GB T 23561.13-2010 煤和岩石物理力学性质测定方法 第13部分：煤和岩石点载荷强度指数测定方法.pdf

1、ICS 73-010 D 04 GB 和国国家标准11: ./、中华人民G/T 23561. 13-2010 煤和岩石物理力学性质测定方法第13部分:煤和岩石点载荷强度指数测定方法Methods for determining the physical and mechanical properties of coal and rock Part 13: Methods for determining point load strength index of coal and rock 2010-09-26发布2011-02-01实施数码防伪, 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标

2、准化管理委员会发布GB/T 23561.13-2010 .a.L. _._ 目IJ1=1 GBjT 23561(煤和岩石物理力学性质测定方法按部分发布，分为16个部分z第1部分:采样一般规定;第2部分:煤和岩石真密度测定方法;第3部分:煤和岩石块体密度测定方法:一一第4部分:煤和岩石孔隙率计算方法;一一第5部分z煤和岩石吸水性测定方法;一-第6部分:煤和岩石含水率测定方法;第7部分:单轴抗压强度测定及软化系数计算方法;第8部分:煤和岩石变形参数测定方法;第9部分:煤和岩石三轴强度及变形参数测定方法;第10部分:煤和岩石抗拉强度测定方法;第11部分:煤和岩石抗剪强度测定方法;-一第12部分z煤的

3、坚固性系数测定方法;一一第13部分:煤和岩石点载荷强度指数测定方法;一一第14部分z岩石膨胀率测定方法;一一第15部分:岩石膨胀应力测定方法;十一一第16部分:岩石耐崩解性指数测定方法。本部分是GBjT23561的第13部分。本部分的附录A为规范性附录。本部分由中国煤炭工业协会提出并归口。本部分起草单位z煤炭科学研究总院开采设计研究分院和煤炭科学研究总院检测研究分院。本部分主要起草人:齐庆新、李纪青、毛德兵、傅京旦、张学亮。I 1 范围煤和岩石物理力学性质测定方法第13部分:煤和岩石点载荷强度指数测定方法GB/T 23561.13-2010 GBjT 23561的本部分规定了煤和岩石点载荷强度

4、指数测定所涉及的术语和定义、规则试件点载荷强度指数测定、低强度不规则试件点载荷强度指数测定和数据计算。本部分适用于煤和岩石点载荷强度指数的测定。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过GB/T23561的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GBjT 50266-1999 工程岩体试验方法标准ASTM D5731-2008 测定岩石点载荷强度指数以及岩石强度分类的试验方法3 术语和定义3. 1 下列术语

5、和定义适用于GB/T23561的本部分。点载荷强度指数point load strength index 在点载荷作用下，煤和岩石的强度指标。注:点载荷强度指数计算见式(1)。4 规则试件点载荷强度指数测定4. 1 仪器设备仪器设备主要有za) 点载荷仪，见图1，或材料试验机及加载锥头，见图2;b) 锯石机、钻石机;c) 游标卡尺，最小分度值0.02mmo 1 GB/T 23561.13-2010 1 数字压力显示器42 顶盖;3 加载锥头;4一一十字头夹具$5一一储油器;6一一加油口;7 7一一箱体锁扣;8 位移表;9 位移指针510 连接螺栓;11-液压泵F12一一一手动泵手柄。圄1点载荷

6、仪图2加载锥头示意图4.2 试件规格4.2. 1 试件规格9 4.2. 1. 1 试件可用钻孔岩心或从岩石露头、勘探坑槽、平洞、巷道中采取的岩块。试件在采取和制备过程中，应避免产生裂缝。4.2. 1. 2 当采用岩心试件作径向试验时，试件直径48mmS6 mm，高径比为0.8-1.4，对两端平行度元特别要求，见图3;作轴向试验时，加载两点间距与直径之比宜为o.31. 0。2 骨一一试件直径zL一一试件长度。. 、L 圄3试件长度和直径示意图GB/T 23561. 13-20 10 4.2.2 试件数量每种试件视其含水状态和均质程度取10个15个。4.2.3 试件含水状态取自然含水状态，其他状态

7、要加以说明。4.3 测定步骤4.3. 1 测定前应仔细核对岩样名称和编号，对试件颜色、颗粒、层理、节理、裂隙、风化程度、含水状态及加工过程中出现的问题等应进行描述并填人记录表内，见附录AD4.3.2 用卡尺测量试件尺寸并填入记录表内。4.3.3 径向试验时，将岩心试件放入点载荷仪的加载锥或材料试验机的锥端压头之间，使上下锥端与试件直径两端紧密接触，接触/点与试件两端头的距离大致相等，量测加载点间距。4.3.4 轴向试验时，将岩心试件放入两加载锥之间，使上下锥端位于岩心试件的圆心处并与试件紧密接触。量测加载点间距及垂直于加载方向的试件宽度。4.3.5 均匀地施加载荷，使试件在10s60 s内破坏

8、，记录破坏载荷，并对加压过程中出现的现象和破坏后的试件进行描述。4.3.6 破坏面贯穿整个试件并通过两加载点为有效试验。5 低强度不规则试件点载荷强度指数测定5. 1 仪器设备仪器设备主要有za) 游标卡尺，最小分度值0.02mm; b) 地质锤zc) 点载荷仪。5.2 试件规格5.2. 1 试件规格5.2. 1. 1 采取现场不规则煤块或岩块，见图4，加载两点间距(D)宜为30mm55 mm，加载两点间距与加载处平均宽度的之比宜为0.31.0，试件民度(L)应不小于加载两点间距。D一一加载双点间距zL一一试件长度zt一一试件宽度。5.2.2 试件数量/ / 寸，图4不规则试件形状示意图每组试

9、件视其含水状态和均质程度取15个25个。5.2.3 试件含水状态取自然含水状态，其他含水状态应加以说明。5.3 测定步骤5.3. 1 测定前应仔细核对岩石名称和试件编号，对试件颜色、颗粒、层理、节理、裂隙、风化程度、含水状GB/T 23561.13-2010 态及加工过程中出现的问题等应进行描述，并填人记录表内。5.3.2 用卡尺测量试件的最小尺寸并在该处做标记，将测得数据填入记录表内。5.3.3 将试件放在点载荷仪的加载锥之间，沿试件的最小尺寸加载，使上下锥端位于试件中心处并与试件紧密接触。接触点距试件自由端的距离不应小于加载点间距的0.5倍。5.3.4 均匀地施加载荷，使试件在10s60

10、s内破坏，记录破坏载荷，并对加载过程中出现的现象和破坏后的试件进行描述。5.3.5 破坏面贯穿整个试件并通过两加载点为有效试验。6 数据计算6. 1 下列计算公式按GBjT50266-1999中2.12和ASTMD5731-2008中第10章的规定。6.2 按式(1)计算试件点载荷强度指数:式中z1.= P 一- D! 1. 未经过修正的点载荷强度指数，单位为兆帕(MPa); P 破坏载荷，单位为牛(N); De一一等价岩心直径，单位为毫米(mm)。6.3 按式(2)和式(3)计算等价岩心直径De:式中zD 加载点间距，单位为毫米(mm);D! =D2 D! =DD D一一上下锥端发生贯人后，

11、试件破坏瞬间的加载点间距，单位为毫米(mm)。6.4 轴向和不规则块体试验时，应按式(4)和式(5)计算等价岩心直径De:式中zDi-4bD 一一 Di-4bDF 一一 b 通过两加载点最小截面的宽度(或平均宽度)，单位为毫米(mm)。6.5 按式(6)计算每组试件点载荷强度指数的算术平均值zIs=tZL 式中z1.一一试件平均点载荷强度指数，单位为兆帕(MPa); 1.; 第t个试件的点载荷强度指数，单位为兆帕(MPa); . ( 1 ) .( 2 ) ( 3 ) .( 4 ) ( 5 ) ( 6 ) n一一当一组有效的试验数据不超过15个时，应舍去最高值和最低值，n=有效试验个数-2;当一

12、组有效试验数据超过15个时，可舍去前两个高值和后两个低值，n=有效试验个数-4。6.6 按式(7)计算每组试件点载荷指数的偏离度z4 式中zV 偏离度pv=些x100% 1. M一-点载荷指数的标准差，单位为兆帕(MPa)，按式(8)计算。( 7 ) . GB/T 23561.13-2010 三二。-7s)ZM=.Ji=1 n-1 . ( 8 ) 6. 7 当加载两点间距不等于50mm时，应对计算值进行修正。当其试验数据较多，且同一组试件中的等价岩心直径具有多种尺寸，而加载两点间距不等于50mm时，应根据试验结果，绘制成与破坏载荷P的关系曲线，并在曲线上查找政=2500mm2对应的P50值，按

13、式(9)计算岩石点载荷强度指数:J., = _ P_50 -.(50) =2页5.( 9 ) 式中z1.(50)一一经尺寸修正后的点载荷强度指数，单位为兆帕(MPa); P50一一根据Di为2500 mm2时的P值，单位为牛(N)。6.8 当加载两点间距不等于50mm，且其试验数据较少，不宜采用6.6方法修正时，应按式(10)和式(11)计算点载荷强度指数:1(50) =F1. 飞，飞Jnu- 咱EA唱Ef飞，t、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . F二(去r式中zF 修正系数;m一一修正指数，由同类岩石的经验值确定，一般可取0.45。6.9 按

14、式(12)计算点载荷强度指数各向异性指数z.( 12 ) 式中z1.(50) 点载荷强度指数各向异性指数;I ，(50)一一垂直于弱面的点载荷强度指数，单位为兆帕(MPa); 1，(50)一平行于弱面的点载荷强度指数，单位为兆帕(MPa)。6. 10 通过式。0)计算点载荷强度指数时应取平均值。平均值的计算，当一组有效的试验数据不超过15个时，应舍去最高值和最低值，再计算其余数的平均值;当一组有效试验数据超过15个时，可舍去前两个高值和后两个低值，再计算其余数的平均值。计算结果取3位有效数字。5 。因时Mmg-ziNOS附录(规范性附录)煤和岩石点载荷强度指数测定记录表A 。、试件规格/mm试

15、件未经修正平均点每组经尺寸修正试岩试等价加载上下锥端发生贯入通过两加载点加破坏的点载荷载荷强度试件后的点载荷点载荷强度试件件石件长岩心双点后试件破坏瞬间最小截丽的宽度载载荷强度指数指数偏离度/强度指数指数各向破坏备注编名捕方号称述L 直径间距加载点间距(或平均宽度式P/ 1./ 1./ % I叫50)/ 异性指数特征D, D D b N MPa MPa MPa 测定日期采样时间采样地点送样单位审核z计算2测定:EON-巳.F町的NH阁。华人民共和国家标准煤和岩石物理力学性质测定方法第13部分:煤和岩石点载荷强度指数测定方法GB/T 23561. 13-2010 国由* 中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 印张O.75 字数14千字2010年12月第一次印刷开本880X12301/16 2010年12月第一版* 书号:155066. 1-40891 16.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533定价23561. 13-2010 打印日期:2011年1月13日F002