Прочность пород при растяжении, сдвиге, изгибе (часть 1)

Наряду со сжатием показатели прочности горных пород при растяжении, сдвиге и изгибе являются важнейшими механическими характеристиками, используемыми для качественной и количественной оценки их поведения в процессе деформирования.
Для определения прочности горных пород на растяжение применяются как прямые, так и косвенные методы испытаний с различными схемами нагружения образцов (рис. 4.3).

В основе прямых методов испытаний лежат принципы исследования свойств металлов, предусматривающие непосредственный разрыв образцов при одноосном растяжении (рис. 4.3, а). Растяжение образцов горных пород правильной формы проводится в разрывных машинах с различными захватывающими устройствами.
Предел прочности на растяжение определяется отношением разрушающего образец усилия к площади поперечного сечения:

Массовое определение прочности пород на растяжение прямыми методами затрудняется высокими требованиями к техническим условиям испытаний, в связи с чем их используют преимущественно как эталонные.
В качестве основного для испытаний прочности горных пород на растяжение рекомендуется метод раскалывания цилиндрических образцов по образующей (рис. 4.3, в). Для испытаний используют образцы диаметром 40—50 мм. К точности обработки их торцов строгих требований не предъявляется.
В процессе испытаний образец породы устанавливают боковой поверхностью в центре опорной плиты пресса и нагружают до разрушения.
Предел прочности рассчитывают по формуле

где Fmах — разрушающая нагрузка; d и l — соответственно диаметр и длина образца.
Среди косвенных известен также метод испытаний на разрыв полых цилиндрических дисков давлением изнутри, создаваемым воздействием соосно установленных пуансонов на пластическую массу (рис 4.3, б). Для этого в центре образца высверливают отверстие, равное диаметру пуансонов, и заполняют его пластическим веществом (смесью канифоли и парафина или резиной). При нагружении пластической массы пуансонами давление от нее передается на стенки отверстия и приводит к разрушению образца.