Прочность пород при растяжении, сдвиге, изгибе (часть 2)

Предел прочности породы на растяжение определяется по формуле

где Кт — коэффициент текучести пластической массы; Fmax — разрушающая нагрузка; S — площадь пуансона; D и d — соответственно внешний и внутренний диаметры образца.
Методы определения предела прочности пород при сдвиге основаны на измерении сопротивления смещению одной части образца относительно другой (рис. 4.4, а, б).

Прочность при сдвиге определяется отношением разрушающей нагрузки к первоначальной площади сдвига:

Определение прочностных характеристик горных пород на изгиб осуществляют обычно испытанием образцов по одной из трех схем, приведенных на рис. 4.5.

Наиболее надежные результаты получаются при испытании по третьей, так называемой четырехточечной схеме, так как в этом случае концентрация напряжений и срезающие силы оказывают минимальное влияние на показатель прочности. При изгибе консольной балки получаются наименее надежные результаты в силу возникновения значительной концентрации напряжений в месте ее закрепления.
Для испытаний на изгиб обычно применяют призматические образцы (балочки) горных пород прямоугольного или квадратного сечения, площадью не менее 5—10 см2. Соотношение сторон прямоугольного сечения не должно превышать 1—1,5. Длину образцов принимают обычно в 8—10 раз больше высоты сечения.
Предел прочности породы на изгиб определяется по известным формулам сопротивления материалов:

где Мизг — максимальный изгибающий момент, соответствующий нагрузке разрушения; Wизг — момент сопротивления сечения образца изгибу. Для образцов прямоугольного и круглого сечений момент сопротивления определяется по формулам соответственно

где b, h и d — соответственно ширина, высота и диаметр сечения.

---