Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ ПРАВКА УП РГП 1-3 главы.doc
Скачиваний:
63
Добавлен:
24.09.2019
Размер:
17.45 Mб
Скачать

3.1.1. Влияние внешней среды на твердость горных пород

Твердость и иные свойства горных пород существенно зависят от влияния внешней среды. Для определения влияния внешней среды на твердость проведены эксперименты на приборе УМГП-3 в соответствии со стандартной методикой.

При определении механических свойств горных пород применялись цилиндрические инденторы с плоским основанием диаметром 1,8 мм. Исследуемые породы – долерит (упруго-хрупкая порода) и мрамор (упруго- пластичная порода). Для исследований использовались образцы в виде кубов со стороной 40 мм. Вдавливание инденторов производилось в трёх различных средах: воздух, вода, эмульсия (жидкое мыло концентрацией 0,12%). Для создания различных сред при вдавливании индентора использовалось металлическое кольцо высотой 5 мм и диаметром 20 мм, которое герметично крепилось к испытываемому образцу. Кольцо перед испытанием заполнялось водой или эмульсией.

При проведении эксперимента определялись по графикам деформации (рис. 3.3) твердость рш, МПа, коэффициент пластичности Кп, жесткость С, даН/мм, модуль упругости Е, МПа, предел текучести ро, МПа и удельная контактная работа разрушения АS, даН мм/ мм2 (формулы 3.1-3.8).

Результаты экспериментальных работ приведены в табл. 3.3.

Таблица 3.3

Экспериментальные зависимости свойств горных пород от воздействия

среды, заданной условиями эксперимента

Среда

воздух

вода

эмульсия

воздух

вода

эмульсия

Горная

порода

Долерит

Мрамор

рш

3156

2831

2438

981

1042

893

Кпл

1,5

1,4

1,2

3,1

2,3

2

С

6527,7

5373,8

4030,1

3398,7

2601,7

1857,5

Е

36265

29855

22389

18881

14454

10319

р0

2117

2374

2078

536

708

707

Аs

91,5

83,5

70,7

35,1

38,3

34,3

Эксперимент показал, что наибольшее влияние на изменение твердости и иных свойств горных пород имеет эмульсия. Под влиянием эмульсии наиболее существенно понижаются твердость, коэффициент пластичности, жесткость, модуль упругости, а также энергоёмкость разрушения, но повышается условный предел текучести.

Наиболее значительно влияние эмульсии на изменение свойств долерита, менее значительно – на свойства мрамора, поскольку, развитие трещин по которым в породу на этапе деформирования попадает жидкость, более характерно для хрупкого долерита. При разрушении мрамора явление хрупкого разрушения и развитие трещин менее значительны.

При применении воды также наблюдается снижение твердости, коэффициента пластичности, жесткости, модуля упругости, а также энергоёмкости разрушения, но эта тенденция менее заметна по сравнению с эмульсией.

В работе [27] при определении микротвердости горных пород также отмечено снижение этого показателя при применении жидкостей с поверхностно-активными веществами.