ГОСТ Р 59958-2021 Действует

8.1.3 Фиксируют (записывают) максимальное значение разрушающей образец силы P, кН.

8.2.3 Определяют значения двух ступеней нагрузок и по таблице 1.

Таблица 1

Рисунок 1 - Схемы разметки образцов для испытаний сосредоточенной нагрузкой

а - горизонтальный цилиндрический образец; б - вертикальный

цилиндрический образец; в - образец в форме прямоугольного

параллелепипеда; г - образец неправильной формы

H - высота образца; D - диаметр образца;

A1, A2, Aср - измеренные и среднее значения ширины образца

соответственно; L - расстояние от точки приложения

нагрузки до края образца

7.9 Для определения коэффициента размягчаемости Ksof скального грунта в воде проводят параллельные испытания образцов-плиток в воздушно-сухом и водонасыщенном состоянии, затем проводят расчет Ksof по ГОСТ 25100.

8.2.1 Предварительно определяют прочность испытаниями в соответствии с 8.1.

9.2.6 Вычисляют модуль деформации Eсж, МПа, при сжатии по формуле

8.1.4 Испытание признают действительным при разрыве образца на две или три части по поверхности, проходящей через ось нагружения.

9.2.2 Статический контактный модуль остаточной деформации горной породы при нагружении сферическими инденторами Dk, МПа, вычисляют по формуле

Примечание - При испытании практически несжимаемых пород (Dk > 20·103 МПа) погрешности измерения остаточных деформаций соизмеримы с абсолютными значениями самих деформаций. В таких случаях вычисление модуля Dk допускается не проводить.

8.2.5 Фиксируют начальное положение по устройству измерения деформации (берут первый отсчет ).

9.1.3 Вычисленные по корреляционным зависимостям по серии испытаний значения , МПа, с коэффициентом вариации V = 0,30 при коэффициенте доверительной вероятности (по ГОСТ 20522) соответствуют результатам испытаний на одноосное сжатие серии (не менее пяти) цилиндрических образцов при условии одинаково направленного приложения разрушающих сил при испытаниях.

9.2.5 Вычисляют радиус площадки контакта нагрузочных инденторов с образцом a2, мм, по формуле

4.2 Общие требования к лабораторным испытаниям грунтов, оборудованию и приборам, лабораторным помещениям и способы изготовления образцов для испытаний приведены в ГОСТ 30416. Дополнительные требования приведены в стандартах на конкретные методы испытаний.

9.1.2 Предел прочности при одноосном сжатии , МПа, вычисляют по корреляционным зависимостям, полученным сопоставлением с результатами испытаний плоскими плитами скальных грунтов. Зависимости допускается применять в случаях, когда сравнительные испытания проводят на образцах одних петрографических (литологических) видов и подвидов грунтов, входящих в одну разновидность по прочности скальных грунтов по ГОСТ 25100 и испытанных в том же состоянии. Допускается также использование зависимостей, приведенных в таблице 2.

Таблица 2

8.1.2 Образец нагружают через инденторы равномерно до разрушения со скоростью 0,1 - 0,5 кН/с.

8.2.6 Нагружают образец от условного нуля до значения P1 со скоростью, позволяющей достичь заданной нагрузки за 10 - 20 с.

7.10 По специальному заданию допускается проводить испытания образцов с естественной влажностью (например, для определения категории грунта по трудности разработки).

8.1.1 Образец размещают намеченными точками приложения нагрузки по оси нагружения образца (7.7) между инденторами испытательной установки. Рекомендуемая схема установки приведена на рисунке 2.

5.2 Испытания на деформируемость заключаются в измерении деформаций образца при его ступенчатом нагружении и разгружении через инденторы без разрушения.

4.3 Способы отбора, хранения и транспортирования монолитов для испытаний должны обеспечить сохранение их структуры и влажности в соответствии с ГОСТ 12071 и ГОСТ 30416.

4.4 Метод применяют в случаях, когда структурно-текстурные особенности грунта не позволяют провести (или провести в достаточном объеме) испытания по определению прочности при одноосном сжатии плоскими плитами, либо в случаях, когда необходимо одновременно определить прочность при одноосном растяжении.

5.1 Сущность метода при определении параметров прочности заключается в измерении максимальной разрушающей силы, приложенной точечно (конусными, сферическими инденторами) к образцу через встречно направленные инденторы.

6.1.1 Испытательная установка состоит из нагрузочного устройства и силоизмерительного устройства (динамометр, датчик силы, манометр или датчик давления и соответствующее устройство пересчета).

6.1.2 Устройство нагрузочное, представляющее собой машину для испытания или пресс любой конструкции, максимальное усилие которой не менее чем на 30% превышает предельную нагрузку на образец, обеспечивающее встречно-соосное приложение нагрузки к образцу через металлические инденторы точечного нагружения [сферические инденторы диаметром (15 +/- 0,05) мм или конусные инденторы в виде усеченного конуса с углом (60 +/- 2)° и радиусом скругления вершины (7,5 +/- 0,05) мм], имеющие твердость по Роквеллу 60 - 65 HRC. Допускаемое отклонение соосности инденторов - не более 0,2 мм.

Допускается применение инденторов в виде усеченного конуса с углом (60 +/- 2)° и радиусом закругления (5 +/- 0,05) мм. При этом следует проводить сравнительные испытания с применением стандартных инденторов с радиусом скругления вершины (15 +/- 0,05) мм на тех же разновидностях грунтов с расчетом коэффициента пересчета на радиус.

7.1 Образцы неправильной формы изготовляют откалыванием, отпиливанием или подбирают по размерам в соответствии с 7.2, при необходимости - с подшлифовкой. По специальному заданию для определения коэффициента анизотропии Kа изготовляют серии образцов для испытаний в двух взаимно перпендикулярных направлениях (например, по слоистости и перпендикулярно слоистости). При этом определяют пределы прочности Rс,A и Rс,B.

7.5 Число образцов неправильной формы для каждой серии испытаний должно быть не менее десяти. При использовании образцов правильной формы (дисков из керна скважин, выпиленных прямоугольных параллелепипедов) число образцов допускается сократить до шести при условии обеспечения требуемого коэффициента вариации по результатам серии испытаний.

6.1.3 Устройство силоизмерительное (динамометр, датчик силы, манометр или датчик давления и соответствующее устройство пересчета), входящее в состав испытательной установки или используемое при проведении испытания, должно иметь предел допускаемой приведенной погрешности измерения нагрузки при прямом ходе не более +/- 1% (усилий, давлений от номинального предела измерений). Используемые силоизмерительные устройства должны быть подобраны таким образом, чтобы предел допускаемой погрешности не превышал 10% среднего значения разрушающего усилия серии образцов грунта. Поскольку разрушение происходит быстро, установка должна иметь достаточное быстродействие, для того чтобы фиксировать максимальное усилие при испытании.

Примечание - При использовании средств измерений усилия, основанных на тензометрических датчиках, номинал датчика должен не менее чем в два раза (на 100%) превышать разрушающее усилие, так как данные датчики не предназначены для измерения "ударных" нагрузок и при мгновенном разрушении образца на нагрузках, близких к номиналу тензометрических датчиков, тарировка датчика может значительно искажаться.

6.1.4 Бумага масштабно-координатная или устройство, приспособление, позволяющее измерить площадь поверхности раскола в проекции на плоскость с точностью до 5%.

6.2 Дополнительное оборудование для определения модуля деформации

Устройство для измерения деформации, представляющее собой датчик, индикатор, размещенный по оси нагружения, или два датчика, индикатора, вынесенные в стороны симметрично оси. При испытании прочных и очень прочных грунтов (Rс >= 50 МПа) датчики перемещения, индикаторы должны иметь дискретность измерения (цену деления) не более 0,002 мм. При испытании пород с пределом прочности Rс < 50 МПа допускается использовать датчики перемещения, индикаторы с дискретностью (ценой деления) 0,01 мм.

7.2 Образцы изготовляют (или подбирают на испытании) таким образом, чтобы высота образца H, мм, по отношению к среднему значению длины и ширины образца Aср, мм, или диаметра цилиндрического образца D, мм, находилась в пределах 0,3Aср < H < Aср. Высоту образца измеряют между точками приложения нагрузки с точностью +/- 0,1 мм. Высота образца H должна быть не менее 10 мм. Рекомендуемые размеры образца (A, B) - от 30 до 85 мм. Образцы не должны иметь на торцах резких неровностей, углублений, в которых при испытании может происходить концентрация напряжений.

7.3 Подготовленные для испытания образцы одной серии должны иметь близкие размеры. Допускается различие площадей поверхностей разрушения образцов одной серии не более чем в 2,5 раза.

7.4 Для устойчивого положения между инденторами образца неправильной формы на двух противоположных его поверхностях в точках приложения нагрузки выбирают или подготовляют любыми средствами примерно параллельные площадки размерами не менее 10 x 10 мм.

7.6 Измерение каждого из линейных размеров образца (высота, длина, ширина или высота и диаметр для цилиндрических образцов) проводят в трех местах, записывают среднее значение. Точки приложения нагрузки при обмере образцов перед испытанием маркируют.

7.7 Ось нагружения образца инденторами должна быть ориентирована относительно строения (слоистости) породы в соответствии с заданным направлением растяжения породы и должна быть удалена от ближайшей боковой поверхности образца на расстояние не меньшее половины высоты образца и располагаться вблизи центра тяжести образца. Схема разметки образца для испытаний приведена на рисунке 1.

7.8 Определение прочности скальных грунтов и аналогичных им техногенных грунтов (по ГОСТ 25100) на одноосное сжатие проводят в водонасыщенном состоянии. Для этого подготовленные образцы замачивают в воде не менее чем на 24 ч или проводят их водонасыщение вакуумированием. Водонасыщение вакуумированием заключается в поочередном замачивании образца при разрежении 70 - 90 кПа относительно атмосферного давления (этап воздухоудаления) и под атмосферным давлением (этап водонасыщения). Время каждого этапа должно составлять не менее 0,5 ч. Процедуры воздухоудаления в разреженной среде и водонасыщения при атмосферном давлении повторяют не менее трех раз.

8.1.5 Проекции поверхностей раскола на плоскость переносят на масштабно-координатную бумагу или заносят в устройство, приспособление, позволяющее измерить площадь проекции. Определяют значение площади поверхности (суммарную величину поверхностей) раскола (разрыва) образца S, см2, с точностью до 0,1 см2.

8.2.2 Образец для определения модуля деформации размещают намеченными точками приложения нагрузки между инденторами испытательной установки.

8.2.4 За условный нуль P0 принимают и не учитывают в расчетах нагрузку, равную общей массе подвижных элементов, передающих свою нагрузку на образец, если она составляет до 30 Н, и учитывают, если детали установки передают на образец нагрузку.

8.2.7 Фиксируют показание (берут второй отсчет ) по устройству измерения деформации.

8.2.8 Плавно разгружают образец до условного нуля P0, фиксируют конечное показание по устройству измерения деформации (берут третий отсчет ).

8.2.9 Проводят аналогично второй цикл нагружения-разгружения до значения нагрузки, соответствующей P2, получая показания при нагрузке P2 и после разгрузки.

8.2.10 Для устройств измерения деформаций с двумя симметрично расположенными индикаторами вычисляют среднее значение каждого отсчета.

9.1.1 Предел прочности при одноосном растяжении , МПа, для каждого испытания на прочность вычисляют по формуле

, (1)

где P - разрушающая нагрузка, кН;

S - площадь поверхности скола, разрыва, см2;

K - безразмерный масштабный коэффициент, принимаемый по формуле

K = 0,51S0,25. (2)

9.2.1 Исходными данными при обработке результатов испытания каждого образца являются значения нагрузок P1 и P2 ступеней нагружения, а также значения деформаций при нагружении и разгружении.

9.2.3 Модуль упругости на одноосное сжатие Eсж, МПа, при нагружении сферическими инденторами вычисляют по результатам измерений на второй ступени нагружения.

9.2.4 Вычисляют приведенную остаточную деформацию