ГОСТ 24941-81 Породы горные. Методы определения механических свойств нагружением сферическими инденторами

Обозначение:
ГОСТ 24941-81 Породы горные. Методы определения механических свойств нагружением сферическими инденторами
Тип:
ГОСТ
Название:
Дата актуализации текста:
Дата актуализации описания:
73.020
Дата последнего изменения:
Дата завершения срока действия:
gost34695
gost_24941-81.docx PHPWord

ГОСТ 24941-81

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ПОРОДЫ ГОРНЫЕ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
НАГРУЖЕНИЕМ СФЕРИЧЕСКИМИ ИНДЕНТОРАМИ

Издание официальное

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ
Москва

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ ПОРОДЫ ГОРНЫЕ

ГОСТ

24941-811 2

Методы определения механических свойств
нагружением сферическими и плет орам и

Rocks. Methods for determination of mechanical
properties by pressing with spherical indentors

ОКСТУ 0709

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 2 сентября 1981 г. № 4136 дата введения
установлена

01.07.82

Настоящий стандарт распространяется на твердые горные породы с пределом прочности при
одноосном растяжении не менее 0,5 МПа и устанавливает методы определения показателей
прочности и деформируемости на образцах произвольной формы.

Методы предназначены для исследовательских и массовых испытаний горных пород в лабо-
раторных и полевых условиях.

Стандарт не распространяется на мерзлые горные породы.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

(Измененная редакция, Изм. № 1).

оборудование буровое и камнерезное по ГОСТ 21153.0—75 (разд. 2);

станок токарный по ГОСТ 18097—93;

станок шлифовальный, оснащенный чугунным диском, вращающимся вокруг вертикальной
оси, любой конструкции;

машины шлифовальные любой конструкции с электроприводом или ручным приводом;
молоток геологический;

набор слесарных напильников по ГОСТ 1465—80;
эксикатор типа Э по ГОСТ 25336—82;
штангенциркуль;

индикаторы многооборотные с ценой деления 0,001 мм по ГОСТ 9696—82;
индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм по ГОСТ 577—68;

машину испытательную вертикального нагружения БУ-39 или любой другой конструкции
стационарную или переносную, максимальное усилие которой не менее чем на 20—30 % превышает
максимальную испытательную нагрузку на образец, а погрешность измерения нагрузки находится
в пределах +5 %;

Черт. 1

Черт. 2

устройство нагрузочное БУ-64 (черт. 1 и 2) или любой другой конструкции, устанавливаемое
в стационарную испытательную машину или встроенное в нее, которое должно отвечать следующим
требованиям:

приложение нагрузок к образцу встречно-соосное (допускаемое отклонение от соосности
0,05 мм) через стальные инденторы диаметром (15+0,05) мм с твердостью по Роквеллу HRC
60—65 ед;

рабочее пространство, вмещающее образец, должно позволять испытывать образцы с разме-
рами до 100 х 100 х 80 мм;

карбид кремния черный порошкообразный (шлифзерно, шлифпорошок марки КЗ мелкой
зернистости 80—230) или другой абразивный материал той же или близкой зернистости;

бумагу масштабно-координатную по ГОСТ 334—73.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Образцы из гигроскопических пород изготовляют без применения промывочной жидкости и
до начала испытания хранят в эксикаторе.

Максимальные и минимальные линейные размеры образцов в пределах поверхности разруше-
ния должны отличаться не более чем в пять раз.

Таблица 1

Ор, МПа

Pi

Рг

 

кН

До 0,75 включ.

0,30

0,50

Св 0,75 » 1,50 »

0,50

0,75

» 1,50 » 3,00 »

0,50

1,00

» 3,00 » 6,00 »

1,00

2,00

» 6,00 » 12,00 »

1,00

2,50

» 12,00

1,00

3,00

 

 

При этом должна обеспечиваться надежность а результатов не ниже 80 % и относительная
погрешность е не более 30 %.

Разд. 3. (Измененная редакция, Изм. 1).

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Сущность испытания на деформируемость заключается в ступенчатом нагружении и разгру-
жении образца с измерением приложенных через инденторы нагрузок и соответствующих им
сближений инденторов.

П римечание. Если ось нагружения образца достаточно близка к центру тяжести образца, то нагрузка
Pq обеспечивает сохранение устойчивости образца при испытании и не превышает допустимого отклонения
значения условного нуля нагрузки от действительного.

Применяют:

индикаторы по ГОСТ 9696—82 — при испытании относительно крепких пород, когда макси-
мальное сближение инденторов, соответствующее нагрузке Р2, не превышает 5102 мкм;

индикаторы по ГОСТ 577—68 — при испытании относительно слабых пород, когда указанное
сближение превышает 5102 мкм.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4.2.10 При испытании пород, механические свойства которых зависят от содержания в них
влаги, проводят определение влажности непосредственно после испытания. Для этого дробят
обломки образца или цельный образец до частиц размером менее 10 мм, помещают в бюксы и
взвешивают. Дробленую породу помещают в бюксы не позже 10 мин, а взвешивают не позже 30 мин
после выполнения механического испытания. Дальнейшие операции — по ГОСТ 5180—84 (разд. 2).

Таблица За

Разновидности горных пород

Корреляционные зависимости

Аргиллиты, мергели

Осж = 16 Ор

Алевролиты, известняки

Осж = 20 Ор

Песчаники: глинистые

Осж = 18 Ор

карбонатные

Осж = 21 Ор

кварцевые

Осж = 25 Ор

Прочие осадочные

 

при ор < 1 МПа

Осж = 12 Ор

при ор > 1 МПа

Осж = 20 Ор —8 МПа

Изверженные и метаморфические

Осж = 25 Ор

П римечание. Вычисленные по корреляционным зависимостям значения (ОсД с погрешностью
±30 % при доверительной вероятности Р = 0,8 соответствуют результатам испытания на одноосное сжатие
цилиндрических образцов с двукратным отношением высоты к диаметру по ГОСТ 21153.2—84 при условии
одинаково направленного приложения разрушающих сил при растяжении и сжатии.

 

 

площади поверхностей разрушения образцов неправильной формы — до 0,10 см2, а образцов
правильной формы — до 0,01 см2, округляют — до 0,10 см2;

частных значений и среднего арифметического значения, а также среднего квадратического
отклонения предела прочности — до 0,01 МПа, при этом значения менее 10 МПа оставляют без
изменения, значения от 10 до 100 МПа округляют до 0,10 МПа, а значения более 100 МПа — до
0,50 МПа;

коэффициентов вариации — до 1 %.

б; +5"

^1 = 2 ’ ^2 =

s S.,0 + SiA ~ §2,0 + ^2,0

°1,о_ 2 ’ °2>°“ 2

где г(| — радиус нагрузочных инденторов, равный 0,75 см, разность (62 0 - 5,0), см.

Примечание. При испытании высокомодульных пород (D к > 20-103 МПа) погрешности измерения
остаточных сближений инденторов соизмеримы с абсолютными значениями самих сближений. В таких случаях
вычисление модуля D K не имеет практического смысла и в журнале испытаний в соответствующей графе
следует ограничиться указанием, что D K более 20103 МПа.

Рк-ю3, МПа

До 0,5

Св. 0,5 до 1,0

Св. 1,0 до 2,0

Св. 2,0 до 4,0

Св. 4,0 до 8,0

Св. 8,0

Категория пластич-
ности

5

4

3

2

1

0

категорию пластичности горной породы.

Таблица 6

 

упругое сближение с образцом каждого индентора (Л) в отдельности в микрометрах

упругую деформацию нагрузочной системы 5 \ испытательного устройства при нагрузке Р2
определяют по градуировочной таблице нагрузочного устройства (см. приложение 4);
приведенную остаточную деформацию внедрения инденторов в образец

сумму 5 10 + Л^;

радиус площадки контакта нагрузочных инденторов с породным образцом (а2) в миллиметрах

модуль упругости Есж= 1,2 Ек.

всех сближений и деформаций — до 0,1 мкм, округление — до 1 мкм;

частных значений и среднего арифметического значения, а также среднего квадратического
отклонения модуля остаточной деформации — до 0,01 -103 МПа, при этом значения менее 1103
оставляют без изменения, значения в пределах (1—10)-103 МПа округляют до 0,05-103 МПа, а
значения более 10-103 МПа — до 0,1-103 МПа;

радиуса площадки контакта — до 1 мкм;

частных значений и среднего арифметического значения, а также среднего квадратического
отклонения модулей упругости — до 0,1-103 МПа, округляют до 1103 МПа;

значений коэффициента вариации — до 1 %.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рекомендуемое

ПАСПОРТ ПРОБЫ ГОРНОЙ ПОРОДЫ

Бассейн, район

Объединение, комбинат Шахтоуправление

Шахта (разрез) Участок

Горная выработка (скважина)

Пласт (наименование, геологический индекс)

Глубина залегания м Мощность пласта м

Угол падения

Литологическая характеристика породы, сведения о слоистости и трещиноватости

Приложение: разрез пласта или геологическая колонка в месте отбора пробы.

Пробу отобрал Подпись

Главный геолог шахты, разреза Подпись

Дата и время отбора

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое

ФОРМА ЖУРНАЛА ИСПЫТАНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ С ПРИМЕРОМ ЗАПИСИ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИСПЫТАНИЙ

 

 

 

 

 

 

 

Форма журнала испытания на деформируемость

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рекомендуемое

с примером записи результатов испытания

 

Упругое

сближе-

ние

§2, у >

мкм

Упругая
деформа-
ция на-
грузоч-
ной сис-
темы б £у,
мкм

Упругое

сближе-

ние

Д2,у>

МКМ

Приве-
денная
остаточ-
ная де-
форма-
ция б
мкм

Сумма

(65,0 + Д2,у)>
МКМ

Радиус
площад-
ки кон-
такта д2>
мм

Статический модуль упругости

 

 

 

 

 

 

 

контактный

на сжатие

коэффи-

циент

вариации

V, %

 

 

 

 

 

 

 

частный

я»

Н/м2109

средний
Е к,

Н/м2109

частный

Е'сж,

Н/м2109

средний

Е'сж,

Н/м2109

 

 

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

 

 

 

 

 

 

 

84

8

38

98

136

1,010

44

 

54

 

 

 

84

8

38

102

140

1,025

43

 

52

 

 

 

87

8

40

96

136

1,000

42

43

51

52

±4

 

85

8

38

98

136

1,010

44

 

53

 

 

 

87

8

40

114

154

1,070

40

 

48

 

 

 

84

8

38

102

140

1,025

43

 

52

 

 

 

111

10

50

9

59

0,668

83

 

106

 

 

 

115

10

52

6

58

0,662

85

 

102

 

 

 

120

10

55

15

60

0,670

78

81

94

97

±7

 

116

10

53

9

62

0,681

81

 

97

 

 

 

122

10

56

10

66

0,705

72

 

86

 

 

 

116

10

53

9

62

0,681

81

 

97

 

 

 

 

 

МЕТОД ГРАДУИРОВКИ НАГРУЗОЧНОЙ СИСТЕМЫ
ИСПЫТАТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА
1. Общие положения

относительная влажность воздуха ±15 %;
атмосферное давление 40 гПа.

2. Определение упругих деформаций нагрузочной системы испытательного устройства

разгрузка до условного нуля без фиксации показаний индикаторов измерения сбли-
жения инденторов.

5i +

*У1=Л^’

Заносят результаты вычислений в графы 4, 7, 10, 13, 16 градуировочной табл. 1.

Т аблица 1

Ступени
нагруже-
ния, Н

Номер испытания

Среднее
упругое
сближе-
ние 8у,

МКМ

Расчетная
упругая де-
формация
8*, мкм

Значение упругой
деформации 8J, мкм

 

1

2

3

4

5

 

 

расчетное

действи-

тельное

 

Показания индикаторов, мкм

 

 

 

 

 

8,

62

8У1

8,

82

8у2

8,

82

8уз

8,

82

8у4

8,

82

8у5

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

И

12

13

14

15

16

17

18

19

20

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

22

29

35

41

46

51

56

 

 

Измерения выполнил

Дата

 


iv

испытаниям значения упругих сближений 5у = —-— и заносят их в графу 17 табл. 1.

S с _ g _ g к

U у Vy U у,

где 5 у — расчетное значение деформации на контакте инденторов, приведенное в графе 18 табл. 1.

Вычисленные значения 5 £ записывают в графу 19 градуировочной табл. 1. В случае неравенства |8 *| > |8 |
принимают 8^=0.

Рекомендуемый масштаб: 10 мкм деформаций и 1000 Н нагрузки в 50 мм координатной сетки. График
должен представлять прямую или плавную кривую, исходящую из начала координат (см. черт. 2).

Если абсолютные значения упругих деформаций, полученные графическим путем, менее 1 мкм, их
принимают равными нулю.

График зависимости упругих деформаций
нагрузочной системы от нагрузки

Черт. 2

 

 

Таблица 2

Ступени
нагруже-
ния, Н

Номер испытания

Среднее
упругое
сближе-
ние 8у,

МКМ

Расчетная
упругая
деформа-
ция 8*,
мкм

Значение упругой
деформации 85,
мкм

 

1

2

3

4

5

 

 

расчет-

ное

действи-

тельное

 

Показания индикаторов, мкм

 

 

 

 

 

8,

62

8У1

8,

82

8у2

8,

82

8уз

8,

82

8у4

8,

82

8у5

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

И

12

13

14

15

16

17

18

19

20

500

33

-9

12

21

1

11

13

9

11

13

7

10

9

13

11

11

14

0

0

1000

68

-24

22

44

-4

20

28

20

29

36

4

20

16

24

20

20

22

0

0

1500

83

-23

30

66

-8

29

44

12

28

56

2

28

39

21

30

29

29

0

0

2000

94

-20

37

74

-6

34

67

7

37

68

2

35

49

25

37

36

35

1

1

2500

104

-16

44

82

2

42

78

8

43

72

10

41

59

29

44

43

41

2

2

3000

109

-9

50

85

11

48

83

15

49

74

22

48

69

33

51

49

46

3

3

3500

114

2

58

86

26

56

88

22

55

75

35

55

77

39

68

56

51

5

5

4000

113

17

65

81

41

61

90

36

63

71

51

61

83

45

64

65

56

9

9

Измерения выполнил

 

 

Дата

Таблица 3

Ступени
нагруже-
ния, Н

Номер испытания

Среднее
упругое
сближе-
ние 8у,

МКМ

Расчетная
упругая
деформа-
ция 8*,
мкм

Значение упругой
деформации 85,
мкм

 

1

2

3

4

5

 

 

расчет-

ное

действи-

тельное

 

Показания индикаторов, мкм

 

 

 

 

 

8,

82

8yi

8,

82

8у2

8,

82

8уз

8,

82

8у4

8,

82

8у5

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

И

12

13

14

15

16

17

18

19

20

500

46

-16

15

36

-6

15

33

-5

14

45

-15

15

24

4

14

15

14

1

1,5

1000

65

-17

24

51

-1

25

45

1

23

65

-17

24

37

9

23

24

22

2

3,0

1500

72

-2

35

52

16

34

46

18

32

68

-2

33

42

26

34

33

29

4

4,5

2000

73

13

43

56

26

41

53

27

40

73

7

40

42

40

41

41

35

6

6,0

2500

78

24

51

63

35

49

60

36

48

81

15

48

48

48

48

49

41

8

7,5

3000

86

30

58

68

44

56

65

43

54

85

25

55

56

54

55

56

46

10

9,0

3500

93

39

66

71

53

62

68

52

60

87

35

61

67

57

62

62

51

11

10,5

4000

95

49

72

75

61

68

75

59

67

92

40

66

76

62

69

68

56

12

12,0

Измерения выполнил

 

 

Дата

Таблица 4

Ступени
нагруже-
ния, Н

Номер испытания

Среднее
упругое
сближе-
ние 8у,

МКМ

Расчетная
упругая
деформа-
ция 8*,
мкм

Значение упругой
деформации 85,
мкм

 

1

2

3

4

5

 

 

расчет-

ное

действи-

тельное

 

Показания индикаторов, мкм

 

 

 

 

 

8,

62

8У1

8,

82

8у2

8,

82

8уз

8,

82

8у4

8,

82

8у5

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

500

44

-4

20

36

10

21

17

23

20

26

12

19

21

15

18

20

14

6

6,0

1000

56

8

32

55

11

33

30

34

32

49

15

32

36

26

31

32

22

10

9,0

1500

61

19

40

73

11

42

43

39

41

63

17

40

51

27

39

40

29

11

11,5

2000

70

24

47

86

12

49

59

39

49

75

21

48

64

28

46

48

35

13

13,0

2500

83

27

55

96

16

56

70

40

55

83

27

55

76

32

54

55

41

14

14,5

3000

104

20

62

103

23

63

80

44

62

89

35

62

83

37

60

62

46

16

16,0

3500

123

17

70

108

32

70

84

52

68

91

45

68

89

45

67

69

51

18

17,5

4000

135

15

75

113

39

76

90

58

74

92

54

73

94

52

73

74

56

18

19,0

Измерения выполнил

 

 

Дата

Редактор Р. С. Федорова
Технический редактор Н.С. Гришанова
Корректор М.С. Кабашова
Компьютерная верстка В.И. Грищенко

Изд. лиц. № 02354 от 14.07.2000. Сдано в набор 11.04.2001. Подписано в печать 07.05.2001. Уел. печ. л. 1,86.
Уч.-изд. л. 1,20. Тираж 116 экз. С 978. Зак. 491.

ИПК Издательство стандартов, 107076, Москва, Колодезный пер., 14.

Набрано в Издательстве на ПЭВМ

Филиал ИПК Издательство стандартов — тип. “Московский печатник”, 103062, Москва, Лялин пер., 6.

Плр № 080102


Перепечатка воспрещена

Издание (март 2001 г.) с Изменением № 1, утвержденным в сентябре 1986 г. (ИУС 12—86)© Издательство стандартов, 1981
© ИПК Издательство стандартов, 2001

Впервые эта аббревиатура появилась во времена СССР, и расшифровывается она как Государственный Стандарт. Со временем количество госстандартов увеличилось, и за их несоблюдение нарушителям грозила уголовная ответственность. Сегодня наблюдается тенденция к сокращению национальных стандартов.

ГОСТ - это государственный стандарт, свод сформулированных требований, предъявляемых государством к качеству и безопасности продукции, работ и услуг межотраслевого значения. Стандарты, подтверждающие, что они прошли проверку и отвечают всем требованиям безопасности, устанавливаются с учетом современных достижений науки, технологий и опыта.

Зачем нужен ГОСТ

ГОСТы призваны регламентировать, какие качества должны быть у продукции, вырабатываемой и продаваемой на территории конкретной страны. В наше время есть госстандарты, касающиеся любой отрасли промышленности и других сфер нашей жизни. Их задача – установить правила по изготовлению:

  • инструментов
  • продуктов питания
  • одежды и обуви
  • транспорта и всего того, без чего жизнь человека невозможна

В госстандартах указываются продукты, которые можно использовать, возможные методы производства, оборудование, на котором будет производиться изделие, технологии, по которым все это должно производиться, и т.д. Госстандарты, принятые в Российской Федерации, в своем названии, кроме аббревиатуры ГОСТ, имеют букву «Р». Это правила сертификации, на основании которых осуществляются самые разные процедуры, включая экспертизу, процессы и разные способы.

Обязательно ли соблюдать нормативы документа

Их соблюдение было обязательным до 1 сентября 2011 г. В то время считалось, что это поможет держать под контролем качество производимых товаров, а значит защищать здоровье и жизнь населения, животных, растений и пр. Однако с этого дня соблюдение ГОСТов не обязательно, оно носит добровольный характер.

Каждый может сам выбирать и покупать товары, по ГОСТу ли они выработаны или без них. И производитель может решить – изготавливать товар по ГОСТу или по ТУ. Но при этом придется учесть, что многие ГОСТы создавались в эпоху натуральной, а не модифицированной продукции. Но речь не о производственных и других сферах, напрямую касающихся жизни и здоровья людей, использовании стандартов для оборонной продукции или защиты данных, которые составляют государственную тайну или другой информации ограниченного доступа В РФ ГОСТы принимает Госстандарт России. В сфере строительства и промышленности, строительных материалов - Госстрой. Но современный мир пытается перейти на технические регламенты.

Отличие ГОСТ от других стандартов

  • ОСТ. Этот стандарт, который устанавливает требования к качеству продукта в конкретной сфере, разрабатывается там, где нет ГОСТов, или их требования нужно уточнять
  • ТУ. В ходе перехода экономики к рыночным отношениям в обиход вошли технические условия - ТУ. Их цель заключается в регламентировании производство продукции, не попадавшей под действие ГОСТа. Требования ТУ, создаваемых предпринимателями-производителями, не должны противоречить обязательным требованиям ГОСТов
  • Технический регламент. Он устанавливает обязательные условия хранения продукции, ее перевозки и продаж. Главное отличие ГОСТа от ТР заключается в том, что госстандарт характеризуется количественными параметрами выпускаемых изделий, а ТР – условиями применения готовой продукции

Похожие госты