прибора УМГП – 4 для определения механических свойств горных пород
Ходовой винт; 2- подвижная головка; 3,5 – детали рычага; 4- пружина;
Пружина; 7 - индикатор часового типа; 8 - ось; 9 - траверса; 10 - ось; 11 – нож;
Шток; 13 - измерительная ножка; 14 - штамп; 15 - образец; 16 - столик; 17 - маховик; 18 - редуктор; 19 - диск; 20,21 - ролик; 22 - рычаг двусторонний; 23 - электромагниты; 24 - электродвигатель; 25 - маховик; 26 - барабан; 31 - ходовой винт; 32 - ролик; 33 - лента; 34 - рычаг.
 |
Рис. 2.3
Графики деформации упругой (а) и упругопластичной (б) горной породы под штамп
Прибор ТТА-1 (рис. 2.4) состоит из двух отдельных, динамометров. В нижний торец вертикального динамометра запрессован стальной упорный стержень, в качестве стержня используется стальная игла диаметром 0,6 мм. Вертикальное усилие на пластину передается через пружину. Отсчет нагрузки осуществляется по шкале корпуса и фиксатора.
Рис. 2.4. Схема определения теста на твердость и абразивность 1 - порода; 2 — игольчатый видентер; 3 - направляющая втулка; 4 - стержень
Дата: 2019-02-19, просмотров: 1089.
