TEMATYKA ZAJĘĆ LABORATORYJNYCH

ZE STUDENTAMI

 

W Laboratorium Mechaniki Skał prowadzone są następujące zajęcia ćwiczeniowe ze studentami przedmiotów: "Mechanika skał", "Mechanika górotworu", "Geomechanika i geotechnika" oraz "Geomechanika i budownictwo podziemne" na Wydziale Górnictwa i Geologii Politechniki Śląskiej:

  1. Właściwości charakterystyk naprężenie-odkształcenie przy ściskaniu i stałe sprężystości skały.
  2. Określenie postaci charakterystyk naprężenie normalne - odkształcenie liniowe podłużne, odkształcenie liniowe poprzeczne i odkształcenie objętościowe na podstawie próby jednoosiowego ściskania próbki skalnej. Wyróżnienie przedziałów zachowań liniowych i nieliniowych skały, progu dylatancji i granicy wytrzymałości na jednoosiowe ściskanie. Oznaczenie modułu Younga i współczynnika Poissona. Obliczenie wartości współczynnika sprężystości postaciowej i współczynnika sprężystości objętościowej.

     

  3. Zdolność skał do gromadzenia energii sprężystej.
  4. Oznaczenie wskaźnika naturalnej skłonności skały do gromadzenia energii sprężystej (WE) oraz potencjalnej energii odkształcenia sprężystego (PES) na podstawie próby obciążania, odciążania i ponownego - aż do zniszczenia - obciążania próbki skalnej przy jednoosiowym ściskaniu.

     

  5. Zachowanie się skał w stanie pokrytycznym.
  6. Próba jednoosiowego ściskania próbki skalnej za pomocą serwosterowanej maszyny wytrzymałościowej (obciążanie przy stałej prędkości odkształceń podłużnych). Badanie wznoszącej się i opadającej, po przekroczeniu granicy wytrzymałości, gałęzi charakterystyki obciążenie-odkształcenie podłużne. Oznaczenie współczynnika sztywności próbki w stadium przed- i pokrytycznym oraz modułu osłabienia i wytrzymałości resztkowej skały.

     

  7. Wytrzymałość graniczna skał na jednoosiowe ściskanie i rozciąganie.
  8. Oznaczenie wytrzymałości granicznej skały na jednoosiowe ściskanie (próby ściskania smukłych (h:d=2,0) próbek walcowych) i wytrzymałości granicznej na rozciąganie (próby poprzecznego ściskania, i rozłupywania wzdłuż średnicy, płaskich (h:d=0,5) próbek walcowych (test brazylijski)).

    (Efekt skali, wpływ sposobu zamocowania próbki w maszynie wytrzymałościowej oraz prędkości obciążania i odkształcania na wyniki prób wytrzymałościowych.)

     

  9. Zachowanie się skał osłabionych płaszczyznami zmniejszonej spójności i spękaniami.
  10. Modelowanie numeryczne za pomocą programu metody różnic skończonych FLAC (Fast Lagrangian Analysis of Continua) i symulacja komputerowa próby jednoosiowego ściskania próbek skalnych z płaszczyznami osłabienia lub spękaniami różnie zorientowanymi względem kierunku działania obciążenia. Badanie zależności wytrzymałości granicznej oraz cech odkształceniowych i charakteru zniszczenia skały od kierunku działania obciążenia względem płaszczyzn osłabienia (spękań).

     

  11. Wytrzymałość skał na ścinanie.
  12. Próby ścinania walcowych próbek skalnych przy ściskaniu w uchwycie pod różnymi katami względem płaszczyzny przekroju podłużnego. Badanie zależności pomiędzy naprężeniem normalnym działającym w płaszczyźnie ścięcia a wytrzymałością na ścinanie i określenie warunku stanu granicznego. Oznaczenie wartości współczynnika (i kąta) tarcia wewnętrznego na granicy wytrzymałości oraz wartości spójności.

    Próby ścinania prostego cylindrycznego płaskich, krążkowych próbek skalnych. Oznaczenie wartości wytrzymałości granicznej na ścinanie proste.

    Porównanie wartości wytrzymałości granicznej na ścinanie proste z wartościami spójności oznaczonymi na podstawie próby ścinania przy ściskaniu.

     

  13. Wytrzymałość skał w warunkach trójosiowego ściskania.
  14. Próby ściskania walcowych próbek skalnych przy różnych ciśnieniach okólnych. Badanie zależności pomiędzy ciśnieniem okólnym a granicznym największym naprężeniem głównym. Określenie postaci warunku wytrzymałościowego dla badanej skały i oznaczenie wartości występujących w nim stałych materiałowych.

     

  15. Pełzanie skał.
  16. Określenie funkcji pełzania na podstawie próby na pełzanie przy jednoosiowym ściskaniu próbki skalnej i oznaczenie wartości reologicznych stałych materiałowych badanej skały.

     

  17. Odkształceniowe i wytrzymałościowe własności różnych rodzajów skał przy ściskaniu.
  18. Określenie postaci charakterystyki naprężenie normalne - odkształcenie liniowe podłużne dla trzech różnych skał (bazalt lub granit, piaskowiec lub wapień i sól kamienna lub węgiel kamienny) na podstawie próby jednoosiowego ściskania walcowych lub prostopadłościennych próbek tych skał. Wyróżnienie na charakterystykach progu i granicy liniowości zależności pomiędzy naprężeniem normalnym i odkształceniem podłużnym. Oznaczenie wartości granicy wytrzymałości na jednoosiowe ściskanie, jednostkowego odkształcenia podłużnego na granicy wytrzymałości oraz współczynników odkształcalności podłużnej: liniowego (El), siecznego (Es50) i stycznego (Et50). Wyodrębnienie wspólnych cech i różnic w zachowaniu się badanych skał przy ściskaniu.

     

  19. Badanie właściwości wytrzymałościowych skał w warunkach polowych - Wskaźnik Is.
  20. Próby obciążania punktowego próbek skalnych wykonywane za pomocą przenośnej praski hydraulicznej (test średnicowy i test osiowy). Oznaczenie wartości współczynnika przeliczeniowego (k) występującego w zależności pomiędzy wytrzymałością graniczną na jednoosiowe ściskanie a wytrzymałością na obciążenie punktowe Rc = k Is.

     

Zajęcia te prowadzone są ze studentami II roku następujących specjalności: Budownictwo Podziemne i Ochrona Powierzchni, Eksploatacja Złóż i Zagospodarowanie Odpadów, Geodezja Górnicza, Geologia Górnicza i Poszukiwawcza, Kształtowanie Środowiska na Terenach Górniczych, Organizacja i Ekonomika Górnictwa oraz Technika i Organizacja Bezpieczeństwa i Higieny Pracy.

 

 

 

Witryna główna Laboratorium