-32300: transport error - HTTP status code was not 200
СССР
Государственный стандарт от 01 июля 1986 года № ГОСТ 21153.2-84
ГОСТ 21153.2-84 Породы горные. Методы определения предела прочности при одноосном сжатии (с Изменениями N 1, 2,)
- Принят
- Государственным комитетом СССР по управлению качеством продукции и стандартам
19 июня 1984 года
- Разработан
- Министерством угольной промышленности СССР
01 июля 1986 года
ГОСТ 21153.2-84
Группа А09
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ПОРОДЫ ГОРНЫЕ
Методы определения предела прочности при одноосном сжатии
Rocks. Methods for determination of axial compression strength
ОКСТУ 0709
Дата введения 1986-07-01
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1.РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством угольной промышленности СССР
2.УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по Управлению качеством продукции и стандартам от 19.06.84 N 1973
3.ВЗАМЕН ГОСТ 21153.2-75
4.ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
| Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта |
| ГОСТ 2789-73 | 1.2.1; 2.2.1 |
| ГОСТ 3647-80 | 1.2.1 |
| ГОСТ 5180-84 | 1.1.1; 1.4.3 |
| ГОСТ 9753-88 | 1.2.1 |
| ГОСТ 21153.0-75 | 1.1.1; 1.2.1; 2.1.1; 2.2.1 |
| ГОСТ 28840-90 | 1.2.1 |
5.Ограничение срока действия снято по протоколу N 5-94 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-12-94)
6.ИЗДАНИЕ (январь 2001 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в ноябре 1985 г., декабре 1990 г. (ИУС 2-86, 4-91)
Настоящий стандарт распространяется на твердые (скальные и полускальные) горные породы и устанавливает методы определения предела их прочности при одноосном сжатии:
одноосное сжатие образцов правильной формы плоскими плитами (породы с пределом прочности при одноосном сжатии не менее 5 МПа);
разрушение образцов-плиток плоскими соосными пуансонами (породы с пределом прочности при одноосном сжатии от 10 до 150 МПа).
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
1.МЕТОД ОДНООСНОГО СЖАТИЯ ОБРАЗЦОВ ПРАВИЛЬНОЙ ФОРМЫ ПЛОСКИМИ ПЛИТАМИ
Метод предназначен для определения характеристик горных пород применительно к расчетам и проектированию горных работ, оборудования, проведения исследовательских и сравнительных испытаний.
Сущность метода заключается в измерении максимального значения разрушающего давления, приложенного к плоским торцам правильного цилиндрического или призматического образца через плоские стальные плиты.
1.1.Метод отбора проб
1.1.1.Отбор проб - по ГОСТ 21153.0 со следующими дополнениями:
размеры и объем проб должны обеспечивать изготовление образцов необходимой численности, размеров и ориентировки относительно направления слоистости, указанных в пп.1.3.4, 1.3.5, 1.3.9 и 1.3.10; допускается производить консервацию проб негигроскопических пород с заменой марли, битуминированной бумагой, полиэтиленовой пленкой или другими водонепроницаемыми материалами, не вступающими во взаимодействие с горной породой;
при отборе проб гигроскопических пород (каменные соли, аргиллиты и т.п.) дополнительно отбирают несколько кусков размером не менее 30х30х10 мм и общей массой не менее 200 г для определения исходной влажности пробы. Куски дробят до частиц размером менее 10 мм и сразу же помешают в бюксы, которые для надежной герметизации обматывают клейкой лентой. Определение влажности - по ГОСТ 5180. Исходную влажность фиксируют в паспорте пробы.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
1.2.Оборудование, инструменты и материалы
1.2.1.Для проведения испытания применяют оборудование, инструменты и материалы по ГОСТ 21153.0 со следующими дополнениями:
станок обдирочно-шлифовальный любой конструкции с плоским чугунным диском, вращающимся вокруг вертикальной оси, или станок плоскошлифовальный типа ЗГ710 - для изготовления образцов;
машины испытательные или прессы, отвечающие требованиям ГОСТ 28840 и ГОСТ 9753, максимальное усилие которых не менее чем на 20-30% превышает предельную нагрузку на образец;
плиты стальные толщиной не менее 0,3 диаметра (стороны квадрата) образца и диаметром, на 3-5 мм превышающим диаметр (диагональ квадрата ) образца, которые имеют плоскопараллельные рабочие поверхности (допускаемое отклонение от плоскостности 0,02 мм и параллельности 0,01 мм) с классом шероховатости не ниже 7 по ГОСТ 2789 и твердостью по Роквеллу HRC 55-60 ед., - применяют в качестве прокладок между торцами образцов и опорными плитами испытательной машины в случае, если испытательная машина оснащена верхней подвесной сферической плитой;
устройства установочные (черт.1), оснащенные сферическим шарниром, - применяют при отсутствии на испытательной машине верхней подвесной сферической плиты;
шлифпорошок N 12-8 по ГОСТ 3647 - для доводки торцов образцов.
1 - накладная пята; 2 - подкладная пята; 3 - верхняя плита; 4 - обойма; 5 - образец; 6 - нижняя плита
Черт.1
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1.3.Подготовка к испытанию
1.3.1.Для испытания изготовляют цилиндрические или призматические (с квадратным поперечным сечением) образцы.
1.3.2.Образцы изготовляют выбуриванием или выпиливанием на камнерезной машине из штуфов и кернов, их торцевые поверхности шлифуют на шлифовальном станке.
1.3.3.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.
1.3.4.Из слоистых или с направленной трещиноватостью горных пород изготовляют образцы, одинаково ориентированные относительно направления слоистости (трещиноватости).
(Измененная редакция, Изм. N 2).
1.3.5.Размеры образцов должны соответствовать указанным в табл.1.
Таблица 1
| Параметр образца | Размеры, мм, при испытаниях |
| | массовых | сравнительных |
| | предпочтительные | допускаемые | |
| Диаметр (сторона квадрата) | 42±2 | От 30 до 80 включ. | 42±2 |
| | 1,0; 2,0 | От 0,7 до 2,0 | 2±0,05 |
| Отношение высоты образца к его диаметру | 1,0; 2,0 | От 0,7 до 2,0 | 2±0,05 |
Измерения проводят штангенциркулем с погрешностью ±0,1 мм. Диаметр измеряют в трех местах по высоте (в середине и у торцов) в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Допускается разность диаметров по всем измерениям не более 0,5 мм. За расчетный диаметр принимают среднее арифметическое результатов всех измерений.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
1.3.6.Торцевые поверхности образца должны быть плоскими, параллельными друг другу и перпендикулярными боковой поверхности в соответствии с допусками, указанными в табл.2.
Таблица 2
| Наименование допуска | Размеры допуска, мм, при испытаниях |
| | сравнительных | массовых |
| Отклонение от плоскостности | 0,03 | 0,05 |
| Отклонение от параллельности | 0,20 | 0,40 |
| Отклонение от перпендикулярности | 0,50 | 1,00 |
Отклонение от плоскостности (выпуклость, вогнутость) и параллельности измеряют индикатором, установленным на стойке. В первом случае - по спирали с шагом 5-6 мм от края торца к его центру, во втором случае - по двум взаимно перпендикулярным диаметрам.
Отклонение от перпендикулярности торцевых поверхностей к образующей контролируют поверочным угольником в четырех точках каждой торцевой поверхности, смещенных относительно друг друга на 90°.
1.3.7.Образующие боковой поверхности образца должны быть прямолинейными по всей высоте. Допускаемое отклонение от прямолинейности 0,5 мм.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1.3.8.Образцы одной выборки должны иметь одинаковые размеры. Допускаются отклонения расчетных значений диаметра и высоты каждого образца от их средних арифметических значений и по всем образцам выборки: 1 мм и 2 мм.
Расчетные значения диаметра и высоты образцов, а также указание их ориентировки согласно п.1.3.4 регистрируют в журнале испытаний
.
1.3.9.Количество образцов при массовых испытаниях должно обеспечивать относительную погрешность результатов их испытаний не более 20% при надежности не ниже 0,8 и быть не менее 6.
1.3.10.Количество образцов при сравнительных испытаниях должно обеспечивать относительную погрешность результатов их испытаний не более 10% при надежности не ниже 0,95 и быть не менее 10.
1.3.8-1.3.10.(Измененная редакция, Изм. N 2).
1.4.Проведение испытания образца
1.4.1.Образец, в зависимости от наличия или отсутствия на испытательной машине верхней подвесной сферической плиты, размещают соответственно либо только между стальными плитами, либо в установочном устройстве (см. черт.1), совмещая ось образца с центром нижней опорной плиты испытательной машины, нагружают равномерно до разрушения со скоростью 1-5 МПа/с.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1.4.2.Записывают максимальную величину разрушающей образец силы в килоньютонах, зафиксированную силоизмерителем испытательной машины, с указанием отношения для образца.
1.4.3.При необходимости определяют влажность пробы непосредственно в момент испытания. Для этого дробят обломки образцов до частиц размером менее 10 мм, помещают в бюксы и взвешивают. Дробленую породу помещают в бюксы не позже чем через 10 мин, а взвешивают не позже чем через 30 мин после выполнения испытания. Дальнейшие операции - по ГОСТ 5180. Влажность фиксируют в журнале испытаний.
1.5.Обработка результатов
1.5.1.Значение предела прочности при одноосном сжатии () в МПа для каждого -го образца выборки вычисляют по формуле
,
где - разрушающая образец сила, кН;
- площадь поперечного сечения образца, см;
- безразмерный коэффициент высоты образца, равный 1,00 при отношении высоты к диаметру 2±0,05. Для других значений отношения коэффициент устанавливают по табл.2а.
Таблица 2а
| | 0,70 | 0,80 | 0,90 | 1,00 | 1,20 | 1,40 | 1,60 | 1,80 | 2,00 |
| | 0,68 | 0,72 | 0,76 | 0,80 | 0,86 | 0,90 | 0,94 | 0,97 | 1,00 |
1.5.2.Обработку результатов испытания образцов породы производят в следующем порядке.
Вычисляют среднее арифметическое значение предела прочности при одноосном сжатии , среднее квадратическое отклонение и коэффициент вариации :
;
;
.
Определение фактической надежности результатов испытаний и уточнение необходимого числа образцов производят согласно приложению 2.
1.5.1, 1.5.2. (Измененная редакция, Изм. N 2).
1.5.3.Вычисления проводят с точностью:
площади поперечного сечения образца - до 0,01 см, округляют - до 0,10 см;
частных значений и среднего значения отношения - до 0,10;
частных значений и среднего арифметического значения, а также среднего квадратического отклонения предела прочности при одноосном сжатии - до 0,01 МПа, при этом значения менее 10 МПа оставляют без изменения, значения от 10 до 100 МПа округляют до 0,10 МПа, а значения более 100 МПа - до 0,50 МПа;
значений коэффициента вариации - до 0,01.
2.МЕТОД РАЗРУШЕНИЯ ОБРАЗЦОВ-ПЛИТОК ПЛОСКИМИ СООСНЫМИ ПУАНСОНАМИ
Метод предназначен для массовых испытаний.
Сущность метода заключается в измерении максимальной разрушающей силы, приложенной к торцам образца через стальные плоские встречно и соосно направленные пуансоны.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
2.1.Метод отбора проб
2.1.1.Отбор проб - по ГОСТ 21153.0 со следующим дополнением: размеры и объем проб должны обеспечивать изготовление образцов необходимого размера согласно пп.2.3.1 и 2.3.3 и количества, указанного в п.2.3.5.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
2.2.Оборудование, инструменты и материалы
2.2.1.Для проведения испытания применяют оборудование, инструменты и материалы по ГОСТ 21153.0 со следующим дополнением:
Устройство нагрузочное (черт.2) или любой другой конструкции, устанавливаемое на опорную плиту испытательной машины, обеспечивающее встречно-соосное приложение нагрузки к торцам образца через стальные пуансоны диаметром 11,27-0,011 мм (либо пуансоны диаметром 7,98-0,009 мм) с плоскопараллельными торцовыми поверхностями, класс шероховатости которых не ниже 7 по ГОСТ 2789 и твердость по Роквеллу HRC 60-65 ед. Допускаемое отклонение соосности пуансонов - 0,1 мм. Допускаемое отклонение торцовых плоскостей от плоскостности и параллельности - 0,2 мм.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
1 - верхний шток; 2 - образец; 3 - пуансон; 4 - вкладыш; 5 - нижний шток; 6 - корпус
Черт.2*
________________
* Чертеж 3. (Исключен, Изм. N 1).
2.3.Подготовка к испытанию
2.3.1.Для испытания изготовляют образцы-плитки в виде дисков. Допускается изготовлять образцы-плитки неправильного очертания в плане с необработанными боковыми поверхностями при условии, что контуры их торцов и боковых поверхностей позволяют вписать диск необходимого размера.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
2.3.2.Общие технологические требования к изготовлению образцов - по пп.1.3.2 и 1.3.3.
2.3.3.Образцы должны иметь следующие размеры:
диаметр - от 30 до 100 мм;
высота от 10 до 12 мм (для пород с пределом прочности при одноосном сжатии не более 120 МПа), либо от 7,5 до 8,5 мм (для пород с пределом прочности при одноосном сжатии свыше 100 МПа).
Измерения проводят штангенциркулем. Диаметр измеряют в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Допускаемая погрешность измерения ±1 мм. За расчетный диаметр принимают меньший. Высоту измеряют в среднем сечении. Допускаемая погрешность измерения ±0,1 мм.
2.3.4.Торцевые поверхности образца должны быть плоскими и параллельными друг другу. Допускаемое отклонение от плоскостности 0,03 мм в пределах зоны контакта образца с пуансонами и 0,05 мм по всей поверхности. Зона контакта - круг радиусом 10 мм с центром на оси нагружения. Допускаемое отклонение от параллельности на диаметре образца - 0,1 мм.
Контроль производят в соответствии с п.1.3.6.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
2.3.5.Количество образцов должно обеспечивать относительную погрешность результатов испытаний не более 30% при надежности не ниже 0,8 и быть не менее 6.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
2.4.Проведение испытания
2.4.1.Образец размещают между пуансонами нагрузочного устройства (см. черт.2), установленного в центре опорной плиты испытательной машины (пресса), совмещая центр диска с осью нагружения.
2.4.2.Образец нагружают через пуансоны равномерно до разрушения со скоростью 0,1-0,5 кН/с.
2.4.1, 2.4.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).
2.4.3.Дальнейшие операции - по пп.1.4.2 и 1.4.3.
2.5.Обработка результатов
2.5.1.Значение предела прочности при одноосном сжатии в МПа для каждого образца вычисляют по формуле
,
где - разрушающая образец сила, кН;
- условная площадь поперечного сечения образца, см, выбираемая по табл.3.
Таблица 3
| Диаметр образца (диска), мм | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
| Условная площадь, см: | | | | | | | | |
| при пуансоне диаметром 11,27 мм | 1,52 | 1,79 | 2,03 | 2,26 | 2,50 | 2,72 | 2,94 | 3,16 |
| при пуансоне диаметром 7,89 мм | 0,90 | 1,06 | 1,23 | 1,39 | 1,56 | 1,72 | 1,89 | 2,05 |
(Измененная редакция, Изм. N 2).
2.5.2.Обработка результатов испытания образцов и точность вычислений - в соответствии с пп.1.5.2 и 1.5.3.