煤和岩石弹性模量测定结果计算探讨

《煤和岩石弹性模量测定结果计算探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2010年第3期河北煤炭55煤和岩石弹性模量测定结果计算探讨宋拴臣，张新望（河北省煤田地质研究所，河北邢台054022）摘要：探讨了煤和岩石变形参数测定结果非自动检测系统数据计算处理方法，提出割线模量、弹性模量、泊松比和体积应变计算方法，并对体积应变计算公式进行了探讨。关键词：应力；割线模量；弹性模量；泊松比；体积应变；三元一次插值法+中图分类号：TD315.1文献标识码：B文章编号：1007-1083（2010）03-0055-02Discussionontheresultscalculation

2、ofelasticmodellingquantitymeasurementincoalandrockSONGShuan-chen，ZHANGXin-wangε50——试件与σ50对应的纵向应变值。1前言2.2弹性模量Et岩体承受应力后，就会在体积、形状或宏观连试件单轴受力时正应力与弹性正应变之比。实续性方面发生某种变化。连续性变化不明显则产生际是在应力-纵向应变曲线上，直线段的斜率。变形，连续性变化明显则发生破坏。煤矿煤层及岩σb-σa层受到天然应力作用，其应力-应变性能由复杂的Et=（2）εb-ε

3、a结构和天然应力状态所决定，可以通过变形参数测定反映其应力-应变性能。国家标准GB/T23561.式中Et——弹性模量，MPa；8“煤和岩石变形参数测定方法”规定了变形参数σa——应力-应变曲线中直线段始点a的测定试验步骤，但对结果处理，只笼统提及计算机应力，MPa；数据采集处理系统，在此对非自动检测系统数据计σb——应力-应变曲线中直线段终点b的算处理进行探讨。应力，MPa；εa——应力-应变曲线中直线段始点a的2术语定义应变值；煤和岩石变形参数包括单轴压缩条件下割线模εb——应力-应变曲线中直线

4、段终点b的量E50、弹性模量（也称切线模量）Et和泊松比应变值。μ。2.3泊松比μ2.1割线模量E50试件横向应变与纵向应变比的绝对值。实际是根据试件在加载过程中的应力-纵向应变曲应力-纵向应变和应力-横向应变两曲线上对应直线，可知原点与曲线上应力为50%抗压强度点连线线段部分横向应变与纵向应变的平均值之比。的斜率。μ=εdp/εlp（3）E50=σ50/ε50（1）式中εdp——应力-横向应变曲线上对应直线段式中E50——割线模量，MPa；部分的横向应变的平均值；σ50——单轴抗压强度的50%，M

5、Pa；εlp——应力-纵向应变曲线上对应直线段56河北煤炭2010年第3期部分的纵向应变的平均值。=1686即应力为45.8MPa时的纵向应变值为1686，3试验操作与数据采集45.85按照国家标准GB/T23561.8规定加工试件，因而割线模量E50==0.27×10MPa1686电阻应变片工作片与温度补偿片的规格应相同，并符合要求。电阻应变片在纵横向各粘贴3片，并按4.2弹性模量Et要求排列粘贴。按0.5～1.0MPa/s的速度逐级加按2.2定义，弹性模量即在应力-纵向应变曲载，测定读数不应少于

6、10个点，直至试件破坏，线上，直线段的斜率。把应力-应变曲线近似于直记录载荷应变值及破坏载荷。当峰值出现后继续测线对待，应力最后一点和第一点差值与纵向应变最3～5s后关机，如无峰值，则轴向应变应达15%～后一点和第一点差值之比即为斜率。20%时关机，样品测试数据见表1。62.1-5.55表1样品测试数据因而Et=1910-595=0.43×10MPa破坏序号12345678910载荷4.3泊松比μ应力R按2.3定义，泊松比为横向应变与纵向应变比5.510.615.720.825.931.036.14

7、1.251.462.191.6/MPa的绝对值。把应力-应变曲线近似视作直线，应变纵向5958559801070115013101440155017901910平均值即各点应变之和与总点数之比。由于纵向应应变εl横向变和横向应变点数相同，横纵向应变平均值之比也35506595115130150175220265应变εd即横向应变之和与纵向应变之和的比。4结果处理∑εdi∑εli即μ=n/n=∑εdi/∑εli4.1割线模量E50测定破坏载荷为91.6MPa，其50%即1/2为由于应力-应变曲线近似视

8、作直线，因而，应91.6/2=45.8MPa；按2.1定义，45.8MPa与对应变平均值即为曲线上直线段终点b应变值与始点a纵向应变El比值即为割线模量E50，而此应力下应应变值之差。变值实际未测出，可按三元一次插值法求出，应力所以，泊松比μ=∑εdi/∑εli45.8MPa邻近的应力-应变实测值见表2：=(εdb-εda)/(εlb-εla)表2应力45.8MPa邻近的应力-应变实测值265-35上式中μ==0.17序号12x01910-595应力（x）36.141