Badania laboratoryjne
Najczęściej wykorzystywane w budownictwie podziemnym właściwości fizyczne prób skalnych lub gruntowych to: ciężar objętościowy, porowatość, wodoprzepuszczalność, wodochłonność, w szczególnych przypadkach niezwykle ważną rolę odgrywają takie charakterystyki jak pęcznienie, wilgotność, wietrzenie czy mrozoodporność górotworu. Wśród właściwości mechanicznych na plan pierwszy wysuwa się wytrzymałość na jednoosiowe ściskanie prób skalnych, wytrzymałość na ścinanie prób gruntowych, moduł odkształcalności ośrodka, a następnie właściwości pomocnicze: wytrzymałość na ściskanie w trójosiowym stanie naprężenia, wytrzymałość na rozciąganie tzw. metodą brazylijską, czyli poprzecznego ściskania, współczynnik Poissona, właściwości reologiczne i technologiczne, np. urabialność. Wiarygodność badań laboratoryjnych zależy od wielu elementów związanych z przygotowaniem prób, standardem wyposażenia i aparatury, wykonaniem badań i opracowaniem wyników.
W procesie przygotowania próbek do badań laboratoryjnych główny cel, jaki powinien przyświecać wszelkim operacjom — to uzyskanie reprezentatywnego, wiarygodnego wyniku badań. Próby muszą więc być pobierane z masywu z uwzględnieniem orientacji ich zalegania, a ich stan należy bardzo dokładnie opisać, aby wyniki badań mogły być odniesione do całego rozpoznawanego masywu. Wartości parametrów wytrzymałościowych przy prostopadłym i równoległym kierunku działania sił niszczących do uwarstwienia na ogół różnią się między sobą znacznie, a nawet wielokrotnie. Próbki skalne pobierane wierceniami rdzeniowymi wymagają dokładnej obróbki powierzchni jej styku z płytami prasy, przez które przekazywane jest obciążenie niszczące. Wszelkie niedokładności obróbki powodują lokalną koncentrację naprężeń i zniekształcenie wyników badań. Ważnym elementem procesu przygotowania próbek jest ich zabezpieczenie w czasie transportu i przechowywania tak, aby nie uległy one uszkodzeniu, czy naruszeniu w sensie unormowanych warunków ich badań. dość pobieranych prób powinna zapewnić przyjęty stopień ufności uzyskiwanych wyników badań. Według wytycznych Międzynarodowego Biura Mechaniki Górotworu zaleca się następujące relacje między współczynnikami wariancji (rozrzutu) wyników badań a liczbą badanych prób: przy 30% - 9 prób, 25% - 6 szt, 20% - 4 szt. i przy 15% rozrzucie 3 szt
Wskazane jest, aby badania laboratoryjne były wykonywane na nowoczesnej aparaturze z automatyczną rejestracją wyników, zwłaszcza badania wylrzymałości na jednoosiowe ściskanie rxwinny być wykonywane na tzw. sztywnych prasach umożliwiających rejestrację zależności naprężenie-odkształcente (a-e) w całym zakresie nośności próby (rys. 1,1). Badanie próby w zakresie pozniszczeniowym daje bardzo ważne wyniki dla mterpretacji nośności masywu skalnego. Ta część badań jest w dużym zakresie zbieżna z badaniami gruntu na ścinanie, co stwarza możliwość zastosowania wspólnej metodologii rozpoznawania masywu naruszonego robotami podziemnymi. Pełną zbieżność badań zarówno masywu skalnego, jak i gruntowego można uzyskać wykonując badania w stanie trójosiowego stanu naprężenia. W tego typu aparaturze można doprowadzić próbkę do pierwotnego stanu naprężenia, a następnie, w zależności od potrzeb, drogą odciążenia bądź dociążenia jedno- lub dwuosiowego uzyskać jej zniszczenie, co będzie niewątpliwie najbardziej miarodajnym wskaźnikiem jej nośności. Szczególnie ważną rolę należy przypisać w tym przypadku możliwości badania próby w procesie jej odprężenia, co zwykle występuje w masywie podczas robót podziemnych (rys.
(…)
…, zdejmujemy w całości lub częściowo panujące w nim naprężenie pierwotne. Górotwór w masywie można traktować jako ciało wstępnie sprężone. Zdjęcie obciążenia w punkcie 1 spowoduje cofnięcie się naprężenia wzdłuż krzywej 1—2, której kształt jest bardziej zbliżony do kształtu prostej niż początkowy odcinek0-1. W ten spo sób tłumaczy się zjawisko quasi-spręży-stego zachowania się wielu rodzajów górotworu…
…, tym większa jego odkształ-calność, a ponieważ porowatość masy wu maleje wraz z głębokością jego zalegania, to moduł ściśliwości górotworu zwiększa się w miarę wzrostu głębokości, na której wykonujemy roboty podziemne.
Na bardzo dużych głębokościach rozpoczyna się proces pełzania górotworu, czyli zmiany jego odkształcenia z upływem czasu w warunkach niezmiennego obciążenia. Pojęcie bardzo dużych głębokości…
…, tym większa jego odkształ-calność, a ponieważ porowatość masy wu maleje wraz z głębokością jego zalegania, to moduł ściśliwości górotworu zwiększa się w miarę wzrostu głębokości, na której wykonujemy roboty podziemne.
Na bardzo dużych głębokościach rozpoczyna się proces pełzania górotworu, czyli zmiany jego odkształcenia z upływem czasu w warunkach niezmiennego obciążenia. Pojęcie bardzo dużych głębokości…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)