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中华人民共和国行业标准 MT /T2 2 59 0 单向压缩条件下煤和岩石 蠕变性测定方法 1 9 9 0 - 1 0 - 3 0批准1 9 9 0 - 1 2 - 0 1实施 中华人民共和国能源部批 准 目 次 1 主题内容与适用范围1 2 术语1 3 仪器、 设备1 4 试件1 5 测定时的环境温度和湿度1 6 测定步骤1 7 计算3 附录A 煤和岩石蠕变性测定记录表 参考件 4 Ⅰ MT/T2 2 59 0 单向压缩条件下煤和岩石 蠕变性测定方法 1 主题内容与适用范围 本标准规定了测定煤和岩石蠕变性所需的仪器设备、 试件、 测定步骤和结果计算等。 本标准适用于在单向压缩条件下煤和岩石蠕变性的测定。 2 术语 蠕变 指物体在应力不变或应力增加很小的条件下, 其变形随时间的延长而增大的性质。 3 仪器、 设备 a . 蠕变试验机 一种可保持试件受恒压的加载装置。有液压加载氮气稳压式、 杠杆砝码式和螺旋 加载弹簧稳压式三种型式。 b . 补压装置 手动泵或螺母扳手。 c . 变形或应变测试装置 千分表、 位移传感器及其固定装置或应变仪。 d . 温度计、 湿度计。 4 试件 4 . 1 规格 标准试件采用圆柱体, 直径5 0mm, 高1 0 0mm。高径比为2 . 02 . 5。 4 . 2 加工精度 试件两端面不平行度不得大于0 . 0 1mm, 试件上、 下端直径偏差不得大于0 . 2mm。 4 . 3 数量 每种含水状态下同一层岩石 或煤 的试件数量不得少于3个。 4 . 4 含水状态 尽量采用自然含水状态的试件进行测定。试件制备后, 放在底部有水的干燥器内12d, 以保持一定的湿度, 但试件不得接触水面。 5 测定时的环境温度和湿度 5 . 1 温度1 52 5℃ 亦可根据特殊的试验目的另行确定 。测定过程中, 试件所处环境的温度差不得 超过3℃。 5 . 2 湿度 试件所处环境的相对湿度为4 06 0 亦可根据特殊的试验目的另行确定 。测定过程 中, 试件所处环境的相对湿度差不得超过5。 6 测定步骤 6 . 1 恒荷载作用下长期蠕变性的测定 6 . 1 . 1 测定前核对岩石 煤 的名称和试件编号, 对试件的颜色、 颗粒、 层理、 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, 并填入附录A表内。 6 . 1 . 2 检查试件的加工精度, 测量试件尺寸 应在试件高度中部两个互相垂直的方向测量其直径, 取其 算术平均值 , 填入附录A表内。 6 . 1 . 3 将球形座转动部分涂上润滑油, 放在蠕变试验机的下压头上。再将试件和压力传感器 如果需 要的话 放在球形座和试验机的上压头之间, 并使球形座、 试件、 传感器和试验机压头的中心线在一条直 线上。连接好变形 或应变 测试装置。 6 . 1 . 4 给试件预加荷载约1 0 0N, 使试件与加载压头充分接触, 然后记录变形 或应变 测试装置的初始 1 MT/T2 2 59 0 读数, 并填入附录A表中。 6 . 1 . 5 给试件加载至所需荷载, 一般为试件单向抗压强度的6 0, 亦可根据需要确定。记录荷载N 和变形值mm 或应变值, 并填入附录A表中。 6 . 1 . 6 在测定的初始蠕变阶段 见图1 , 每隔1 06 0m i n记录一次时间和变形。在第二蠕变阶段, 每 隔13h记录一次时间和变形。在第三蠕变阶段 如果出现的话 , 应适当增加记录时间和变形的次数, 直至试件破坏。记录试件破坏的时间和最大变形值 或应变值 , 填入附录A表中。 图1 恒荷载作用下长期蠕变性测定的应变时间示意图 6 . 1 . 7 在每次记录变形和时间时, 都应记录其荷载。荷载的波动范围不得大于2, 否则应立即调整 至所需的恒荷载。 6 . 2 阶梯式加载蠕变性的测定 6 . 2 . 1 按照本标准6 . 1 . 16 . 1 . 4条的规定进行。 6 . 2 . 2 给试件加载至所需荷载。一般初载的应力σ 1 约为试件单向抗压强度的2 0。记录荷载N 和 变形值mm 或应变值, 填入附录A表中。 6 . 2 . 3 每隔1 06 0m i n记录一次时间、 变形及荷载, 填入附录A表中。要求荷载的波动范围不得超过 2, 否则应立即调整到所需的荷载。当连续2h内其变形差不大于0 . 0 0 1mm或应变差不大于1 0 -5 时, 即可进行下一阶梯的加载 见图2 。 图2 阶梯式加载蠕变性测定的应变时间示意图 6 . 2 . 4 重复本标准6 . 2 . 3条规定的测定步骤, 直至试件破坏。各阶梯的应力值σ 1, σ 2, σ 3, , σ n 可根据 试验需要确定。但要求σ 1σ2σ3σn 见图2 。测定过程中, 若在某一阶梯中出现了如图1所示 的第三蠕变阶段, 此时应适当缩短测取变形或应变的间隔时间。 2 MT/T2 2 59 0 7 计算 7 . 1 轴向应变值和径向应变值的计算 轴向应变值和径向应变值可直接从应变仪读取, 或通过变形值计算。 7 . 1 . 1 轴向应变计算 εtΔ L L 1 式中ε t 轴向应变; L 试件的原始轴向长度,mm; ΔL 轴向长度的变化量,mm。 7 . 1 . 2 径向应变计算 εdΔ D D 2 式中ε d 径向应变; D 试件的原始直径,mm; ΔD 直径的变化量,mm。 7 . 2 应力计算 σP A 3 式中σ 作用在试件上的应力, MP a; P 荷载,N; A 试件的横截面积,mm 2。 7 . 3 计算结果 计算结果取小数点后三位, 修约至两位。 3 MT/T2 2 59 0 附 录 A 煤和岩石蠕变性测定记录表 参考件 送样单位 采样地点 测定日期 试件编号 岩石 煤 名称 试件直径 D mm 试件长度 L mm 试件横截面积A mm 2 试件描述 环境温度 ℃ 环境湿度 单向抗压强度 MP a 试件含水率 荷载 P N 应 力 σ MP a 变 形 mm 应 变 ΔDΔLεtεd 时 间 h 测定 计算 校核 附加说明 本标准由煤炭科学研究总院提出。 本标准由煤炭科学研究总院北京开采研究所归口和起草。 本标准主要起草人傅学敏。 本标准委托煤炭科学研究总院北京开采研究所负责解释。 4 MT/T2 2 59 0
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