【煤炭行业标准(MT)】 煤和岩石变形参数测定方法

中华人民共和国煤炭工业部部标准煤和岩石变形参数测定方法
MT45—87
代替.MT 4580
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Es。、切线模量E，（通称弹性模量）及泊松比u的测定。仪器、设备和材料
电阻应变仪；
电桥，万用表；
高阻计。
1.2设备
材料试验机；
钻石机或车床，锯石机，磨石机或磨床。1.3材料
电阻应变片（以下简称电阻片），标距3mm×15mm～3mm×20mm，电阻值约为120α；a.
粘结剂（502胶水，环氧树脂胶等），防潮胶，清洁剂（丙酮、纱布之类）。b.
1.4检验工具：游标卡尺（精度0.02mm），直角尺，水平检测台，百分表架及百分表。2试件规格、加工精度、数量和含水状态试件规格、加工精度、数量和含水状态等须符合MT44一87《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电阻应变片的粘贴和防潮处理
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10倍。同试件所用的工作片和补偿片的电阻差值不应超过0.52。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502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1987-11-18发布1987-12-10实施
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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…-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。3.3.4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阻片。每根导线的长度、线径都要相同，长度不宜超过10m。3.4防潮处理
3.4.1防底潮：试件表面用丙酮清洗后，涂上厚度不超过0.1mm的环氧树脂胶，面积要大于电阻片，以防止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。电阻片贴好固化后，对地绝缘电阻应满足试验要求，一般应大于200M2，然后再在电阻片上涂上厚度1mm左右的防潮胶，导线接头也做同样的防潮处理。水饱和处理后的试件，绝缘电阻值一般也应大于200M。4测定步骤
4.1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，般应满足下式：0. 2P。式中：Pmax——预计最大破坏载荷，kN；P。材料试验机度盘最大值，kN。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。(1）
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。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0.5~1.0MPa/s的速度逐级加载。按估计破坏载荷的十分之间隔读-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
5.1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。5.1.1应力按下式计算：
式中：α应力,MPa;
p!与应变相对应的载荷,kN；
F—试件初始截面积，cm。
5.1.2纵向应变和横向应变取各应变片测值的平均值。5.1.3体积应变按下式计算：
（２）
式中：&
体积应变值；
1—纵向应变值；
横向应变值。
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B = — 2ed
（3）
5.2绘制应力-纵向应变曲线和应力-横向应变曲线，必要时尚应绘制应力-体积应变曲线。应力－应变曲线如下图所示。
应力－应变曲线
1—g与曲线；2g与曲线;3-与&a曲线5.3根据破坏载荷计算单向抗压强度：R
式中:R -
单向抗压强度，MPa；
破坏载荷，kN；
试件初始截面积，cm
5.4在应力-纵向应变曲线上，原点与应力-纵向应变曲线上α为50%抗压强度点连线的斜率即为割线模量，可用下式计算：
式中：E-
割线模量，MPa；
单向抗压强度的50%，MPa，
试件承受s。应力时的纵向应变值。（5）
5.5在应力－纵向应变曲线上直线段（如上图ab线段）的斜率为切线模量（通称弹性模量），可按下式计算：
ep ea
式中：E,-
切线（弹性）模量，MPa；
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应力-应变曲线中直线段始点的应力，MPa；一应力-应变曲线中直线段终点的应力，MPa；应力－应变曲线中直线段始点的应变值；比b…应力应变曲线中直线段终点的应变值。两种模量取值到干位数。
5.6根据应力~纵向应变和应力~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u：
式中：&ap
应力－横向应变曲线上对应直线段部分应变的平均值；应力－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。
（7）
注：①变形参数的测定除用电阻应变仪外，还可使用具有0.001mm精度的其他变形测定装置（如干分表、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，然后再按本标推第5章进行计算与整理。②如试验目的不要求提供应力-应变曲线时，本标准第5.2条可不进行。50
试件描述
测定前
测定后
测定：
附加说明：
送样单位：
采样地点：
岩石名称：
岩样编号：
试样编号：
载荷P
破坏载荷P
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附录A
变形参数测定记录表
(参考件）
试件直径：bzxz.net
试件高度：
试件截面积：
试件含水状态：
测定日期：
纵向应力
变形参数：Eso=
纵向应变（统）
横向应变（）
1片2片
3片平均1片|2片3片
单向抗压强度R
计算：
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1980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。校核：
体积应变
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