СССР
Государственный стандарт от 01 июля 1986 года № ГОСТ 26447-85

Породы горные. Метод определения механических свойств глинистых пород при одноосном сжатии

Утвержден
Государственным комитетом СССР по стандартам
26 февраля 1985 года
Разработан
Министерством геологии СССР
01 июля 1986 года
    РАЗРАБОТАН Министерством геологии СССР
    ИСПОЛНИТЕЛИ
    Л. И. Одинцова, канд. геол.-минерал. наук
    ВНЕСЕН Министерством геологии СССР
    Начальник Технического управления С.И. Голиков
    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26 февраля 1985 г. № 379
    Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26 февраля 1985 г. № 379 срок действия установлен
    с 01.07.86
    до 01.07.91
    Настоящий стандарт распространяется на глинистые горные породы и устанавливает метод определения их механических свойств одноосным сжатием при инженерно-геологических работах.
    Сущность метода заключается в сжатии образца породы в условиях свободного бокового расширения.
    Стандарт не распространяется на глинистые породы, содержащие крупнообломочные включения размером более 0,1 диаметра образца свыше 10 % по объему, породы в мерзлом состоянии и породы текучей (за исключением скрытотекучей) консистенции.
    1.ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
    1.1.Испытания проводятся по сокращенной или полной программе. При испытаниях по сокращенной программе определяется предел прочности пород; полная программа включает определение предела прочности пород, модулей упругой и общей деформации, типа деформационного поведения и построение диаграммы «напряжение - деформация».
    1.2.Предел прочности sR при одноосном сжатии образцов с продольной деформацией в момент разрушения e £ 0,1 определяется как отношение приложенной силы Р, при которой происходит разрушение образца породы, к площади его начального поперечного сечения S0.
    Предел прочности sR при e > 0,1 определяется с учетом увеличения площади поперечного сечения образца S.
    1.3.В случае необходимости определение дополнительных характеристик пород при одноосном сжатии проводится в соответствии с рекомендуемым приложением 1.
    2.МЕТОД ОТБОРА ПРОБ
    2.1.Для получения образцов глинистых пород отбирают пробы по ГОСТ 12071-72 со следующими дополнениями.
    2.1.1.Образцы пород для испытаний должны иметь форму цилиндра диаметром 28, 40, 56, 80 мм, с отношением высоты к диаметру 1,5:1 или 2:1, для глинистых пород со скрытотекучей консистенцией (типа иольдиевых глин) и мягкопластичных - 1,5:1.
    Предпочтительным является диаметр 40 мм.
    2.1.2.Количество образцов для сокращенных испытаний должно быть не менее двух, а для полных - не менее трех.
    2.1.3.Образцы должны иметь ровную поверхность без сколов, раковин и сквозных трещин, обнаруживаемых визуально.
    3.ОБОРУДОВАНИЕ, ИНСТРУМЕНТЫ И МАТЕРИАЛЫ
    3.1.Для подготовки образцов пород и проведения испытаний применяют:
    кольца режущие (см. черт. 1-5 рекомендуемого приложения 2);
    насадки на кольца;
    выталкиватель;
    пресс винтовой;
    весы лабораторные по ГОСТ 24104-80 с гирями по ГОСТ 7328-82;
    стаканчики стеклянные по ГОСТ 25336-82 или алюминиевые;
    эксикатор по ГОСТ 25336-82 с кальцием хлористым техническим по ГОСТ 450-77;
    линейку лекальную;
    скальпель;
    штангенциркуль по ГОСТ 166-80;
    смазку, не оказывающую химического воздействия на породу (вазелин технический, солидол и др.).
    3.2.Для определения предела прочности применяют прибор одноосного сжатия ИГП-10 или П-12М либо пресс (механический, гидравлический), обеспечивающие передачу на образец непрерывно возрастающей силы, измеряемой с погрешностью не более 5 %.
    Допускается применять пресс со ступенчатым нагружением.
    3.3.Для испытания образцов пород по полной программе оборудование, указанное в п. 3.2, должно иметь устройство, обеспечивающее непрерывную запись перемещения торца образца в зависимости от приложенной силы. Погрешность измерения перемещения торца - не более 0,1 мм.
    4.ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ
    4.1.Образцы породы вырезают из монолита или керна режущим кольцом с помощью винтового пресса.
    4.2.Внутренний диаметр и высоту кольца измеряют штангенциркулем с погрешностью не более 0,1 мм. Измерения проводят в трех-четырех сечениях и из полученных результатов измерений вычисляют среднее арифметическое значение диаметра и высоты кольца.
    4.3.Режущее кольцо без образца породы взвешивают с погрешностью не более 0,01 г.
    4.4.Кольцо помещают на выровненную поверхность монолита или керна и скальпелем срезают породу с наружной стороны кольца для обеспечения с помощью винтового пресса свободной насадки кольца на столбик породы. Перекос кольца при заполнении его породой не допускается.
    После заполнения кольца породой на 0,90-0,95 его высоты на его верхний торец помещают насадку и заполняют ее породой на 2-3 мм, после чего кольцо с породой ножом отделяют от монолита, насадку снимают, а торцевые поверхности образца в кольце тщательно зачищают лекальной линейкой. При зачистке породу удаляют от центра образца к краям. Допускается установка насадки на кольцо до начала вырезания образца.
    4.5.В непосредственной близости от места отбора образца берут две пробы для определения влажности.
    4.6.Кольцо с породой взвешивают с погрешностью не более 0,01 г для определения плотности.
    4.7.Образец породы с помощью выталкивателя осторожно извлекают из кольца.
    4.8.Поверхность образца осматривают и характерные признаки породы (наличие или отсутствие слоистости, трещин, включений и др.) записывают в журнал испытаний в соответствии с рекомендуемым приложением 4 или в паспорт испытаний в соответствии с рекомендуемым приложением 5.
    4.9.Образцы породы природной влажности испытывают непосредственно после их изготовления. Допускается хранить образцы, покрытые смазкой, не более 6 ч в эксикаторе. Перед испытанием смазку с торцов образца удаляют.
    4.10.Для всех образцов пород определяют физические характеристики: влажность - по ГОСТ 5180-75, плотность - по ГОСТ 5182-78, влажность на границах раскатывания и текучести - по ГОСТ 5183-77 и рассчитывают плотность сухого грунта, коэффициент пористости, коэффициент водонасыщения, число пластичности и показатель консистенции.
    5.ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ
    5.1.Образец породы помещают в центре столика прибора одноосного сжатия (или опорной плиты пресса). При испытаниях пород, разрушающихся по хрупкому типу, в целях беспрепятственного развития сдвига по плоскости скольжения рекомендуется помещать образец породы между сплошными жесткими штампами (см. черт. 1 рекомендуемого приложения 3).
    5.2.Верхнюю опорную (нагрузочную) площадку приводят в соприкосновение с верхним торцом образца.
    5.3.Скорость нагружения выбирают в зависимости от предполагаемой прочности породы таким образом, чтобы время проведения испытания составляло 5-7 мин.
    5.4.При испытаниях по сокращенной программе записывают величину разрушающей силы, зафиксированной измерителем силы. При испытаниях пород, разрушающихся по пластическому типу, когда момент разрушения четко не фиксируется, за величину разрушающей силы принимается сила, соответствующая относительной продольной деформации 0,15.
    5.5.При испытаниях по полной программе для определения модуля упругости образец нагружают до напряжения sе, равного примерно половине разрушающего напряжения, с последующей разгрузкой до 0, после чего образец снова нагружают до разрушения.
    5.6.Условия и результаты испытаний записывают в журнал испытаний в соответствии с рекомендуемым приложением 4 или в паспорт испытаний в соответствии с рекомендуемым приложением 5.
    6.ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
    6.1.Предел прочности (sR) образца породы в паскалях вычисляют по формулам:
    (при eR £ 0,1);
    (при eR > 0,1),
    где РR - сила, при которой происходит разрушение, Н;
    S0 - начальная площадь поперечного сечения, м2;
    S - текущая площадь среднего поперечного сечения образца, м2, рассчитанная в соответствии с рекомендуемым приложением 6;
    eR - относительная продольная деформация в момент разрушения;
    или в МПа по формулам:
    (при eR £ 0,1);
    (при eR > 0,1),
    где S0 и S в см2.
    Площади сечения образцов рекомендуемых диаметров указаны в справочном приложении 7.
    6.2.Если значения предела прочности, полученные по параллельным испытаниям, различаются более чем на 20 %, проводят испытание еще одного образца. За результат принимают среднее арифметическое значение величины предела прочности.
    6.3.Для получения предела прочности инженерно-геологического элемента (слоя) необходимое число определений устанавливают в зависимости от требований к точности и надежности результатов в соответствии с рекомендуемым приложением 8.
    6.4.Статистическую обработку результатов испытаний образцов (вычисление ; Sв; ) производят в соответствии с рекомендуемым приложением 9. При необходимости вычисляют доверительный интервал величины sR при заданной доверительной вероятности в соответствии с рекомендуемым приложением 9.
    6.5.Модуль упругой деформации (Е) в МПа вычисляют по формуле
    ,
    где sе - напряжение, с которого начинается разгрузка образца, МПа;
    e" и e¢ - относительная продольная деформация в начале и конце разгрузки (см. черт. 1 обязательного приложения 10).
    Модуль общей деформации (Е0) в МПа вычисляют по формуле
    ,
    где sк и sн - напряжения в конце и начале выбранного участка кривой с монотонным возрастанием s, МПа (см. черт. 2 обязательного приложения 10);
    eк и eн - относительные продольные деформации в конце и начале того же участка кривой (см. черт. 2 обязательного приложения 10).
    6.6.Тип деформационного поведения устанавливают по виду диаграммы s - e (см. черт. 3 обязательного приложения 10).