Образец; 2 - матрицы; 3- подшипник

Используя значения нормальных и касательных напряжений в момент сдвига, в системе координат t - s можно построить зависимость t = f (s) (рис. 2.3.), которая рассматривается как огибающая к предельным кругам напряжений Мора или паспорт прочности. Величина t_о, называемая " сцеплением" или прочностью породы на сдвиг, может быть получена при продолжении графика зависимости до пересечения с осью ординат.

Оборудование и материалы. Образцы горных пород имеют цилиндрическую форму, диаметр образцов d = 40 ¸ 45мм, длина (l) образца равна диаметру; штангенциркуль для измерения размеров образцов. Испытания на срез проводятся на прессе с использованием матриц с углом наклона 30⁰, 50⁰ и 60⁰.

Порядок проведения эксперимента. Испытуемый образец породы укладывают в нижнюю матрицу и закрывают сверху верхней матрицей. При наличии зазоров между образцом породы и матрицами в них закладывают тонкие пластинки из медной фольги. Сверху матриц размещают плоский роликовый подшипник (3). Всё приспособление с образцом устанавливают в центре между плитами пресса.

Скорость нагружения должна быть в пределах от 0, 5 до 1MПа/c. В расчет должно приниматься максимальное значение сжимающей силы P. По приведенным выше формулам определяют напряжения, возникающие в плоскости сдвига. Для каждого угла наклона матриц производят по 3-5 опытов, вычисляют коэффициент вариации K_вар, (%). По полученным средним значениям строят кривую прочности породы при сдвиге в функции нормального напряжения. Для этого нормальные напряжения (s) откладывают по оси абсцисс, а соответствующие напряжения сдвига (t ) - по оси ординат.

По полученным точкам проводят сглаживающую кривую, которую продолжают до пересечения с осью ординат.

Рис 2.3. Диаграмма

t - s

По предельной кривой определяют предел прочности горной породы на сдвиг t_о и угол внутреннего трения j.

Данные измерений и вычислений заносят в таблицу (форма 9).