Навігація
Головна
 
Головна arrow Географія arrow Грунтознавство
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

ВИЗНАЧЕННЯ ПОКАЗНИКІВ ТВЕРДОСТІ, МІЦНОСТІ, ВИВЕТРЕЛОСТІ ТА СТИРАННЯМ ГРУНТІВ

Твердістю грунту називається параметр, що характеризує опірність його поверхневого шару руйнуванню при впровадженні індентора в необроблену поверхню. Найбільш поширеним методом випробування на твердість є метод вдавлювання в матеріал сталевої кульки, алмазного або сталевого конуса або алмазної піраміди. Крім вдавлення, можуть застосовуватися й інші методи визначення твердості - метод дряпання (склерометріческій), пружного відскоку кульки (склероскопіческій) і т. Д. [84].

Склерометріческій метод заснований на вимірюванні ширини риси, одержуваної в результаті дряпання породи або мінералу алмазним вістрям. Цей метод придатний для мономінеральних або афанітовой порід (мармур, сланці). Для полімінеральних порід цей метод непридатний і тому майже не застосовується.

Склероскопіческій метод заснований на вимірюванні висоти відскоку алмазного кульки при падінні його на гладку поверхню каменю. Найбільш зручним представляється склероскоп Шора, де відлік висоти відскоку проводиться прямо за шкалою. Різна твердість мінералів полімінеральних порід осередненою великим числом випробувань, що уможливлюється завдяки швидкості відліку на приладі Шора. За стандарт, рівний 100, приймається твердість певної марки стали.

Існує, але не має широкого застосування через громіздкість апарату, піскоструминний метод , заснований на вимірюванні глибини лунки, одержуваної під дією сильного струменя піску, спрямованої з певної відстані і під певним тиском на плитку каменю. Метод вдавлення сталевого конуса в породу розроблений в інституті горючих копалин Академії наук СРСР під керівництвом Л.А. Шрейнер. За методикою Л.А. Шрейнер сконструйована спеціальна установка УМГП (установка для визначення механічних властивостей гірських порід), принцип дії якої полягає в тому, що сталевий конус під певним тиском вдавлюють в породу до освіти лунки руйнування з одночасною автоматичною записом графіка деформації, за яким розраховують значення модуля Юнга, твердості , числа пластичності.

Метод визначення мікротвердості , розроблений в інституті мінералогії, геохімії та кристалохімії рідкісних елементів Академії наук СРСР, заснований на вимірюванні величини відбитка від вдавлення алмазної піраміди в поверхню випробуваного зразка при певному навантаженні.

Мікротвердість / "кг / мм 2 , обчислюється за формулою

де F- навантаження, при якій проводиться вимірювання, г; а - діагональ відбитка, мкм.

Мікротвердість - складне інтегральне властивість, залежні від фізико-хімічних і механічних факторів. Для вимірювання мікротвердості застосовують спеціальний прилад - Мікротвердоміри (ПМТ-3) з чотиригранної алмазної пірамідою з квадратною основою і кутом при вершині між протилежними гранями, рівним 136 °. Для вивчення мікротвердості гірських порід виготовляють спеціальні поліровані аншліфа зі шматочків породи розміром не більше 3 * 4 * 5 см. Для кожного зразка вимірюють мікротвердість в 30-40 точках, які можуть бути розташовані врозкид (окремі зерна) або уздовж заздалегідь проведеної лінії (маршруту) через певну відстань один від одного, але не менше 2-х діаметрів відбитка.

Математична обробка результатів полягає в побудові варіаційних кривих мікротвердості з перебуванням найбільш ймовірного, характерного для даного зразка значення мікротвердості і відсотка частоти народження.

Фортецею гірських порід називається їх здатність чинити опір різних механічних впливів: буріння, підривання або розробці механічними засобами.

Метод визначення коефіцієнта фортеці по Протодьяконову. Суть методу полягає у визначенні коефіцієнта фортеці, який пропорційний відношенню роботи, витраченої на дроблення гірської породи, до новоствореної при дробленні поверхні, що оцінюється сумарним об'ємом частинок розміром менше 0,5 мм.

Для визначення твердості гірських порід застосовують: прилад визначення фортеці ПОК, що складається зі склянки, вставленого в нього трубчастого копра, всередині якого вільно збожеволіє гиря масою (2,4 ± 0,01) кг з ручкою, прив'язаною до гирі джгутом. Трубчастий копер має у верхній частині отвори, в які вставляються штифти, що обмежують підйом гирі. У комплект приладу входить об'ємомір, що складається зі склянки і плунжера зі шкалою вимірювань від 0 до 150 мм уздовж його поздовжньої осі; сито з сіткою № 05 для просіювання породи після дроблення.

Відібрану пробу гірської породи розколюють молотком на твердій основі до отримання шматків розміром 20 ... 40 мм. З подрібненого матеріалу проби відбирають двадцять навесок масою 40 ... 60 г кожна. Кожну наважку окремо подрібнюють в склянці гирею, що падає з висоти 60 см. Число скидань гирі приймають в залежності від очікуваної міцності породи, зазвичай від 5 до 15 скидань на кожну наважку. При дуже м'яких породах число скидань може бути скорочено до 1, а при дуже міцних - збільшено до 30.

При дробленні стакан з вставленим в нього трубчастим копром обов'язково встановлюють на жорстке масивне підставу: залізобетонний або асфальтований підлогу, сталеву плиту (масою не менше 20 кг, товщиною близько 10 см).

Правильність обраного режиму випробування контролюють після просіювання перших п'яти роздроблених навесок на ситі до припинення виділення підгратного продукту і виміру його обсягу в об'ємомір. При отриманні стовпчика дрібниці висотою 20 ... 100 мм за шкалою плунжера число скидань на кожну наважку зберігають для решти п'ятнадцяти навесок. При меншій або більшій висоті стовпчика дрібниці в об'ємомір число скидань коректують, відповідно, в більшу або меншу сторону.

Решта п'ятнадцять навесок дроблять в приладі послідовно в установленому режимі випробування: при постійному числі скидань гару п і висоті підйому гару 60 см. Після дроблення кожних п'яти навесок їх просівають на ситі, підгратного продукт сита зсипають в об'ємомір, заміряють плунжером висоту стовпчика дрібниці і записують її .

Коефіцієнт фортеці гірської породи f обчислюють за формулою

де 20 - емпіричний числовий коефіцієнт, що забезпечує отримання загальноприйнятих значень коефіцієнта фортеці і враховує витрачену на дроблення роботу; п - число скидань гирі при випробуванні однієї навішування; h - висота стовпчика дрібної фракції в об'ємомір після випробування п'яти навесок, мм.

Для більш детальної класифікації скельних грунтів, а також грунтів круннообломочних (табл. 2.3) визначається їх ступінь виветрелості, яка характеризується коефіцієнтом виветрелості K wr , рівним відношенню щільності виветрелих грунту до щільності монолітного грунту, і який визначається але формулою [34]

де К1 - відношення маси частинок розміром менше 2 мм до маси частинок розміром понад 2 мм після випробування на стирання в поличному барабані (рис. 8.68); До - то ж, в природному стані.

Коефіцієнт виветрелості визначають для крупнообломочного елювії магматичних і метаморфічних ґрунтів із вмістом не менше нiж 10% по масі заповни гелю частинок розміром менше 2 мм, для крупнообломочного елювії осадових ґрунтів зміст заповнювача не регламентується.

Устаткування для визначення коефіцієнта стиранням великоуламкових грунтів [136]

Мал. 8.68. Устаткування для визначення коефіцієнта стиранням великоуламкових грунтів [136]

Поділ образна грунту на фракції і визначення маси частинок розміром менш і більш 2 мм проводять по ГОСТ 12536-79. Відбирають середню пробу масою до 2 ... 2,5 кг, уникаючи "круглих" значень - 2 або 2,5 кг. Поділ на мелкозем і уламки проводять просеиванием грунту через сито № 2, встановлюють масу мелкозема m і уламків m2. Потім образна завантажують в поличковий барабан, обертаючи його циклами по 2 хв, встановлюючи кожен раз просеиванием масу мелкозема m1 ' і уламків m2.

Випробування проводять до тих пір, поки вихід мелкозема після чергового нікла по масі не стане рівним I% або менше від початкової маси проби. Встановлені для цього моменту значення m1 і m2 використовують для визначення максимальної ступеня руйнування уламків і розрахунку К. Зважування виробляють з точністю до 1 г, результати обчислення повинні мати похибку не більше 0,01.

У разі збільшення виходу мелкозема за перші 2 циклу менше 10% від т уламки слід відносити до міцним, грунт оцінювати як невивітрілі і випробування припинити. У разі збільшення виходу мелкозема в межах 10 ... 25% від m за природну ступінь руйнування приймають відношення m до m2 після чотирихвилинного випробування в барабані. У разі збільшення виходу мелкозема більше 25% за Ко приймають значення, встановлене до початку випробування.

Коефіцієнт стирання Кfr . д. од., великоуламкових грунтів слід також визначати випробуванням в обертовому поличному барабані (рис. 8.68):

де q 1 - маса частинок розміром менше 2 мм після випробування великоуламкових фракцій грунту (часток розміром більше 2 мм) на стирання в поличному барабані; qо - початкова маса проби великоуламкових фракцій (до випробування).

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук