煤和岩石点荷载强度指数测定方法.docVIP

煤和岩石点荷载强度指数测定方法 1 低强度不规则试件点荷载强度指数测定 1.1 试件规格 1.1.1 试件规格 1.1.1.1 采取现场不规则煤块或岩块，见图1，加载两点间距（D）宜为30mm~55mm，加载两点间距与加载处平均宽度（b）之比宜为0.3~1.0，试件长度（L）应不小于加载两点间距。 D—加载双点间距； L—试件长度； b—试件宽度。 图 1 不规则试件形状示意图 1.1.2 试件数量 每组试件视其含水状态和均质程度取15个~25个。 1.1.3 试件含水状态 取自然含水状态，其他含水状态应加以说明。 1.2 测定步骤 1.2.1 测定前应仔细核对岩石名称和试件编号，对试件颜色、颗粒、层理、节理、裂隙、风化程度、含水状态及加工过程中出现的问题等应进行描述。并填入记录表内。 1.2.2 用卡尺测量试件的最小尺寸并在该处做标记，将测得数据填入记录表内。 1.2.3 将试件放在点荷载仪的加载锥之间，沿试件的最小尺寸加载，使上下锥端位于试件中心处并与试件紧密接触。接触点距试件自由端的距离不应小于加载点间距的0.5倍。 1.2.4 均匀地施加载荷，使试件在10s~60s内破坏，记录破坏荷载，并对加载过程中出现的现象和破坏后的试件进行描述。 1.2.5 破坏面贯穿整个试件并通过两加载点为有效试验。 2 数据计算 2.1 下列计算公式按GB/T 50266-1999中2.12和ASTM D5731-2008中第10章的规定。 2.2 按式（1）计算试件点荷载强度指数： （1） 式中: Is—未经过修正的点荷载强度指数，单位为兆帕（MPa）； P—破坏载荷，单位为牛（N）； De—等价岩心直径，单位为毫米（mm）。 2.3 按式（2）和式（3）计算等价岩心直径De： （2） （3） 式中： D—加载点间距，单位为毫米（mm）； —上下锥端发生贯入后，试件破坏瞬间的加载点间距，单位为毫米（mm）。 2.4 轴向和不规则块体试验时，应按式（4）和式（5）计算等价岩心直径De： （4） （5） 式中： b—通过两加载点最小截面的宽度（或平均宽度），单位为毫米（mm）。 2.5 按式（6）计算每组试件点荷载强度指数的算术平均值： （6） 式中： —试件平均点载荷强度指数，单位为兆帕（MPa）； Isi—第i个试件的点载荷强度指数，单位为兆帕（MPa）； n—当一组有效的试验数据不超过15个时，应舍去最高值和最低值，n=有效试验个数-2；当一组有效试验数据超过15个时，可舍去前两个高值和后两个低值，n=有效试验个数-4。 2.6 按式（7）计算每组试件点载荷指数的偏离度： （7） 式中： V—偏离度； M—点载荷指数的标准差，单位为兆帕（MPa），按式（8）计算。 （8）2.7 当加载两点间距不等于50mm时，应对计算值进行修正。当其试验数据较多，且同一组试件中的等价岩心直径具有多种尺寸，而加载两点间距不等于50mm时，应根据试验结果，绘制与破坏载荷P的关系曲线，并在曲线上查找对应的P50值，按式（9）计算岩石点载荷强度指数： （9） 式中： Is（50）—经尺寸修正后的点载荷强度指数，单位为兆帕（MPa）； P50—根据为2500mm2时的P值，单位为牛（N）。 2.8 当加载两点间距不等于50mm，且其试验数据较少，不宜采用2.6方法修正时，应按式（10）和式（11）计算点载荷强度指数： （10） （11） 式中： F—修正系数； m—修正指数，由同类岩石的经验值确定，一般可取0.45。