Прочность бетона по протодьяконову

Обновлено: 10.01.2025

ПО КРЕПОСТИ (ШКАЛА ПРОТОДЪЯКОНОВА)

Наиболее распространенная классификация горных пород по крепости, составленная профессором М.М. Протодьяконовым. Эта классификация основана на том, что сопротивляемость горной породы любым видам разрушения может быть выражена одним определенным числом – коэффициентом крепости породы (f), который показывает, во сколько раз крепость данной породы больше или меньше крепости породы, условно принятой за единицу.

КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ПО КРЕПОСТИ (ШКАЛА ПРОТОДЬЯКОНОВА)

Категория породы	Степень крепости	Породы	Коэффициент крепости, f
I	в высшей степени крепкие породы	Наиболее крепкие, плотные и вязкие кварциты и базальты. Исключительные по крепости другие породы	20
II	очень крепкие породы	Очень крепкие гранитные породы. Кварцевый порфир, очень крепкий гранит, кремнистый сланец. Менее крепкие, нежели указанные выше кварциты. Самые крепкие песчаники и известняки	15
III	крепкие породы	Гранит (плотный) и гранитные породы. Очень крепкие песчаники и известняки. Кварцевые рудные жилы. Крепкий конгломерат. Очень крепкие железные руды	10
IIIa	крепкие породы	Известняки (крепкие). Некрепкий гранит. Крепкие песчаники. Крепкий мрамор. Доломит. Колчеданы	8
IV	довольно крепкие породы	Обыкновенный песчаник. Железные руды	6
IVa	довольно крепкие породы	Песчанистые сланцы. Сланцеватые песчаники	5
V	средние породы	Крепкий глинистый сланец. Некрепкий песчаник и известняк, мягкий конгломерат	4
Va	средние породы	Разнообразные сланцы (некрепкие). Плотный мергель	3
VI	довольно мягкие породы	Мягкий сланец, очень мягкий известняк, мел, каменная соль, гипс. Мерзлый грунт, антрацит. Обыкновенный мергель. Разрушенный песчаник, сцементированная галька, каменистый грунт	2
VIa	довольно мягкие породы	Щебенистый грунт. Разрушенный сланец, слежавшаяся галька и щебень. Крепкий каменный уголь. Отвердевшая глина	1,5
VII	мягкие породы	Глина (плотная). Мягкий каменный уголь. Крепкий нанос, глинистый грунт	1
VIIa	мягкие породы	Легкая песчанистая глина, лесс, гравий	0,8
VIII	землистые породы	Растительная земля. Торф. Легкий суглинок, сырой песок	0,6
IX	сыпучие породы	Песок, осыпи, мелкий гравий, насыпная земля, добытый уголь	0,5
X	плывучие породы	Плывуны, болотистый грунт, разжиженный лесс и другие разжиженные грунты	0,3

Примечание: За f=1 принята крепость породы, которая разрушается при давлении на нее 100 кг/см 2 .

Ориентировочно коэффициент крепости равен 0,01 от предела прочности горной породы при одноосном сжатии в кг/см 2 . Для некоторых, особенно прочных пород этот коэффициент может достигать 25 и более.

Коэффициент крепости пород по М.М.Протодьяконову в системе СИ рассчитывается по формуле:

Шкала Протодьяконова крепость горных пород

Эта классификация основана на том, что сопротивляемость горной породы любым видам разрушения может быть выражена одним определенным числом – коэффициентом крепости породы (f), который показывает, во сколько раз крепость данной породы больше или меньше крепости породы, условно принятой за единицу.

Категория	Степень крепости	Порода	Коэффициент крепости (f)
I	В высшей степени крепкие породы	Наиболее крепкие, плотные и вязкие кварциты и базальты. Исключительные по крепости другие породы.	20
II	Очень крепкие породы	Очень крепкие гранитные породы. Кварцевый порфир, очень крепкий гранит, кремнистый сланец. Менее крепкие, нежели указанные выше кварциты. Самые крепкие песчаники и известняки.	15
III	Крепкие породы	Гранит (плотный) и гранитовые породы. Очень крепкие песчаники и известняки. Кварцевые рудные жилы. Крепкий конгломерат. Очень крепкие железные руды.	10
IIІа	Крепкие породы	Известняки (крепкие). Некрепкий гранит. Крепкие песчаники. Крепкий мрамор, доломит. Колчеданы. Обыкновенный песчаник.	8
IV	Довольно крепкие породы	Обыкновенный песчаник. Железные руды.	6
IV	Довольно крепкие породы	Песчанистые сланцы. Сланцеватые песчаники.	5
V	Средней крепости	Крепкий глинистый сланец. Некрепкий глинистый сланец и известняк, мягкий конгломерат.	4
Va	Средней крепости	Разнообразные сланцы(некрепкие). Плотный мергель.	3
VI	Довольно мягкие породы	Мягкий сланец, очень мягкий известняк, мел, каменная соль, гипс. Мерзлый грунт: антрацит. Обыкновенный мергель. Разрушенный песчаник, сцементированная галька и хрящ, каменистый грунт.	2
VIa	Довольно мягкие породы	Щебенистый грунт. Разрушенный сланец, слежавшаяся галька и щебень. Крепкий каменный уголь. Отвердевшая глина.	1,5
VII	Мягкие породы	Глина (плотная). Мягкий каменный уголь. Крепкий нанос, глинистый грунт.	1
VIIa	Мягкие породы	Легкая песчанистая глина, лесс, гравий.	0,8
VIII	Землистые	Растительная земля. Торф. Легкий суглинок, сырой песок.	0,6
IX	Сыпучие	Песок, осыпи, мелкий гравий, насыпная земля, добытый уголь.	0,5
X	Плывучие	Плывуны, болотистый грунт, разжиженный лесс и другие разжиженные грунты.	0,3

За f=1 принята крепость породы, которая разрушается при давлении на нее 100 кг/см 2 .

Коэффициент крепости пород по М.М. Протодьяконову в системе СИ рассчитывается по формуле:

Прочность бетона по протодьяконову

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Метод определения коэффициента крепости
по Протодьяконову

Rocks. Method for the determination
of strength factor according to Protodyakonov

Дата введения 1976-07-01

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 25 сентября 1975 г. N 2491

ВЗАМЕН ГОСТ 15490-70 в части разд. III

Проверен в 1981 г. Срок действия продлен до 01.07.1986 г.*

* Ограничение срока действия снято постановлением Госстандарта СССР от 24.04.91 N 565 (ИУС N 7, 1991 г.). - Примечание изготовителя базы данных.

ПЕРЕИЗДАНИЕ ноябрь 1981 г. с Изменением N 1, утвержденным в июле 1981 г. (ИУС N 9 - 1981 г.)

Настоящий стандарт распространяется на твердые горные породы и устанавливает метод определения коэффициента их крепости по Протодьяконову для классификации пород по этому показателю и использования его в технической документации при расчетах и проектировании горных работ, горного оборудования, а также при проведении научно-исследовательских работ.

Сущность метода заключается в определении коэффициента крепости, который пропорционален отношению работы, затраченной на дробление горной породы, к вновь образованной при дроблении поверхности, оцениваемой суммарным объемом частиц размером менее 0,5 мм.

1. ОТБОР ПРОБ

2. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

2.1. Для определения крепости горных пород применяют:

прибор определения крепости ПОК (см. чертеж), состоящий из стакана 1, вставленного в него трубчатого копра 2, внутри которого свободно помещается гиря 3 массой 2,4±0,01 кг с ручкой 4, привязанной к гире шнуром. Трубчатый копер имеет в верхней части отверстия, в которые вставляются штифты 5, ограничивающие подъем гири. В комплект прибора входит объемомер, состоящий из стакана 6 и плунжера 7 со шкалой измерений с диапазоном показаний от 0 до 150 мм вдоль его продольной оси;

сито с сеткой N 05 по ГОСТ 6613-73 для просеивания породы после дробления.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

3.1. Отобранную пробу горной породы раскалывают молотком на твердом основании до получения кусков размером 20-40 мм. Из измельченного материала пробы отбирают двадцать навесок массой 40-60 г каждая.

3.2. Число сбрасывания гири на каждую навеску устанавливают при дроблении первых пяти навесок.

3.3. Каждую навеску отдельно дробят в стакане гирей, падающей с высоты 60 см. Число сбрасываний гири принимают в зависимости от ожидаемой крепости породы, обычно от 5 до 15 сбрасываний на каждую навеску.

1. При очень мягких породах число сбрасываний может быть сокращено до 1, а при очень крепких - увеличено до 30.

2. При дроблении стакан с вставленным в него трубчатым копром обязательно устанавливают на жесткое массивное основание: железобетонный или асфальтированный пол, стальную плиту (массой не менее 20 кг, толщиной около 10 см).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.4. Правильность выбранного режима испытания контролируют после просеивания первых пяти раздробленных навесок на сите до прекращения выделения подрешетного продукта и замера его объема в объемомере. При получении столбика мелочи высотой 20-100 мм по шкале плунжера число сбрасываний на каждую навеску сохраняют для оставшихся пятнадцати навесок. При меньшей или большей высоте столбика мелочи в объемомере число сбрасываний корректируют соответственно в большую или меньшую сторону.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

4.1. Оставшиеся пятнадцать навесок дробят в приборе последовательно в установленном режиме испытания: при постоянном числе сбрасываний гири и высоте подъема гири 60 см.

4.2. После дробления каждых пяти навесок их просеивают на сите, подрешетный продукт сита ссыпают в объемомер, замеряют плунжером высоту столбика мелочи и записывают ее.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Коэффициент крепости горной породы () вычисляют по формуле

где 20 - эмпирический числовой коэффициент, обеспечивающий получение общепринятых значений коэффициента крепости и учитывающий затраченную на дробление работу;

- число сбрасываний гири при испытании одной навески;

- высота столбика мелкой фракции в объемомере после испытания пяти навесок, мм.

5.2. За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое результатов четырех определений.

Прочность бетона по протодьяконову

Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля

Concretes. Determination of strength by mechanical methods of nondestructive testing

Дата введения 2016-04-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Структурным подразделением АО "НИЦ "Строительство" Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им.А.А.Гвоздева (НИИЖБ)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 18 июня 2015 г. N 47)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

5 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения в части требований к механическим методам неразрушающего контроля прочности бетона следующих европейских региональных стандартов:

EN 12504-2:2001* "Испытание бетона в конструкциях. Часть 2. Неразрушающий контроль. Определение критерия отскока" ("Testing concrete in structures - Part 2: Non-destructive testing - Determination of rebound number", NEQ);

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

EN 12504-3:2005 "Испытание бетона в конструкциях. Часть 3. Определение усилия отрыва" ("Testing concrete in structures. Part 3: Determination of pull-out force", NEQ).

7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Февраль 2019 г.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на конструкционные тяжелые, мелкозернистые, легкие и напрягающие бетоны монолитных, сборных и сборно-монолитных бетонных и железобетонных изделий, конструкций и сооружений (далее - конструкции) и устанавливает механические методы определения прочности на сжатие бетонов в конструкциях по упругому отскоку, ударному импульсу, пластической деформации, отрыву, скалыванию ребра и отрыву со скалыванием.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 577-68 Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм. Технические условия

ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности

ГОСТ 28243-96 Пирометры. Общие технические требования

ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций

ГОСТ 31914-2012 Бетоны высокопрочные тяжелые и мелкозернистые для монолитных конструкций. Правила контроля и оценки качества

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 18105, а также следующие термины с соответствующими определениями:

разрушающие методы определения прочности бетона: Определение прочности бетона по контрольным образцам, изготовленным из бетонной смеси по ГОСТ 10180 или отобранным из конструкций по ГОСТ 28570.

3.2 неразрушающие механические методы определения прочности бетона: Определение прочности бетона непосредственно в конструкции при локальном механическом воздействии на бетон (удар, отрыв, скол, вдавливание, отрыв со скалыванием, упругий отскок).

3.3 косвенные неразрушающие методы определения прочности бетона: Определение прочности бетона по предварительно установленным градуировочным зависимостям.

3.4 прямые (стандартные) неразрушающие методы определения прочности бетона: Методы, предусматривающие стандартные схемы испытаний (отрыв со скалыванием и скалывание ребра) и допускающие применение известных градуировочных зависимостей без привязки и корректировки.

3.5 градуировочная зависимость: Графическая или аналитическая зависимость между косвенной характеристикой прочности и прочностью бетона на сжатие, определенной одним из разрушающих или прямых неразрушающих методов.

3.6 косвенные характеристики прочности (косвенный показатель): Величина прикладываемого усилия при местном разрушении бетона, величина отскока, энергия удара, размер отпечатка или другое показание прибора при измерении прочности бетона неразрушающими механическими методами.

4 Общие положения

4.1 Неразрушающие механические методы применяют для определения прочности бетона на сжатие в установленном проектной документацией промежуточном и проектном возрасте и в возрасте, превышающем проектный, при обследовании конструкций.

4.2 Неразрушающие механические методы определения прочности бетона, установленные настоящим стандартом, подразделяют по виду механического воздействия или определяемой косвенной характеристики на метод:

- отрыва со скалыванием;

4.3 Неразрушающие механические методы определения прочности бетона основаны на связи прочности бетона с косвенными характеристиками прочности:

- метод упругого отскока на связи прочности бетона со значением отскока бойка от поверхности бетона (или прижатого к ней ударника);

- метод пластической деформации на связи прочности бетона с размерами отпечатка на бетоне конструкции (диаметра, глубины и т.п.) или соотношения диаметра отпечатка на бетоне и стандартном металлическом образце при ударе индентора или вдавливании индентора в поверхность бетона;

- метод ударного импульса на связи прочности бетона с энергией удара и ее изменениями в момент соударения бойка с поверхностью бетона;

- метод отрыва на связи напряжения, необходимого для местного разрушения бетона при отрыве приклеенного к нему металлического диска, равного усилию отрыва, деленному на площадь проекции поверхности отрыва бетона на плоскость диска;

- метод отрыва со скалыванием на связи прочности бетона со значением усилия местного разрушения бетона при вырыве из него анкерного устройства;

- метод скалывания ребра на связи прочности бетона со значением усилия, необходимого для скалывания участка бетона на ребре конструкции.

4.4 В общем случае неразрушающие механические методы определения прочности бетона являются косвенными неразрушающими методами определения прочности. Прочность бетона в конструкциях определяют по экспериментально установленным градуировочным зависимостям.

4.5 Метод отрыва со скалыванием при проведении испытаний в соответствии со стандартной схемой по приложению А и метод скалывания ребра при проведении испытаний в соответствии со стандартной схемой по приложению Б являются прямыми неразрушающими методами определения прочности бетона. Для прямых неразрушающих методов допускается использовать градуировочные зависимости, установленные в приложениях В и Г.

Примечание - Стандартные схемы испытаний применимы в ограниченном диапазоне прочности бетона (см. приложения А и Б). Для случаев, не относящихся к стандартным схемам испытаний, следует устанавливать градуировочные зависимости по общим правилам.

4.6 Метод испытания следует выбирать с учетом данных, приведенных в таблице 1, и дополнительных ограничений, установленных производителями конкретных средств измерений. Применение методов за пределами рекомендуемых в таблице 1 диапазонов прочности бетона допускается при научно-техническом обосновании по результатам исследований с использованием средств измерений, прошедших метрологическую аттестацию для расширенного диапазона прочности бетона.

Прочность бетона по протодьяконову

Методы определения прочности по контрольным образцам

Concretes. Methods for strength determination using reference specimens

____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 10180-2012 с ГОСТ 10180-90 см. по ссылке.
- Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________

Дата введения 2013-07-01

Предисловие

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона "НИИЖБ" - филиалом ФГУП "НИЦ "Строительство"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и оценке соответствия в строительстве (приложение Д к протоколу от 4 июня 2012 г. N 40)

За принятие стандарта проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа государственного управления строительством

Государственный комитет градостроительства и архитектуры

Министерство архитектуры и строительства

Агентство по делам строительства и жилищно-коммунального хозяйства

Министерство строительства и регионального развития

Министерство регионального развития

Агентство по строительству и архитектуре при Правительстве

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2012 г. N 2071-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 10180-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2013 г.

5 Настоящий стандарт соответствует основным нормативным положениям в части изготовления и испытания образцов бетона, приведенным в следующих европейских региональных стандартах:

Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

EN 12390-1:2009 "Испытание затвердевшего бетона. Часть 1: Форма, размеры и другие требования к испытуемым образцам и формам" ("Testing hardened concrete - Part 1: Shape, dimensions and other requirements of specimens and moulds", NEQ);

EN 12390-2:2009 "Испытание затвердевшего бетона. Часть 2: Изготовление и выдерживание образцов для испытания на прочность" ("Testing hardened concrete - Part 2: Making and curing specimens for strength tests", NEQ);

EN 12390-3:2009 "Испытание затвердевшего бетона. Часть 3: Прочность на сжатие испытуемых образцов" ("Testing hardened concrete - Part 3: Compressive strength of tests specimens", NEQ);

EN 12390-4:2009 "Испытание затвердевшего бетона. Часть 4: Прочность на сжатие. Технические условия для испытательных установок" ("Testing hardened concrete - Part 4: Compressive strength - Specification for testing machines", NEQ);

EN 12390-5:2009 "Испытание затвердевшего бетона. Часть 5: Прочность на растяжение при изгибе испытуемых образцов" ("Testing hardened concrete - Part 5: Flexural strength of tests specimens", NEQ);

EN 12390-6:2009 "Испытание затвердевшего бетона. Часть 6: Прочность испытуемых образцов на растяжение при раскалывании" ("Testing hardened concrete - Part 6: Tensile splitting strength of tests specimens", NEQ).

7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июнь 2018 г.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на бетоны всех видов по ГОСТ 25192, применяемые во всех областях строительства, и устанавливает методы определения предела прочности (далее - прочность) бетонов на сжатие, осевое растяжение, растяжение при раскалывании и растяжение при изгибе путем разрушающих кратковременных статических испытаний специально изготовленных контрольных образцов бетона.

Настоящий стандарт не распространяется на специальные виды бетонов, для которых предусмотрены другие стандартизованные методы определения прочности.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 2.601-2006 Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы

ГОСТ 8.326-89* Государственная система обеспечения единства измерений. Метрологическая аттестация средств измерений

* В Российской Федерации действуют ПР 50.2.006-94.

Вероятно ошибка оригинала. Следует читать: ПР 50.2.009-94. - Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 3749-77 Угольники поверочные 90°. Технические условия

ГОСТ 577-68 Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм. Технические условия

ГОСТ 6659-83 Картон обивочный водостойкий. Технические условия

ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия

ГОСТ 7950-77 Картон переплетный. Технические условия

ГОСТ 9542-89 Картон обувной и детали обуви из него. Общие технические условия

ГОСТ 10181-2000 Смеси бетонные. Методы испытаний

ГОСТ 10905-86 Плиты поверочные и разметочные. Технические условия

ГОСТ 12730.1-78 Бетоны. Метод определения плотности

ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности

ГОСТ 22685-89 Формы для изготовления контрольных образцов бетона. Технические условия

ГОСТ 24104-2001** Весы лабораторные. Общие технические требования

ГОСТ 25192-2012 Бетоны. Классификация и общие технические требования

ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций

ГОСТ 28840-90 Машины для испытаний материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования

3 Сущность методов

Определение прочности бетона состоит в измерении минимальных усилий, разрушающих специально изготовленные контрольные образцы бетона при их статическом нагружении с постоянной скоростью нарастания нагрузки, и последующем вычислении напряжений при этих усилиях.

4 Контрольные образцы

4.1 Форма, размеры и число образцов

4.1.1 Форма и номинальные размеры образцов в зависимости от метода определения прочности бетона должны соответствовать указанным в таблице 1.

Шкала Протодьяконова

Шкала́ Протодья́конова - шкала коэффициента крепости горной породы. Разработана в нач. 20 в. Протодьяконовым М.М. Является одной из первых классификаций пород. Основывается на измерении трудоемкости их разрушения при добывании.

Коэффициент крепости f по шкале проф. М.М. Протодьяконова

Таблица 1. Коэффициент крепости f по шкале проф. М.М. Протодьяконова Примечание. Характеристика пород с Y11a до Х категорий опущена.

Протодьяконов предполагал положить подобную классификацию в основу оценки труда рабочего при добыче угля и руд, нормирования труда. Он полагал, что при любом методе разрушения породы и способе её добычи, возможно оценить породу по усредненному коэффициенту добываемости. Если один из двух типов пород более трудоемок при разрушении, например, энергией взрыва, то порода будет более крепкой при любом процессе её разрушения, например, зубком комбайна, кайлом, лезвием головки бура при бурении и т.д.

При разработке подобной шкалы М.М. Протодьяконов ввел понятие крепость горной породы. В отличие от принятого понятия прочность материала, оцениваемой по одному из видов напряженного её состояния, например, временном сопротивлении на сжатие, на растяжение, на кручение и т.д., параметр крепость позволяет сравнивать горные породы по трудоемкости разрушения, по добываемости. Он полагал, что с помощью этого параметра возможно оценить совокупность действующих при разрушении породы различных по характеру напряжений, как это имеет место, например, при разрушении взрывом.

М.М. Протодьяконова разработал шкалу коэффициента крепости породы. Одним из методов определения этого коэффициента было предложено испытание образца породы на его прочность на сжатие в кг/см2, а значение коэффициента определялось как одна сотая временного сопротивления на сжатие.

Этот метод достаточно хорошо коррелирует со шкалой крепости, предложенной М.М.Протодьяконовым для пород различной крепости угольной формации, пород средней крепости, но мало пригоден при определении этим методом коэффициента крепости очень крепких пород. Шкала крепости ограничивается коэффициентом 20, т.е. породами с временным сопротивлении на сжатие 200 кг/см2, а у сливного базальта, например, этот параметр равен 300 кг/см2. Тем не менее, в Советском Союзе шкала крепости М.М. Протодьконова имела широкое применение при оценке трудоемкости разрушения горной породы и используется до настоящего времени. Она удобна для относительной оценки крепости горной породы при ее разрушении при помощи буровзрывных работ.

Метод относительной оценки горной породы по крепости, трудоемкости при её разрушении имеет, как отмечалось многими, недостатки, за рубежом им не пользуются, но без него не обходятся в технической литературе Советского Союза и России.

Коэффициент крепости пород по М.М.Протодьяконову в системе СИ рассчитывается по формуле:

Прочность бетона по протодьяконову

М. М. Протодьяконов разработал шкалу коэффициента крепости породы. Одним из методов определения этого коэффициента было предложено испытание образца породы на его прочность на сжатие в кг/см2, а значение коэффициента определялось как одна сотая временного сопротивления на сжатие.

При разработке подобной шкалы М. М. Протодьяконов ввел понятие крепость горной породы. В отличие от принятого понятия прочность материала, оцениваемой по одному из видов напряженного её состояния, например, временном сопротивлении на сжатие, на растяжение, на кручение и т. д., параметр крепость позволяет сравнивать горные породы по трудоемкости разрушения.

Коэффициент крепости пород по М. М. Протодьяконову в системе СИ рассчитывается по формуле:

Формат	Название файла	Размер файла
Шкала коэффициента крепости породы по М.М. Протодьяконова	118 кб
Биография М.М. Протодьяконова	99 кб

Министерство по инвестициям и развитию Республики Казахстан

КОМИТЕТ ГЕОЛОГИИ И НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ

Мобильная версия

RSS

Карта сайта

НАШИ СТРАНИЦЫ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ

ЛЕКЦИЯ 12. Метод определения коэффициента крепости по Протодьяконову

Сущность метода заключается в определении коэффициента крепости, который пропорционален отношению работы, затраченной на дробление горной породы к вновь образованной при дроблении поверхности, оцениваемой суммарным объемом частиц размером менее 0.5 мм.

Для проведения испытания применяют: прибор ПОК, состоящий из стакана, вставленного в него трубчатого хопра, внутри которого свободно помещается гиря массой 2.4 ± 0.01 кг с ручкой, привязанной к гире шнуром. Трубчатый копер имеет в верхней части отверстия, в которые вставляются штифты, ограничивающие подъем гири. К комплект прибора входит объемомер, состоящий из стакана и плунжера со шкалой измерений с диапазоном показаний от 0 до 150 мм вдоль его продольной оси; сито с сеткой № 05 по ГОСТ 6613-73 для просеивания породы после дробления. Пробу горной породы раскалывают молотком до получения кусков размером 20-40 мм. Из измельченного материала пробы отбирают 20 навесок массой 40-60 г каждая.

Число сбрасывания гири на каждую навеску устанавливают при дроблении первых пяти навесок. Каждую навеску отдельно дробят в стакане гирей, падающей с высоты 60 см. Число сбрасываний гири принимают в зависимости от ожидаемой крепости породы, обычно от 5 до 15 сбрасываний на каждую навеску.

При очень мягких породах число сбрасываний может быть сокращено до 1, а при очень крепких - увеличено до 30.

Правильность выбранного режима испытания контролируют после просеивания первых пяти раздробленных навесок на сите до прекращения выделения подрешетного продукта и замера его объема в объемомере. При получении столбика мелочи высотой 20-100 мм по шкале плунжера число сбрасываний на каждую навеску сохраняют для оставшихся 15-ти навесок. При меньшей или большей высоте столбика мелочи в объемомере число сбрасываний корректируют соответственно в большую или меньшую сторону.

Оставшиеся 15 навесок дробят в приборе последовательно в установленном режиме испытания: при постоянном числе сбрасываний гири n и высоте подъема гири 60 см.

После дробления каждых пяти навесок их просеивают на сите, подрешетный продукт сита ссыпают в объемомер, замеряют плунжером высоту столбика мелочи и записывают ее.

Коэффициент крепости горной породы (f) вычисляют по формуле

f = 20 · n / h, где

20 - эмпирический числовой коэффициент, обеспечивающий получение общепринятых значений коэффициента крепости и учитывающий затраченную на дробление работу;

n - число сбрасываний гири при испытании одной навески;

h - высота столбика мелкой фракции в объемомере после испытания пяти навесок, мм.

За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое результатов четырех определений.

Данный метод применяется, когда для определения предела прочности при сжатии пород со значительной структурной нарушенностью ни один из вышеперечисленных методов не приемлем. Метод по надежности относится к грубым и пригоден лишь для испытания невязких пород и углей.

Методы определения предела прочности

горных пород при растяжении

а) Метод раскалывания цилиндрических образцов по образующей

Сущность метода заключается в определении максимальной разрушающей силы, приложенной перпендикулярно к образующей цилиндрического образца породы, в результате чего в образце возникают растягивающие напряжения, приводящие к его разрушению в плоскости продольного сечения.

Для проведения испытания образец породы кладут боковой поверхностью без каких-либо прокладок и смазки в центре опорной плиты пресса или испытательной машины (Рис.6).

Нагружение производят плавно до разрушения образца. После разрушения образца плиты пресса разводят, вынимают обе половины образца и штангенциркулем измеряют размеры плоскости его разрушения в двух направлениях: по образующей и диаметру.

Предел прочности горной породы при растяжении в Па вычисляют по формуле: R_p = 0.64 · P_max / (d · h )· 10 5 ,где

P_max - максимальная разрушающая нагрузка в кг;

d - диаметр образца , см;

h - высота образца, см.

Преимуществом метода является его простота, а к недостаткам относятся: потребность в большом количестве кернового материалами невозможность определения предела прочности породы при при растяжении перпендикулярно к слоистости, а также трудность точной обработки боковой поверхности образцов.

б) Метод разрыва соосными пуансонами образцов

дисковой формы с отверстием

Метод применим к породам с прочностью при растяжении от 5 до 120·10 5 Па.

Для проведения испытания применяются оборудование, инструменты и материалы, указанные в п.3.5.1. и дополнительно резиновые цилиндры диаметром 11.3-12 мм, которые вставляют в отверстие, просверленное в центре образца.

Форма образцов круглая цилиндрическая диаметром от 30 до 100 мм с плоскопараллельными торцами - сторонами диска, с концентрическим отверстием диаметром в пределах 11.35-11.45 мм. Толщина диска 10-12 мм с допустимым отклонением от параллельности, плоскости и шероховатости в пределах 1.1 мм. Отверстие должно быть точно притерто и на его краях не должно быть отколов. В отверстие вставляют резиновый цилиндр, а пуансоны устанавливают непосредственно на торцы этого цилиндра. Пресс приводится в действие и в результате давления на резинку соосных пуансонов образец подвергается радиальному разрыву. Растягивающие напряжения в нагрузочном образце аналогичны напряжениям в стенках толстостенного сосуда и по величине зависят от усиления давления пуансонов Р кг и диаметров образца D, см, и отверстия d, см. Радиальный разрыв начинается вблизи стенок отверстия и трещина появляется по радиусу образца, разрывая его на секторы.

Предел прочности при растяжении породы (Rr) в Па вычисляют по формуле:

где В - расчетная площадь (см 2 ).

Среднее значение предела прочности породы и коэффициент его вариации вычисляют по общепринятым формулам.

Метод имеет ограниченное применение из-за его трудоемкости.

Метод определения предела прочности при изгибе

Сущность метода заключается в определении разрушающей силы при изгибе образца породы, опирающегося на металлическое кольцо, при воздействии на него вертикальной нагрузки, передаваемой через кольцевой пуансон.

Образец горной породы кладут на опорное кольцо, а сверху на него ставят кольцевой пуансон. Отцентрировав испытательное устройство с образцом по вертикальной оси, помещают его между плитами пресса так, чтобы вертикальная ось устройства совмещалась с продольной осью пресса. Отклонения между осями при установке допускается не более 1-2 мм.

Пресс приводят в действие и образец плавно нагружают до его разрушения.

Предел прочности горной породы при изгибе

Р_max - максимальная разрушающая сила, кг;

h - толщина образца, см.

Для практических расчетов с погрешностью не более 10% с учетом, что h = 1 см, предел прочности при изгибе вычисляют по формуле

Прочность бетона

Прочность бетона определяется его сопротивлением различным силовым воздействиям — сжатию, растяжению, изгибу, срезу. Один и тот же бетон имеет разное временное сопротивление при различных силовых воздействиях. Исследования показали, что теории прочности, предложенные для других материалов, к бетону не применимы. Поэтому количественная оценка прочности бетона в настоящее время основывается на осреднённых опытных данных, которые принимаются в качестве исходных при проектировании любых бетонных и железобетонных конструкций.

Отсутствие закономерности в расположении отдельных частиц, составляющих бетон, приводит к тому, что при испытании образцов, изготовленных из одной и той же бетонной смеси, получают различные показатели временного сопротивления — разброс прочности. Кроме того, необходимо помнить, что механические свойства цементного камня и заполнителей существенно отличаются друг от друга; к тому же структура бетона изобилует дефектами, которыми, помимо пор, являются пустоты около зёрен заполнителя, возникающие при твердении бетона.

Прочность бетона на осевое сжатиесчитается основной его характеристикой, так как наиболее ценным качеством бетона является его высокая прочность на сжатие. Она в лабораторных условиях может определяться на образцах в форме кубов, призм или цилиндров. У нас в стране для оценки прочности бетона при сжатии используют преимущественно кубы.

Так как бетон представляет собой неоднородный искусственный каменный материал, то для получения достоверных сведений об его прочности в соответствии с действующими стандартами испытывают партию образцов и определяют (средний предел прочности на осевое сжатие бетонных кубов с ребром 150 мм) и (средний предел прочности на осевое сжатие эталонных бетонных образцов призм).

Кубиковая прочность.При осевом сжатии кубы (как и другие сжатые образцы) разрушаются вследствие разрыва бетона в поперечном направлении. Наклон трещин обусловлен влиянием сил трения, которые развиваются на контактных поверхностях между подушками пресса и опорными Гранями куба (рис. 2.2а). Силы трения, направленные внутрь, препятствуют свободным поперечным деформациям бетона вблизи опорных поверхностей и тем самым повышают его прочность на сжатие (создаётся эффект обоймы). Удерживающее влияние сил трения по мере удаления от торцевых граней куба уменьшается, поэтому после разрушения куб приобретает форму четырех усеченных пирамид, сомкнутых малыми основаниями. Если при осевом сжатии куба удаётся устранить или значительно уменьшить (с помощью смазки контактных поверхностей, например, парафином или картонных прокладок) влияние сил опорного трения, то характер его разрушения и прочность изменяются (рис. 2.2б).

Рисунок 2.2 – Характер разрушения бетонных кубов: а — при наличии трения по опорным плоскостям; б — при отсутствии трения; 1 — силы трения; 2 — трещины; 3 — смазка.

В этом случае поперечные деформации проявляются свободно и трещины разрыва становятся вертикальными, параллельными действию сжимающей силы, а временное сопротивление бетона сжатию существенно уменьшается. Согласно стандарту кубы испытывают без смазки контактных поверхностей и при отсутствии прикладок.

Опытами установлено, что прочность бетона одного и того же состава зависит от размеров куба. За стандартные (эталонные) лабораторные образцы принимают кубы с ребром 150 мм. При испытаниях кубов иных размеров результаты их испытаний с помощью поправочных коэффициентов приводят к результатам испытаний эталонных кубов.

Призменная прочность.Реальные железобетонные конструкции по своей форме и размерам существенно отличаются от лабораторных кубов. В них чаще всего один размер превышает два других (например, пролёт — ширину и высоту изгибаемого элемента; высота сжатого элемента — размеры его поперечного сечения).

В связи с тем, что при испытаниях бетона при переходе от образца в форме куба к образцу в форме призмы (при одинаковой площади их сечения) временное сопротивление сжатию при увеличении h уменьшается (рис. 1.3), кубиковая прочность не может быть непосредственно использована в расчётах прочности элементов конструкций, а служит только для контроля качества бетона в производственных условиях.

Принято определять призменную прочность бетона , основную и наиболее стабильную характеристику прочности бетона на сжатие, используемую в расчётах на прочность сжатых и изгибаемых элементов, на эталонных призмах с размерами 150 ´ 150 ´ 600 мм (h/ a = 4).

Рисунок 2.3 – График зависимости призменной прочности бетона от
отношения размеров испытываемого образца

Прочность бетона на осевое растяжениезависит от сопротивления цементного камня растяжению и прочности его сцепления с зёрнами заполнителя. Согласно опытным данным:

где — средний предел бетона на осевое растяжение.

Причём относительная прочность бетона при осевом растяжении k_t уменьшается с повышением прочности бетона на сжатие. Причинами низкой прочности бетона на растяжение являются неоднородность его структуры, наличие начальных напряжений, слабое сцепление цементного камня с крупным заполнителем. Некоторое повышение (примерно на 15. 20%) может быть достигнуто увеличением расхода цемента на единицу объёма бетона, уменьшением W/C, применением вместо гравия щебня с шероховатой поверхностью, промывкой заполнителя.

Имеется несколько лабораторных методик определения .Однако при этих испытаниях наблюдается ещё больший разброс показателей прочности по сравнению с испытаниями бетона на осевое сжатие, так как образцы трудно центрировать. Поэтому, если известна прочность бетона при сжатии, иногда определяют теоретически, например, по формуле:

Читайте также: