MEHANIČKASVOJSTVA STENA I TLA

Univerzitet u Banjoj Luci Rudarski fakultet Prijedor MEHANIČKASVOJSTVA STENA I TLA * Čvrstoća stena * Smičuća čvrstoća tla * Indeks čvrstoće * Tvrdoća stena * Žilavost stena * Drobljivost stena * Habanje stena Prijedor, 03/11/2014 Doc. dr Srđan Kostić, dipl.inž.geol.

ISPITIVANJE ČVRSTOĆE NA SMICANJE STENA IN SITU TERENSKI OGLED SMICANJA U VELIKOJ RAZMERI

ISPITIVANJE ČVRSTOĆE NA SMICANJE STENA IN SITU TERENSKI OGLED SMICANJA PO PUKOTINI na veličinu parametara otpornosti na smicanje duž pukotina najveći uticaj imaju oblik zidova pukotina (morfologija zidova pukotina i hrapavost) i mehaničke karakteristike pukotinskih ispuna TERENSKI OGLED KLIZANJA ekperimentalnim putem se ispituje veza između betona i stene na kojoj se objekat fundira, u cilju dobijanja kvalitativnih i kvantitativnih podataka o otpornosti ove veze na dejstvo smicanja

ISPITIVANJE ČVRSTOĆE NA SMICANJE STENA IN SITU TERENSKI OGLED KLIZANJA

KONSTITUTIVNE JEDNAČINE ČVRSTOĆE NA SMICANJE STENA I TLA KULON-MOROV LINEARAN ZAKON LOMA 1776.g. Kulon je prvi pretpostavio da čvrsti materijali imaju koheziju, a da se na kontaktu dva materijala, pri relativnom smičućem pomeranju, pojavljuje otpor trenja: τ f = c + σ ntgϕ c kohezija,φugao smičuće otpornosti (ugao trenja),σ n predstavlja totalni normalni napon koji deluje na ravan smicanja, tj. ravan loma ovaj linearni zakon, koji podrazumeva samo totalne napone, značajno je modifikovao Tercagi (1923), koji je prvi uočio značaj efektivnih napona i potrebu uvođenja veličine pornog pritiska, ali je pri tome zadržao konstantu, koheziju efektivni normalni naponσ n ' predstavlja razliku između totalnog normalnog napona σ n i pornog pritiska u: ( σ u) tgϕ' = c' σ tg ' τ f = c' + n + ovaj izraz je samo aproksimativan, a stvarna anvelopa napona loma, određena ispitivanjima na realnom tlu, prolazi kroz koordinatni početak (c'=0) i manje ili više je zakrivljena linija konkavna u odnosu na osu normalnih napona ' n ϕ

KONSTITUTIVNE JEDNAČINE ČVRSTOĆE NA SMICANJE STENA I TLA KULON-MOROV LINEARAN ZAKON LOMA smičućačvrstoća tla može da se izrazi i preko glavnih efektivnih naponaσ 1 ' iσ 3 ' pri lomu u posmatranoj tački τ σ f ' ff = = ( ' ' ) σ σ 1 2 sin 2θ ( ' ' ) ( ' ' ) σ + σ σ σ 1 2 3 3 f f + 1 2 3 f cos 2θ gde je θ ugao između ravni u kojoj deluje maksimalni glavni napon i ravni loma,θ=45 0 +/-φ /2 veza između efektivnih glavnih napona i parametara čvrstoće: sinϕ' = 2c' ctg ( ' ' ) σ1 σ 3 f ( ' ' ) ϕ' + σ1 + σ 3 f

KONSTITUTIVNE JEDNAČINE ČVRSTOĆE NA SMICANJE STENA I TLA KULON-MOROV LINEARAN ZAKON LOMA Kulon-Morov kriterijum loma ne sadrži veličine deformacija, a ne figuriše ni srednji glavni napon σ 2 ; ovaj kriterijum loma se, zbog linearnosti i relativne jednostavnosti, široko upotrebljava u praksi, iako to nije ni jedini moguć, niti najbolji opis odnosa napona pri lomu tla Kulon-Morov kriterijum loma može da se opiše i Lemovim dijagramom, sa osama s' i t', tako da modifikovana anvelopa loma ima oblik: t ' = a ' + s ' tg α ' gde je 1 s' = 2 1 t' = 2 sinϕ' = ϕ' = c' = ( ' ' ) σ + σ 1 ( ' ' ) σ σ 1 tgα' arcsin a' / cosϕ' 3 3 f f ( tgα' )

HEK-BRAUNOV NELINEARNI KRITERIJUM LOMA za precizinije definisanje čvrstoće na smicanje ispucale čvrste stenske mase, Hek predlaže uopšteni kriterijum loma u obliku: ' ' σ 1 = σ 3 + σ ci m b σ σ ' 3 ci + s gde su σ 1 ' i σ 3 ' maksimalni i minimalni efektivni normalni naponi, σ ci jednoaksijalna čvrstoća na pritisak monolitnog uzorka, m b, s i a konstante koje zavise od karakteristika stenske mase, i koje se sračunavaju na osnovu vrednosti parametra m i i geološkog indeksačvrstoće (GSI) Vrednosti parametra m i za razne vrste stena a

HEK-BRAUNOV NELINEARNI KRITERIJUM LOMA Hek-Braunov kriterijum loma sadrži tri konstante, m, s iσ c konstante m i s su bezdimenzionalne i donekle su analogne uglu trenja i koheziji klasičnog Kulon-Morovog kriterijuma loma uticaj različitih vrednosti konstante m na Morovu anvelopu loma za kompaktnu stenu pri vrednosti s=1 iσ c =1

HEK-BRAUNOV NELINEARNI KRITERIJUM LOMA uticaj vrednosti konstante s na oblik Morove anvelope loma i na ugao trenja za različite vrednosti normalnog napona pomeranja monolita, u prvom redu, zavise od ispucalosti stenskih masa, jer gustina, prostorni raspored i svojstva pukotina definišu veličinu, oblik i slobodu pomeranja monolita zbog toga su Hek, Kajzer i Bauden (1995) predložili da se ispucalost stenskih masa izrazi veličinom GSI (geološki indeksčvrstoće), a da se na osnovu nje sračunavaju konstante m b, s i a, koje definišu čvrstoću ispucalih stenskih masa parametri koji definišu čvrstoću na smicanje, nakon određivanja vrednosti GSI, računaju se na osnovu sledećih izraza: m b = m i 100 exp GSI 28

HEK-BRAUNOV NELINEARNI KRITERIJUM LOMA za stenske mase dobrog kvaliteta, odnosno GSI>25: GSI 100 s = exp, a = 0, 5 9 za GSI<25, odnosno za stenske mase lošeg kvaliteta: GSI s = 0 a = 0,65 200

SMIČUĆA ČVRSTOĆA TLA smičuća čvrstoća tla zavisi od: efektivnog normalnog napona trenja između pojedinih čestica kohezije promene zapremine promene konfiguracije skupa zrna loma pojedinih zrna početne orijentacije pločastih zrna i promene orijentacije pri deformisanju najveći deo smičuće čvrstoće potiče od otpora trenja po kontaktima između zrna

SMIČUĆA ČVRSTOĆA TLA

SMIČUĆA ČVRSTOĆA TLA krto-plastični lom plastični lom žilavo ponašanje

LABORATORIJSKO ODREĐIVANJE SMIČUĆE ČVRSTOĆE TLA OPIT DIREKTNOG SMICANJA uzorci tla se opterećuju normalnim naponom primenom vertikalne sile, a zatim horizontalnom silom, koja izaziva napone smicanja po sredini uzorka; mere se otpori uzorka prema ovom smicanju

LABORATORIJSKO ODREĐIVANJE SMIČUĆE ČVRSTOĆE TLA OPIT DIREKTNOG SMICANJA

LABORATORIJSKO ODREĐIVANJE SMIČUĆE ČVRSTOĆE TLA OPIT DIREKTNOG SMICANJA opterećenja se nanose u dve faze: I faza: nanosi se normalna sila N koja je konstantna za jedan uzorak tokom celog trajanja opita II faza: povećava se smičuća sila T do loma ili do veličine pomeranja u iznosu 10-15 % dimenzije uzorka u pravcu smicanja veličine ine normalnih napona biraju se tako da se dobiju rezultati u području napona koji su od interesa u konkretnom slučaju prvi uzorak se izlaže najmanjem usvojenom pritisku, drugi sa dva do tri puta većim naponom primenjenim na prvom uzorku, a treći sa dva do tri puta većim naponom upotrebljenim na drugom uzorku; tipično, normalni naponi su 100, 200 i 400 kpa prema uslovima dreniranja u pojedinim fazama opterećivanja primenjuju se tri standardna postupka: drenirani (spori) D opit povratni (reverzni) R opit nederenirani (brzi) U opit

OPIT DIREKTNOG SMICANJA Drenirani ili D opit direktnog smicanja postupak sa dreniranjem u obe faze opita za određivanje vršne čvrstoće tla za efektivne napone ovaj opit se standardno primenjuje u praksi i daje parametre izražene efektivnim naponima I faza D opita, koji se izvodi sa ugrađenim filterskim pločama, sastoji se od konsolidacije uzorka normalnim opterećenjem enjem trajanje procesa konsolidacije se prati merenjem veličine sleganja, slično kao u edometru, tako da se zahteva znatno prekoračenje vremena t 100

OPIT DIREKTNOG SMICANJA Drenirani ili D opit direktnog smicanja u II fazi se, postepeno i relativno polako, povećava smičući napon do loma brzina smičućeg pomeranja određuje se tako da se lom uzorka dostiže nakon vremena koje se izračunava po formuli v=δ f /t f, gde je δ f smičuće pomeranje pri lomu, a t f je potrebno vreme postepenog nanošenja smičućeg otpora do loma smičuće pomeranje pri lomu nije unapred poznato, tako da se na početku serije ispitivanja pretpostavi, na primer, u veličini od 1mm, a zatim koriguje na osnovu prethodnih rezultata potrebno vreme do loma se određuje na osnovu rezultata merenja sleganja uzorka u procesu konsolidacije uzimajući da je t f =10t 100 u slučaju glina, trajanje II faze može da iznosi i nekoliko dana, dok je kraće kod prašinastih materijala, a najkraće kod čistih peskova, jer brzina smicanja zavisi od vodopropusnosti tla orjentaciono se pesak može smicati brzinom od 1 mm/min, prašina sa oko 0,01 mm/min, a glina sa samo 0,001 0,003 mm/min

OPIT DIREKTNOG SMICANJA Drenirani ili D opit direktnog smicanja Povratni, reverzni ili R opit direktnog smicanja drenirani opit smicanja za određivanje rezidualne smičuće čvrstoće za efektivne napone služi za merenje rezidualne čvrstoće nakon velikih deformacija, izvodi se na prethodno presečenim uzorcima po ravni smicanja, kao i na uzorcima koji sadrže ravan smicanja uzetih iz terena, najčešće klizišta

OPIT DIREKTNOG SMICANJA Povratni, reverzni ili R opit direktnog smicanja ovom opitu se najčešće podvrgavaju uzorci tla koji sadrže sitnozrne frakcije, minerale glina, koji imaju pločast oblik I faza podrazumeva opterećivanje uzorka normalnim naponom i proces konsolidacije II faza podrazumeva prvi ciklus smicanja identičan D opitu nakon dostizanja relativnih smičućih pomeranja, ne većih od oko 10 % smicane dužine uzorka, obično oko 5 do 10mm, smičuće pomeranje se zaustavlja, okviri se vraćaju polako u početni položaj pre početka smičućeg opterećivanja, sačeka vreme za ponovnu konsolidaciju i nakon toga ponovo polako smiče brzinom od oko 0,003 do 0,01mm/min ovaj postupak se ponavlja sve dok, nakon par ponovljenih ciklusa, smičuća čvrstoća dalje ne opada; obično je za dostizanje konstantne, rezidualne vrednosti otpora smicanja, dovoljno 3-4 ciklusa

OPIT DIREKTNOG SMICANJA Povratni, reverzni ili R opit direktnog smicanja iako je anvelopa napona loma često nelinearna, rezidualna čvrstoća može da se aproksimira linearnom zavisnošću u određenom intervalu efektivnih normalnih napona: ' ' ' f, r = cr ntgϕr τ +σ pri čemu je rezidualna kohezija c r ' stvarno jednaka nuli ili je njena prividna vrednost relativno mala, od 0 do oko 8 kpa, a φ je rezidualni ugao smičuće otpornosti tla, koji se, u slučaju da se radi o glini sa znatnim učešćem pločastih zrna (CF > 20 %), obično kreće u granicama od 5º do 15º

OPIT DIREKTNOG SMICANJA Nedrenirani ili U opit direktnog smicanja postupak bez dreniranja u obe faze opita, služi za merenje nedrenirane čvrstoće koja se izražava totalnim naponima tokom izvođenja opita izoluju se porozni keramički filteri tankim neperforiranim metalnim pločama u kontaktu sa uzorkom da bi se onemogućilo dreniranje pri nanošenju napona u obe faze opterećivanja uzorak se optereti normalnim naponom i odmah nakon toga brzo smiče do loma u ukupnom trajanju opita od nekoliko minuta, bez obzira na način nanošenja smičućih napona

OPIT TRIAKSIJALNE KOMPRESIJE cilindričan uzorak se opterećuje svestranim pritiskomσ 3 i aksijalnim naponomσ a =σ i do loma u standardnim opitima je radijalno opterećenje σ r =σ 3 dovodi do loma povećanjem aksijalnog napona konstantno, a uzorak se glavna prednost opita triaksijalne kompresije u odnosu na opit direktnog smicanja je u homogenijem polju napona, uz mogućnost merenja pornih pritisaka ili promene zapremine u procesu deformisanja

LABORATORIJSKO ODREĐIVANJE SMIČUĆE ČVRSTOĆE TLA OPIT TRIAKSIJALNE KOMPRESIJE

LABORATORIJSKO ODREĐIVANJE SMIČUĆE ČVRSTOĆE TLA OPIT TRIAKSIJALNE KOMPRESIJE opterećenje se nanosi u dve faze, prva je OA, a druga AB: I faza: nanosi se svestrani pritisak σ r =σ a =σ 3 =σ 2 =σ 1; radijalni pritisak σ r =σ 3 nakon nanošenja ostaje konstantan za jednak uzorak tokom celog trajanja opita II faza: povećava se aksijalni pritisak σ a =σ 1 do loma ili do deformacije od oko 20 % visine uzorka

LABORATORIJSKO ODREĐIVANJE SMIČUĆE ČVRSTOĆE TLA OPIT TRIAKSIJALNE KOMPRESIJE za kompletan opit najčešće se ispituju najmanje 3 uzorka sa različitim veličinama svestranih pritisakaσ 3 ućeliji veličine svestranih pritisaka za prvu fazu opita biraju se tako da se dobiju rezultati u području napona koji su od interesa u konkretnom slučaju prvi uzorak se izlaže najmanjim usvojenim naponima, drugi sa najmanje dvostrukom veličinom pritiska primenjenom na prvom uzorku, a treći sa najmanje dvostrukom veličinom pritiska upotrebljenom za drugi uzorak; tipično, pritisci su 100, 200 i 400 kpa prema uslovima dreniranja u pojedinim fazama opterećivanja koriste se tri standardna postupka : nekonsolidovani nedrenirani opit (UU opit) konsolidovani nedrenirani opit (CU opit) konsolidovani drenirani opit (CD opit)

OPIT TRIAKSIJALNE KOMPRESIJE Nedrenirani ili U opit triaksijalne kompresije postupak bez dreniranja u obe faze opita, odnosno brzi opit ; ovom opitu se podvrgavaju isključivo uzorci sitnozrnog tla (gline i prašine) pri izvođenju U opita sprečava se promena zapremine usled evakuacije vode i/ili vazduha iz uzorka postavljanjem masivne ili porozne pločice (4) na kontaktu baze uzorka i pijedestala uz zatvaranje ventila (V 1 ) brzina aksijalne deformacije je oko 0,5 1% visine uzorka u minuti priraštaj svestranog pritiska praćen je istom veličinom priraštaja pornog pritiska anvelopa napona loma je horizontalna, tj. ϕ u = 0, a smičuća čvrstoća je konstantna nedrenirana kohezijaτ f = c u

OPIT TRIAKSIJALNE KOMPRESIJE Konsolidovani nedrenirani ili CU opit triaksijalne kompresije postupak sa konsolidacijom u prvoj fazi i bez dreniranja u drugoj pošto se meri porni pritisak, mogu da se odrede i parametri smičuće čvrstoće za efektivne napone u I fazi omogućava se dreniranje i promena zapremine na račun istisnute vode iz uzorka koja se meri u bireti (13) pri otvorenom ventilu (V 1 ) i zatvorenom ventilu (V 2 ) nakon završenog procesa primarne konsolidacije, u II fazi se zatvara ventil (V 1 ), otvara ventil (V 2 ), nanosi se aksijalni pritisak kontrolisanom brzinom i meri promena pornih pritisaka uređajem (M 2 ) u funkciji aksijalne deformacije brzina aksijalne deformacije bira se uspunjavanjem uslova da se lom uzorka dostigne nakon vremena koje se određuje primenom koeficijenata i iz odgovarajućih izraza Uslovi dreniranja uzorka κ CU Jedna porozna pločica 0.5 8.5 Dve porozne pločice 2.1 8.5 Dve porozne pločice i filter papir 2.3 18.2 κ D

Konsolidovani nedrenirani ili CU opit triaksijalne kompresije pouzdanost sistema za merenje pritiska se kontroliše pre, tokom prve i pre početka druge faze opita, tako što se u uslovima sprečenog dreniranja registruje priraštaj pornog pritiska usled priraštaja svestranih napona ukoliko ove dve veličine nisu praktično jednake, neophodno je povećati stepen zasićenja uzorka i provoditi opit sa povratnim pornim pritiskom reda veličine 200 300 kpa primenom sistema (S 2 ) rezultati ovog opita mogu se prikazati Morovim krugovima totalnih napona i efektivnih napona, tako da se mogu definisati dve anvelope napona loma anvelope napona loma za totalne i efektivne napone normalnih napona se seku, tako da je samo za jednu veličinu normalnog napona nedrenirana smičuća čvrstoća jednaka dreniranoj, tj. kada je u nedreniranom opitu porni pritisak jednak nuli kada je porni pritisak pri lomu negativan, nedrenirana čvrstoća je veća od drenirane

OPIT TRIAKSIJALNE KOMPRESIJE Konsolidovani nedrenirani ili CU opit triaksijalne kompresije

OPIT TRIAKSIJALNE KOMPRESIJE Drenirani ili D opit triaksijalne kompresije postupak sa dreniranjem u obe faze opita, odnosno spori opit porni pritisci su u toku nanošenja devijatora napona praktično jednaki nuli, tako da su totalni naponi jednaki efektivnim naponima opit daje parametre smičuće čvrstoće za efektivne napone faza 1 opita se izvodi na identičan način kao i prva faza CU opita u II fazi se povećava aksijalni pritisak do loma, uz merenje promene zapremine uzorka sistemom (13), dok se porni pritisci ne mere, a pretpostavlja se da su praktično zanemarljivi u dreniranom opitu normalno konsolidovanog i rastresitog tla lom obično nastaje pri relativno velikim deformacijama uz smanjenje zapremine pri povećanju devijatora napona, uz eventualne znake očvršćavanja prekonsolidovani ili zbijeni uzorci se lome pri manjim deformacijama, obično se uočava izražena vršna čvrstoća, tako da pri većim deformacija devijator napona opada posle početnog smanjivanja zapremine, zapremina uzorka ima tendenciju povećanja pre loma, tako da se pri daljem deformisanju nakon dostizanja maksimuma, pojavljuje omekšavanje

OPIT TRIAKSIJALNE KOMPRESIJE Drenirani ili D opit triaksijalne kompresije brzina aksijalne deformacije je v a =Δh f /t f, gde jeδh f skraćenje uzorka pri lomu potrebno vreme do loma jeτ f =κt 100, gde jeκkoeficijent koji zavisi od vrste opita i uslova dreniranja uzorka

TERENSKO ODREĐIVANJE SMIČUĆE ČVRSTOĆE TLA OPIT KRILNOM SONDOM krilna sonda je terenska metoda ispitivanja čvrstoće na smicanje plastičnog glinovitog i muljevitog tla, treseta i rastresitih finozrnih vodozasićenih peskova u istražnoj bušotini, iz jame ili sa površine terena do dubine od 20 m 9 а) б) 8 7 D rotacijom sonde dolazi do loma stene po cilindričnoj noj površini visine H i prečnika D, pri čemu se otpornost na smicanje određuje jednačinom: 5 4 6 τ = M max K 2 3 H τ- otpornost stenskih masa na smicanje (kpa) M max - maksimalni momenat torzije (kn m) K - konstanta krilne sonde (cm 3 ) koja zavisi od njene visine i prečnika 2 πd H D K = (1 + ) 2 3H 1 B

OPIT KRILNOM SONDOM

LABORATORIJSKO ODREĐIVANJE JEDNOAKSIJALNE ČVRSTOĆE TLA NA PRITISAK OPIT JEDNOAKSIJALNE KOMPRESIJE

INDEKS ČVRSTOĆE odnos primenjene sile i površine poprečnog preseka uzorka: I s = P /D 2 određuje se na cilindričnom uzorku opitom tačkastog opterećenja tako što se vertikalno opterećenje P nanosi preko konusa uzorak se postepeno opterećuje i registruje se sila P kod koje dolazi do loma; indeks čvrstoće se zatim određuje pomoću nomograma poznavanjem veličine indeksa čvrstoće može se odrediti jednoaksijalna čvrstoća na pritisak korišćenjem jednačine:σ c = 24 I s

INDEKS ČVRSTOĆE

TVRDOĆA STENA otpor koji stena pruža prodiranju alata ili nekog drugog tela u svoju masu zavisi od mineralnog sastava tj. tvrdoće minerala i načina vezivanja, kao i od vrste cementa kod posredno vezanih stena ispituje se laboratorijski i terenski postoje statički i dinamički postupci ispitivanja tvrdoće stena statički postupci se zasnivaju na principu utiskivanja igle ili cilindričnog utiskivača određenih dimenzija u stensku masu: H = F S (MPa) dinamičkim postupkom tvrdoća stena ispituje se pomoću: skleroskopa, duroskopa i sklerometra skleroskopska relativna tvrdoća stena se najčešće ispituje Šorovim skleroskopom

TVRDOĆA STENA H s = h + h + h + + h 1 2 3 n duroskopski postupak određivanja tvrdoće se, slično Šorovom postupku, bazira na elastičnom odskoku utiskivača, odnosno klatna sa tegom od ispitivane površine uzorka stene n O 1 2 3 1 h 1 h 2 sklerometrijska tvrdoća se određuje pomoću instrumenta koga je konstruisao Schmidt, koji se sastoji od odbojnika i snažne opruge, pod čijim dejstvom odbojnik, preko kontatnog klipa, prenosi udar na površinu uzorka; veličina odskoka se čita na skali sa 100 podeoka u % maksimalne visine odskoka

ŽILAVOST STENA (DINAMIČKA ČVRSTOĆA) otpor koji stena pruža u momentu loma kada je izložena dinamičkom dejstvu sile zavisi od strukture i teksture stena, vrste minerala i njihove svežine, i od poroznosti stena najvećom žilavošću odlikuju se stene sa ofitskom strukturom stene zrnaste strukutre su žilavije od stena porfirske strukture za stene kod kojih do loma dolazi bez prethodne ili posle neznatne deformacije kažemo da pokazuju krto ponašanje; ukoliko pre loma stena podnosi velike deformacije, onda je ponašanje (kvazi) plastično čvrstoća na pritisak i žilavost nisu sinonimi postoje stene koje se odlikuju velikom čvrstoćom na pritisak, ali malom žilavošću!

ŽILAVOST STENA (DINAMIČKA ČVRSTOĆA) Vrsta stene Jednoaksijalna čvrstoća na pritisak (MPa) Granit 185 Dijabaz 398 Bazalt, 254 jedar Peščar, 95 glinovit Peščar, 203 silicijski Mermer, 123 krupnozrni Mermer, 148 sitnozrni Dinamička čvrstoća - žilavost (MPa) 22,4 41,8 71,1 13,3 40,3 17,0 27,2 4 1 2 3 prema našim standardima (SRPS) žilavost se ispituje modifikovanim postupkom Pejdža (postupak po Foppl-u) uzorak oblika kocke se izlaže udarima malja od livenog gvožđa sa različitih visina sve dok ne nastupi razaranje stene

ŽILAVOST STENA (DINAMIČKA ČVRSTOĆA) žilavost po metodi M. A. Kobliške određuje se pomoću uređaja sa klatnom: G ( H h) σ dyn = A ( N m / m 2 = J / m 2 ) 1 4 G - težina klatna (N) h - visina pada klatna (m) H -visina otklona klatna po izvršenom radu (m) A -poprečni presek uzorka (m 2 ) H 3 2 h DROBLJIVOST STENA svojstvo koje se ispoljava kod stena i mineralnih sirovina pri učestalim dinamičkim naprezanjima po postupku Protođakonova, za ispitivanje se uzima uzorak uglja sa više mesta na radilištu u dovoljnoj količini da se u laboratoriji može razbijanjem da dobije 5 uzoraka po 25-75gr mase i krupnoće sa pojedinim stranama preko 10mm svaki uzorak se izlaže dejstvu 5 udara tučka pri slobodnom padu sa stalne visine, a ukupna količina sitneži od svih 5 uzoraka zajedno se proseje kroz sito sa otvorima prečnika 0,5mm i izmeri u menzuri

DROBLJIVOST STENA koeficijentčvrstoće pri drobljenju dobija se po obrascu: f=20 x n/l, gde je n broj udara tučkom, l je visina stuba ukupne količine sitneži ispod 0,5mm u menzuri proračun drobljivosti se vrši prema obrascu: V max = (67 / f) 1,7 (cm 3 ) Klasa stene Otpornost prema drobljenju Vmax (cm 3 ) Karakteristične stene u klasi I Izuzetno teško drobljive stene 1,8 diorit, skarn, korund, porfirit II Veoma teško drobljive stene 1,8-2,7 sitnozrni kvarcni peščar, čvrsti granit III Teško drobljive stene 2,7-4,0 granodiorit, kvarcit, serpentinit,čvrsti peščar IV Stene srednje drobljivosti 4,0-6,0 peridotit, konglomerat V Lako drobljive stene 6,0-9,0 peščar srednje čvrstoće, mermer, škriljac VI Veoma lako drobljive stene 9,0 mekane rude, slabiji krečnjaci, gips, kalcit

DROBLJIVOST STENA švedski test drobljivosti - materijal za ispitivanje se prethodno pripremi u laboratorijskoj drobilici, tako da pojedinačni komadi ne budu veći od 16mm niti manji od 11,2mm razaranje uzorka se obavlja spuštanjem tega određene mase na metalni poklopac posude sa određene visine spuštanje tega se ponavlja 20 puta da bi se vrednost drobljivosti (S) dobila kao količina stenskog materijala iz posude koji prođe kroz kvadratne otvore na situ, strana 11, 2mm, izraženo u procentima

HABANJE STENA svojstvo stena da se troše, tj. da smanjuju masu odnosno zapreminu delovanjem spoljašnjih sila trenja zavisi od tvrdoće minerala, strukture i teksture, postojanja defekata u steni, stanja svežine; zavisi i od subjektivnih činilaca od vrste i količine abraziva najveće habanje imaju stene izgrađene od minerala sa malom relativnom tvrdoćom po Mosovoj skali (hloridne i sulfatne stene) najmanje habanje imaju stene izgrađene od tvrdih minerala (kvarc, amfiboli, pirokseni, olivini) kod posredno vezanih stena većim habanjem odlikuju se stene sa vezivom manje čvrstoće (limonitsko, glinovita veziva, i dr.) kod metamorfnih stena, veće habanje imaju škriljci nižeg kristaliniteta (stene sa dosta talka, hlorita, liskuna) osim veličine habanja, vrlo je važna i ravnomernost habanja monomineralne stene se odlikuju ravnomernim habanjem mermer se haba ravnomerno, dok mermer, koji osim kalcita sadrži i ljuspice liskuna, hlorit, grafit i epidot haba se neravnomerno

HABANJE STENA habanje se ispituje laboratorijski primenom dve metode: metoda Los Anđeles primenjuje se za ispitivanje habanja prirodnih i drobljenih agregata stena koji se koriste za izradu podloga puteva; ispitivanja se vrše u čeličnom cilindru bubnju, gde se materijal okreće zajedno sa 5-10 čeličnih kugli nakon 500 obrtaja materijal se vadi iz bubnja, prosejava i meri težina čestica manjih od 1,6mm koja je nastala udarom o čelične kugle, kao i međusobnim sudarima agregata gubitak težine agregata je merilo habanja stena

HABANJE STENA metoda Bemea sastoji se u habanju uzorka kocke, koji se izloži delovanju brusne ploče sa abrazivom; posle svakih 110 obrtaja izmeri se težina/zapremina uzorka, pa se uzorak okrene za 90 0 oko svoje vertikalne ose veličina habanja se izražava gubitkom zapremine u cm 3 /50cm 2 ili u procentima H a = (V 1 V 2 ) / V 1 Otpornost stena prema habanju Veličina habanja H a (%) Vrlo otporne do 4 Otporne 4-6 Srednje otporne 6-10 Neotporne 10-15 Vrlo neotporne >15

HABANJE STENA metoda Devala za ispitivanje habanja tucanika, pri čemu se materijal stavlja u dva cilindra koji se za 5 sati okrenu 10 000 puta; po završetku opita vrši se prosejavanje nastale sitneži kroz sito otvora 1,6mm D = 400 / m prema koeficijentu Devala, stene su podeljene na: - vrlo otporne, D > 15 - otporne, D = 11 15 - neotporne, D < 11 značaj poznavanja habanja stena je jako veliki kod njihove primene za izgradnju puteva i ulica, kod korišćenja stena kao agregata za asfaltne i cement-betonske zastore, tucaničkog zastora za pruge, za popločavanje podova i izradu stepeništa, i dr.