Физические свойства горных пород и методы их определения

ВВЕДЕНИЕ 6 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СПЕЦИФИЧНОСТИ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД КАК ОБЪЕКТОВ РАЗРУШЕНИЯ 9 1.1. Изменчивость свойств горных пород 9 1.2. Отбор проб и изготовление образцов для определения свойств горных пород 16 1.3. Установление необходимого числа образцов и единичных испытаний 22 1.4. Методы обработки экспериментальных данных при определении свойств горных пород 24 Контрольные вопросы 42 2. УДЕЛЬНЫЙ И ОБЪЕМНЫЙ ВЕС, ПЛОТНОСТЬ И ПОРИСТОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД 43 2.1. Основные определения 43 2.2. Методы определения удельного веса горных пород 44 2.3. Методы определения объемного веса горных пород 46 2.4. Некоторые сведения об удельных и объемных весах и пористости горных пород 48 Контрольные вопросы 49 3. ВЛАЖНОСТЬ И ВЛАГОЕМКОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД 50 3.1. Основные определения 50 3.2. Влияние влажности на свойства горных пород 51 Контрольные вопросы 56 4. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД 58 4.1. Прочность горных пород при одноосном сжатии 58 4.1.1. Общие понятия 58 4.1.2. Методы определения прочности горных породпри одноосном сжатии 59 Контрольные вопросы 66 4.2. Прочность горных пород при одноосном растяжении и методы ее определения 66 4.2.1. Метод прямого растяжения 67 4.2.2. Метод изгиба 70 4.2.3. Метод раздавливания и раскалывания 74 4.2.4. Метод разрыва давлением изнутри образца 85 Контрольные вопросы 92 4.3. Прочность горных пород при срезе и методы ее определения 92 4.3.1. Общие сведения 92 4.3.2. Непосредственный срез образцов 93 4.3.3. Кручение 97 4.3.4. Срез со сжатием 99 4.3.5. Влияние масштабного эффекта на величину временного сопротивления горных пород срезу 103 4.3.6. Результаты исследований при срезе со сжатием 104 4.3.7. Методика определения прочности горных пород при срезе 108 Контрольные вопросы 111 4.4. Прочность горных пород при изгибе 112 4.4.1. Общие сведения 112 4.4.2. Методы определения прочности горных пород при изгибе. 113 4.4.3. Исследование длительной прочности горных пород при изгибе 116 Контрольные вопросы 118 4.5. Коэффициент крепости горных пород 119 4.5.1. Крепость горных пород. Шкала крепости проф. М.М. Протодьяконова 119 4.5.2. Методы определения коэффициента крепости по названию горной породы и по величине временного сопротивления ее сжатию 122 4.5.3. Определение коэффициента крепости методом толчения 125 Контрольные вопросы 130 4.6. Паспорта прочности горных пород 131 4.6.1. Круги напряжений Мора 131 4.6.2. Методы построения паспортов прочности 137 Контрольные вопросы 145 4.7. Твердость горных пород 146 4.7.1. Общие сведения 146 4.7.2. Методы определения твердости горных пород 147 Контрольные вопросы 157 4.8. Контактная прочность и статическое откалывание горных пород 158 4.8.1. Определение контактной прочности горных пород 158 4.8.2. Испытание горных пород на статическое откалывание 161 Контрольные вопросы 167 4.9. Вязкость разрушения горных пород 168 4.9.1. Общие понятия 168 4.9.2. Методы определения вязкости разрушения в режиме I 174 4.9.3. Методы определения вязкости разрушения в режиме II и смешанных режимах I-II 184 Контрольные вопросы 188 4.10. Абразивность горных пород 189 4.10.1. Общие понятия 189 4.10.2. Российские методы определения абразивности горных пород 191 4.10.3. Зарубежные методы определения абразивности горных пород 204 Контрольные вопросы 211 4.11. Трещиноватость горных пород 211 4.11.1. Происхождение трещин в горных породах и углях. Классификация трещиноватости 211 4.11.2. Методы оценки трещиноватости 216 Контрольные вопросы 234 4.12. Корреляция показателей прочностных свойств горных пород 235 Контрольные вопросы 254 5. ДЕФОРМАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД 255 5.1. Упругие свойства горных пород 255 5.1.1. Общие сведения 255 5.1.2. Определение модуля пропорциональности напряжений и деформаций и коэффициента Пуассона при помощи измерения продольных и поперечных деформаций (при сжатии) индикаторами часового типа 255 5.1.3. Определение модуля пропорциональности напряжений и деформаций и коэффициента Пуассона при помощи проволочных датчиков омического сопротивления 258 5.1.4. Определение модуля упругости и коэффициента Пуассона по скоростям прохождения продольных и поперечных упругих волн 261 Контрольные вопросы 265 5.2. Пластичность и хрупкость горных пород и методы их определения 265 Контрольные вопросы 269 6. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД 270 Контрольные вопросы 286 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 287