Комплексное влияние размеров образца горной породы на величину предела прочности на сжатие

Предел прочности горных пород на сжатие входит в число важнейших физико-механических свойств, использующихся в различных расчетах и методиках. При этом, несмотря на общность подходов к определению этой величины экспериментальными методами, между ними есть некоторые различия. Рассмотрены актуальные методы испытаний горных пород на сжатие в России и за рубежом. Показано, что зарубежным методам соответствует первый вариант проведения испытаний согласно российскому ГОСТу. Однако имеются различия, заключающиеся в рекомендуемых геометрических параметрах образцов. Получено выражение, описываемое логарифмической функцией, для определения коэффициента, позволяющего оценивать влияние отличия реального отношения высоты образца к его диаметру при испытаниях горной породы на сжатие от эталонного «ГОСТовского» значения (2 к 1). Также представлено выражение, описываемое степенной функцией, для определения коэффициента, позволяющего оценивать отличие диаметра образца от эталонного выражения (42 мм). На основании этих двух выражений получена зависимость, позволяющая учитывать комплексное влияние отличия диаметра образца и отношения его высоты к диаметру от эталонных параметров. Представлен пример использования полученной зависимости. Данные результаты могут быть полезны специалистам, сталкивающимся в своей деятельности с зарубежными проектами.

Ключевые слова: горные породы, предел прочности на сжатие, методы испытаний, влияние размеров, коэффициент геометрии образца, расчетные зависимости, поправочный коэффициент, гармонизация технических стандартов.
Как процитировать:

Жабин А. Б., Поляков А. В., Аверин Е. А., Линник Ю. Н., Линник В. Ю. Комплексное влияние размеров образца горной породы на величину предела прочности на сжатие // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 8. – С. 5–13. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_8_0_5.

Благодарности:
Номер: 8
Год: 2022
Номера страниц: 5-13
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.023.23
DOI: 10.25018/0236_1493_2022_8_0_5
Дата поступления: 10.03.2022
Дата получения рецензии: 18.03.2022
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.07.2022
Информация об авторах:

Жабин Александр Борисович — д-р техн. наук, профессор, e-mail: zhabin.tula@mail.ru, Тульский государственный университет,
Поляков Андрей Вячеславович — д-р техн. наук, инженер-эксперт, e-mail: polyakoff-an@mail.ru, ООО «Экспертиза промышленной безопасности»,
Аверин Евгений Анатольевич — канд. техн. наук, инженер-конструктор, e-mail: evgeniy.averin.90@mail.ru, ООО «Скуратовский опытно-экспериментальный завод»,
Линник Юрий Николаевич1 — д-р техн. наук, профессор, e-mail: yn_linnik@guu.ru,
Линник Владимир Юрьевич1 — д-р экон. наук, профессор, e-mail: d0c3n7@gmail.com,
1 Государственный университет управления.

 

Контактное лицо:

Поляков А.В., e-mail: polyakoff-an@mail.ru.

Список литературы:

1. Жабин А. Б., Аверин Е. А., Поляков А. В. Показатель эквивалентной прочности горных пород // Горная промышленность. — 2018. — № 5. — С. 112—115. DOI: 10.30686/16099192-2018-5-141-112-115.

2. Жабин А. Б., Аверин Е. А., Поляков А. В. Интегральная оценка сложности проекта проходки горных выработок // Уголь. — 2017. — № 11. — С. 60—63. DOI: 10.18796/00415790-2017-11-60-63.

3. Averin E., Zhabin A., Polyakov A., Linnik Y., Linnik V. Preliminary assessment of roadheaders efficiency based on empirical methods and index of equivalent rock strength // Mining of Mineral Deposits. 2019, vol. 13, no. 3, pp. 113—118. DOI: 10.33271/mining13.03.113.

4. Морозов И. А., Ударцев А. А., Паньков И. Л. Анализ деформирования соляных пород Гремячинского и Верхнекамского месторождений в лабораторных условиях // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 10. — С. 16–28. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-10-0-16-28.

5. Захаров В. Н., Линник В. Ю., Линник Ю. Н., Жабин А. Б. Классификация угольных пластов по особенностям геологического строения и разрушаемости // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 5. — С. 5–12. DOI: 10.25018/0236-14932019-05-0-5-12.

6. Нгуен Ван Минь, Хажыылай Ч. В., Умаров А. Р., Янбеков А. М. Оценка степени влияния основных параметров на формирование зон растягивающих деформаций вокруг выработок на глубине свыше 1 км // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 8. — С. 104–113. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_8_0_104.

7. The complete ISRM suggested methods for rock characterization, testing and monitoring: 1974–2006. Ulusay R., Hudson J. A. (Eds.). Ankara, Turkey. 2007, 628 p.

8. Yilmaz Y., Eun J., Panahi S. S., Mousavi M. S. Effects of height-to-diameter ratio (H/D) for specimens with various water contents on unconfined compressive strength of a clayey soil // Engineering Geology. 2019, vol. 257, pp. 105—136. DOI: 10.1016/j.enggeo.2019.05.013.

9. Komurlu E. Loading rate conditions and specimen size effect on strength and deformability of rock materials under uniaxial compression // International Journal of Geo-Engineering. 2018, vol. 9, no. 1, pp. 17. DOI: 10.1186/s40703-018-0085-z.

10. Цой П. А., Усольцева О. М., Персидская О. А., Семенов В. Н., Сиволап Б. Б. Изменение модуля деформации и пределов прочности метаалевролита в зависимости от размера образцов // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2017. — Т. 4. — № 2. — С. 187—190.

11. Цой П. А., Усольцева О. М. Применение кругов Мора для связи и модельной оценки прочностных данных разноразмерных образцов горных пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2019. — № 2. — С. 23—29. DOI: 10.15372/FTPRPI20170505.

12. Meng Q., Zhang M., Han L., Pu H., Li H. Effects of size and strain rate on the mechanical behaviors of rock specimens under uniaxial compression // Arabian Journal of Geosciences. 2016, vol. 9, no. 8, pp. 527. DOI: 10.1007/s12517-016-2559-7.

13. Tuncay E., Özcan N. T., Kalender A. An approach to predict the length-to-diameter ratio of a rock core specimen for uniaxial compression tests // Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 2019, vol. 78, no. 7, pp. 5467–5482. DOI: 10.1007/s10064-019-01482-6.

14. Rong G., Peng J., Yao M., Jiang Q., Wong L. N. Y. Effects of specimen size and thermaldamage on physical and mechanical behavior of a fine-grained marble // Engineering Geology. 2018, vol. 232, pp. 46—55. DOI: 10.1016/j.enggeo.2017.11.011.

15. Darlington W. J., Ranjith P. G., Choi S. K. The effect of specimen size on strength and other properties in laboratory testing of rock and rock-like cementitious brittle materials // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2011, vol. 44, no. 5, pp. 513—529. DOI: 10.1007/s00603011-0161-6.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.