煤和岩石物理力学性质测定方法第7部分：单轴抗压强度测定及软化系数计算方法

煤和岩石物理力学性质测定方法第7部分：单轴抗压强度测定及软化系数计算方法

国家标准 GB/T23561.7一2009 煤和岩石物理力学性质测定方法 第7部分单轴抗压强度测定及 软化系数计算方法 Methodlsfordeterminingthephysicalandmechaniealpropertiesof coalandrock一Part7:Methodsfordetermining theuniaxialcompressivestrengthandcountingsofteningcoeficient 2009-04-08发布 2009-12-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管蹬委员会国家标准
GB/T23561.7一2009 前 言 GB/T23561《煤和岩石物理力学性质测定方法沙按部分发布,分为16个部分 第1部分:采样一般规定 第2部分;煤和岩石真密度测定方法 第3部分:煤和岩石块体密度测定方法 第 4部分;煤和岩石孔隙率计算方法; 第5部分;煤和岩石吸水性测定方法 第6部分;煤和岩石含水率测定方法 第 7 部分;单轴抗压强度测定及软化系数计算方法; 部分;煤和岩石变形参数测定方法; 9部分;煤和岩石三轴强度及变形参数测定方法; 第 部分;煤和岩石抗拉强度测定方法; 第 部分:煤和岩石抗剪试验方法; 第 12部分;煤的坚固性系数测定方法 13部分;煤和岩石点载荷强度测定方法; 第 第 14部分;岩石膨胀率测定方法; 第15部分;岩石膨胀应力测定方法 第16部分:岩石耐崩解性指数测定方法 本部分是GB/T23561的第7部分 本部分的附录A、,附录B为规范性附录 本部分由煤炭工业协会提出并归口 本部分起草单位;煤炭科学研究总院开采设计研究分院和煤炭科学研究总院检测研究分院 本部分主要起草人;齐庆新、李纪青、毛德兵,李宏艳
GB/T23561.7一2009 煤和岩石物理力学性质测定方法 第7部分:单轴抗压强度测定及 软化系数计算方法 范围 GB/T23561的本部分规定了煤和岩石单轴抗压强度测定及软化系数计算中涉及的术语和定义、 仪器设备、试件规格、试验步骤和数据计算 本部分适用于在实验室条件下,能够加工成标准试件的煤及与煤层相关岩层中岩石的单轴抗压强 度测定和教化系数的计算 规范性引用文件 下列文件中的条款通过GB/T23561的本部分的引用而成为本部分的条款 凡是注日期的引用文 件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成 协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本 凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本 部分 GB/T23561.3一2009煤和岩石物理力学性质测定方法第3部分;煤和岩石块体密度测定方法 术语和定义 下列术语和定义适用于GB/T23561的本部分 单轴抗压强度uiaxinleompressivestrength 在实验室条件下,煤(或岩石)的标准试件在单轴压缩状态下承受的破坏载荷与其承压面面积的 比值 3.2 软化系数softeningcoerrieient 煤(或岩石)饱和水试件的单轴抗压强度与干燥试件或自然含水状态试件单轴抗压强度的比值 仪器设备 4.1加工机械 钻石机、锯石机、磨石机或磨床 4.2检验工具 试件检验工具如下 a)游标卡尺,最小分度值0.02 mm; D) 万能角度尺,百分表架及百分表 c)水平检测台 4.3设备 4.3.1材料试验机 材料试验机精度应不低于一级 加载范围应满足式(1):
GB/T23561.7一2009 1.25p<<5p 式中 材料试验机加载范围的最大值,单位为千牛(kN); n -预计试件的最大破坏载荷,单位为千牛(kN) pmax 4 3. 电液伺服试验机 2 电液伺服试验机的精度应不低于一级,并能够以0.5MPa/s1.0MPa/s的速率加载 4.4仪器 普通材料试验机升级改造中可选配如下仪器 载荷传感器" a b)计算机数据采集处理系统; 可采用其他设备和仪器,但精度等级不应低于本部分的相应规定 试件规格 5.1标准试件规格 标准试件宜采用直径为(50)mm的圆柱体,高径比为(2士0.2),高径比小于2时,应考虑对试验 结果的影响 如没有条件加工圆柱体试件时,可采用50mm×50mm×100mm的方柱体 对于砾岩 等特大颗粒岩石,试件尺寸应放大,其直径应大于岩石最大颗粒尺寸的10倍,高径比保持为(2士0.2) 由于特殊原因(例如,岩石松软)不能制取标准试件时,应在试验结果中加以说明 5.2加工精度及检查方法 5.2.1试件两端面不平行度不应大于0.05mm 把试件放在水平检测台上,边移动边用百分表测定 试件的高度,其最大值和最小值的偏差应控制在0.05nmm以内 把试件上下颠倒,重复以上操作 其 检查方法见图1 百分表; 试件 水平检测台; 百分表架 图1试件端面不平行度检查方法图 5.2.2试件上、下端直径偏差不应大于0.3mm. 5.2.3试件表面应光滑,并应避免因不规则表面而产生应力集中现象 轴向偏差不应大于0.25" 将试件立放在水平检测台上,用万能角度尺紧贴试件垂直侧边,测 定其轴向偏斜角度,最大值应小于0.25°,见图2.
GB/T23561.7一2009 水平检测台; 试件 -万能角度尺 图2试件轴向偏差检查方法图 5.3试件数量 每种状态下同一层煤或岩石试件的数量不应少于三个 5.4试件含水状态 测定时可根据需要,选择下列各种含水状态的试件 5.4.1自然含水状态;试件制备后,室温条件下,放在底部有水的干燥器内1d2d,以保持一定的湿 度,但试件不应接触水面 5. 干燥状态;将试件在105C110C下干燥24h. 2 4. 4.3饱和水状态按照GB/T23561.3一2009中3.3.23.3.6进行水饱和处理 5 4.4其他含水状态按委托单位的要求确定,但在试验报告中应加以说明 5 试验步骤 测定前核对煤样、岩样的名称及其编号,对试件颜色、颗粒、层理、节理、裂隙、风化程度、含水状态 6 以及加工过程中出现的问题等进行描述,并填人记录表内,见附录A 检查试件加工精度并填人记录表内 直径量测:在试件的上下端面附近以及中央附近的断面,测定相互垂直的两个方向的直径,取 其算术平均值为试件的直径; b)高度量测;高度应在试件的过中心轴的两个相交的平面内各取两点,测定两个高度值,取其算 术平均值作为试件的高度 6.3选择材料试验机时应符合4.3.1 开动材料试验机,使其处于工作状态 将试件置于材料试验机承压板中心,调整球形座,使试验 机、上下承压板、试件三者中心线成一直线,并使试件上下面受力均匀 试件为脆性岩石时,应加设保护 装置 6.5以0.5MPa/s1.0MPa/s的速度加载直至破坏 如遇到软岩石时,应选用小量程的试验机,并 应适当放慢加载速度;如用电液伺服试验机,应选用较小的加载速度 6.6如采用电液伺服试验机进行试验,或者采用计算机数据采集处理系统自动检测系统),此时应将 该系统调整至工作状态,并按上述加载速度连续加载直至试件破坏 当峰值出现后,继续测3s5s后 关机;如无峰值时,则至轴向应变达15%~20%时关机 记录破坏载荷以及加压过程中出现的现象,并对破坏后的试件进行描述或摄影 非干燥状态试件 破坏后,应立即取出部分碎块用塑料袋封存,尽快测定其含水率,必要时应测定干块体密度,并填人记录 表内
GB/T23561.7一2009 数据计算 计算单轴抗压强度 试件单轴抗压强度按式(2)计算: R =×10 (2 式中 R 试件单轴抗压强度,单位为兆帕MPa); 试件破坏载荷,单位为千牛(kN); 试件初始承压面积,单位为平方厘米(ctm'). 计算结果取三位有效数字,试验报告中列出每个试件的测值 7.2计算软化系数 软化系数计算按式(3)和式(4): R K 3 R K 晨 三 式中: K 干燥试件的软化系数; K 自然含水状态试件的软化系数 R -水饱和试件的单轴抗压强度,单位为兆帕(MPa); R 干燥试件的单轴抗压强度,单位为兆帕(MPa); R 自然含水状态试件的单轴抗压强度,单位为兆帕(MPa); K、K 值取到小数点后两位 采用数据采集处理系统计算测试结果 计算机数据采集处理系统可自动根据测试时采集的测试数据，给出试件破坏时的最大载荷数值,按 已输人系统中的式(2),式(3),式(4)及该试件的基本参数进行计算,并以表格形式打印出该试件的单轴 抗压强度,软化系数及相关的参数(试件初始直径、高度、承压面积含水状态,试验机加载速率等) 单 轴抗压强度测定记录表见附录A,软化系数记录表见附录B
GB/T23561.7一2009 附 录A 规范性附录 单轴抗压强度测定记录表 送样单位 采样地点， 测定日期 试件描述 试件尺寸/mm 试件破坏抗压 试 采样深度 试件 件 煤岩样送样 面积载荷强度 水 测 测 距地表 含水 备注 直 率 R P 编号 名称 F 定 长 宽 高 状态 至m 径 号 % cm kN MPa 的 后 测定 计算 校核
GB/T23561.7一2009 B 附 录 规范性附录 软化系数记录表 送样单位 采样地点， 测定日期 试件抗压强度 试件描述 软化系数 MPa 试件 岩样岩石试件 含水 备注 测 测 自然含水 饱和水 自然含水 编号名称编号 干燥状态 干燥状态 状态 状态 状态 状态 定 R K 前 R R K 测定 计算 校核