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中华人民共和国行业标准MT/T225—90单向压缩条件下煤和岩石蠕变性测定方法1990-10-30批准1990-12-01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……………………………………………………………ⅠMT/T225—90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50mm,高100mm。高径比为2.0~2.5。4.2加工精度:试件两端面不平行度不得大于0.01mm,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1~2d,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:15~25℃(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40%~60%(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100N,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1MT/T225—90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60%,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10~60min记录一次时间和变形。在第二蠕变阶段,每隔1~3h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6.1.1~6.1.4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σ1约为试件单向抗压强度的20%。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10~60min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0.001mm或应变差不大于10-5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σ1,σ2,σ3,…,σn可根据试验需要确定。但要求σ1σ2σ3…σn(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。2MT/T225—907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εt=ΔLL…………………………(1)式中:εt———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εd=ΔDD…………………………(2)式中:εd———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σ=PA…………………………(3)式中:σ———作用在试件上的应力,MPa;P———荷载,N;A———试件的横截面积,mm2。7.3计算结果计算结果取小数点后三位,修约至两位。3MT/T225—90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)mm2试件描述环境温度℃环境湿度%单向抗压强度MPa试件含水率%荷载(P)N应力(σ)MPa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。4MT/T225—90