MT煤炭标准-MT45-1987.pdf
中华人民共和国煤炭工业部部标准 MT 4 5一 87 煤和岩石变形参数测定方法 代替 M T 4 5 一 8 0 本标准适用于能够加工成标准试件的岩石和煤的变形参数 包括变形模量的割线模量E , o 、 切线模 量F . , ( 通称弹性模量) 及泊松比产 的测定。 仪器、 设备和材料 1 . 1仪器 电阻应变仪; 电桥， 万用表; 高阻计。 设备 材料试验机; 钻石机或车床， 锯石机， 磨石机或磨床。 材料 电 阻应变片( 以下简称电 阻片) ， 标距3 m m X 1 5 m m -3 m m X 2 0 m m ， 电 阻值约为1 2 0 6 2 ; 粘结剂 ( 5 0 2 胶水， 环氧树脂胶等) ， 防潮胶， 清洁剂 ( 丙酮、 纱布之类) 。 检验工具: 游标卡尺 ( 精度 0 . 0 2 m m ) ， 直角尺， 水平检测台， 百分表架及百分表。 2 试件规格、 加工箱度、 橄f和含水状态 试件规格、 加工精度、 数量和含水状态等须符合M T“一8 7 煤和岩石单向抗压强度及软化系数 测定方法 第 2章的规定。 3 电阻应变片的枯贴和防溯处理 3 . 1 粘贴电阻片前， 对电阻片要进行检查， 要求阻丝平直， 间距均匀， 丝与基粘贴牢固， 阻栅的长度要 大于岩石最大颗粒的1 0 倍。同一试件所用的工作片和补偿片的电阻差值不应超过0 . 5 c 2 , 3 . 2 电阻片应粘贴在试件高度方向的中部， 尽量避开裂隙、 节理和伟晶处。每个试件纵向和横向粘 贴电阻片各3 片纵、 横电阻片的排列采用“卜 ” 形。贴片前， 应在试件圆周三等分处画垂线， 二分之一 高度处画圆周线， 以便贴片对中。对于岩性均一、 加工精度高的试件， 可以只在对称两侧中部粘贴纵、 横 电阻片各一对。 3 . 3 电阻片的粘贴工艺 3 . 3 . 1 清理表面 在粘贴部位先用零号砂纸打磨， 其面积要大于电阻片。再用洁白纱布或脱脂棉蘸上丙酮等易挥发 溶剂清洗表面， 直至纱布没有灰痕为止。 3 . 3 . 2 涂胶贴片 一般试件可用5 0 2 胶水或环氧树脂胶等。含水量多或饱和试件， 需要采用防潮胶。胶水的弹性模 量应小于试件的弹性模量。贴片时， 先在贴片部位涂上一薄层粘结剂， 待粘结剂干后， 再在电阻片背面 涂一薄层粘结剂， 随即将电阻片按要求的方向和部位贴上。然后在电阻片上盖一小块塑料纸， 用手指在 中华人民共和国煤炭工业部1 9 8 7 一 1 1 一 1 8 发布 1 9 8 7 一 1 2 一 1 0实施 MT 4 5一 87 上面滚压挤出电阻片和试件之间的气泡和多余的粘结剂， 约按压十几秒即可贴牢。 3 . 3 . 3 固化处理: 粘结剂 一 般可在常温下自行固化。固化时间， 应参照所用粘结剂的说明书。急用 时， 可按各类粘结剂的说明加热烘干。 阻 3 .Ilk it 3 . 4 接线: 电阻片尾端引线用绝缘导线焊接引出焊前需先将导线固定， 以防碰动导线时拉坏电 : . : . 每根导线的长度、 线径都要相同， 长度不宜超过 l o mo 防潮处理 1 防底潮: 试件表面用丙酮清洗后， 涂上厚度不超过 0 . 1 m m的环氧树脂胶， 面积要大于电阻 片， 以防l E 水分从试件内部进入电阻片。 3 . 4 . 2 防底潮胶固化后， 贴电阻片， 并焊上短线引出。 要求 处 理 ， 一般应大于 2 0 0 M4 ， 然后再在电阻片上涂上厚度 1 电阻片贴好固化后， 对地绝缘电阻应满足试验 m m左右的防潮胶， 导线接头也做同样的防潮 。水饱和处理后的试件， 绝缘电阻值一般也应大于2 0 0 M6 2 , 4 测定步骤 4 门测定前核对岩石名称和岩样编号， 对试件颜色、 颗粒、 层理、 节理、 裂隙、 风化程度、 含水状态以及 加工过程中出现的问题等进行描述， 并填入记录表内 ( 见附录A ) , 4 . 2 检查试件加工精度， 测量试件尺寸 ( 应在试件高度中部两个互相垂直方向测量其直径， 取算术 平均值) ， 填入记录表内。 4 . 3 选择材料试验机度盘时， 一般应满足下式 0 . 2 P o P m 0 . 8 P 式中: 尸 。 、 预计最大破坏载荷， k N ; 尸 。 材料试验机度盘最大值， k N e 4 . 4 开动材料试验机， 使其处于可用状态。将试件放在承压板中心。 4 . 5 将电阻应变仪接上电源， 预热半小时， 连接线路， 预调平衡。接线方式可用全桥或半桥。 ( 1 ) 施加初 载荷， 检查仪器工作情况， 同时观察两边的应变值是否接近， 如两边应变值相差较大， 则必须调整试件位 置和球形座， 使试件受力均匀。 4 . 6 按约0 . 5 - 1 . 0 M P a / s 的速度逐级加载。按估计破坏载荷的十分之一间隔读一次读数， 记录载 荷与应变值， 直至破坏。每个测定过程， 读数不得少于七个点， 同一试件的所有应变值， 应尽量同时测 出。当仪器有自动记录装置时， 可按上列加载速度连续加载直至试件破坏。 4 . 7 记录破坏载荷值以及加载过程中出现的现象。并对试件的破坏进行描述或摄影。 5 测定结果的计算与整理 : . : . : 检查测定结果， 废弃可疑数据， 分别计算应力值、 纵向应变和横向应变值， 以及体积应变值。 应力按下式计算 乍X 1 0 二( 2 ) 11 一一应力， MP a ; PI 一 与应变相对应的载荷， k N; F试件初始截面积， c m ' 。 2 纵向应变和横向应变取各应变片测值的平均值。 3 体积应变按下式计算: 中5导 式 MT 4 5一 87 .(3 、 今 E . 一 2 e , 式中: 。一 体积应变值; : 纵向应变值; 。 。 横向应变值。 5 . 2 绘制应力一 纵向应变曲线和应力一 横向应变曲线，必要时尚应绘制应力一 体积应变曲线。应 力一 应变曲线如下图所示。 6 2 应力 一 应变曲线 I -。与: ， 曲线, 2 -0 与， 曲线; 3 -， 与: 。 曲线 5 。 3 式中: 根据破坏载荷计算单向抗压强度: R 二 : ”. · · · · · · ·· · . · · · · · · · · 。 · · · · · · · · 一 ，.( 4 ) 5 . 4 R 单向抗压强度， M P a ; 尸破坏载荷， k N ; F 试件初始截面积， c m ' 。 在应力一 纵向应变曲线上， 原点与应力一 纵向应变曲线上。为5 0 写抗压强度点连线的斜率即为 割线模量， 可用下式计算: · · · · · · . . . · · · · · · 。 . · · · · · · · · 。 · · · (5 ) 式中: E , a, a e, n 割线模量， M P a ; 单向 抗压强度的5 0 % , M P a ; 试件承受。 ， 。 应力时的纵向应变值。 5 . 5 在应力一 纵向应变曲线上直线段 ( 如上图a b 线段) 的斜率为切线模量 ( 通称弹性模量) ， 可按下 式计算 : E = 七一 口. 己 b一 己 . ( 6 ) 式中: F , 切线 ( 弹性) 模量, MP a ; MT 4 5一 87 。 。 应力 应变曲线中直线段始点的应力， M P a ; 。 。 一一应力一 应变曲线中直线段终点的应力， M P a ; ， 。 一 一应力 一 应变曲线中直线段始点的应变值; : 。一 应力一 应变曲线中直线段终点的应变值 两种模量取值到千位数。 5 . 6 根据应力一 纵向应变和应力一 横向应变两曲线上对应直线段部分纵向应变和横向应变的平均 值计算泊松比k: “ 一 淤 式中 F a o 应力一 横向应变曲线上对应直线段部分应变的平均值 C ,。 一一 应力一 纵向应变曲线上对应直线段部分应变的平均值 计算结果取两位小数 沮: 变形参数的测定除用电阻应变仪外， 还可使用具有0 . 0 0 1 m m精度的其他变形测定装置 ( 如千分表、 变形传 感器及其固定装置) ， 但用这类装置测出的值是试件的变形值， 应除以测定的基长， 使其变为应变值， 然后再 按本标准第5 章进行计算与 整理 如试验目的不要求提供应力 一 应变曲线时， 本标准第5 . 2 条可不进行 MT 4 5 一 87 附录A 变形参数测定记录表 ( 参考件) 送样单位 采样地点: 岩石名称: 岩样编号: 试样编号 : 试件直径: 试件高度: 试件截面积: 试件含水状态: 测定 日期 : 试件描述 序 i 纵向 载荷 尸 k N 纵向应力 沙 MP a 纵向应变: ( 儿)横向应变 r a ( k . ) 体 积 应 变 心， 备注 1片2片3片 平均片2片3片 平均测定前测定后 破坏载荷 P·单向抗压强度R= 变形参数 E =E , 二产= 测 定 :计算: 校核: 附加说明: 本标准由煤炭科学研究院北京开采研究所起草。 本标准主要起草人潘清莲。 本标准于 1 9 8 0 年首次发布。 本标准委托煤炭科学研究院北京开采研究所负责解释。
