A novel biaxial compression testing system

• Autorzy: Mamurekli D. , Ergun I. , Singh N.

Warianty tytułu

PL

Nowoczesny system do badania dwuosiowego ściskania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper, anovel biaxialloading apparatus developed for biaxial compressive and shear strength testing of rock material and rock mass specimens, is described. The suitability of the system is demonstrated by real time compression test results on aluminium and fractured glass plate specimens. The system is capable of applying biaxial compressive stresses uniformly to the side surfaces of the specimens even if the contact surfaces of the platen and the specimen is rough. Stress distribution within the test specimens were measured using strain gauges and photo-elastic transducers. ExaminelD piane strain indirect boundary element software was used to classify the magnitude of stress levels of the fringes around symmetrical holes. The biaxialloading system incorporates polyurethane rubber seals, pressurized using two hydraulic pumps. Pressure from the seals is transmitted to the specimens using Teflon lined steel pads. The system can apply uniform biaxial compressive stresses up to 70 MPa, in both directions.

PL

Praca opisuje nowoczesne urządzenie do badania dwuosiowych obciążeń: dwuosiowego ściskania i ścinania próbek skalnych i kamieni. Możliwości zastosowania układu zaprezentowano na podstawie wyników testu na ściskanie w czasie rzeczywistym przeprowadzonego na próbkach skalnych i próbkach płyt z tłuczonego szkła. Urządzenie umożliwia równomierne przyłożenie dwuosiowych obciążeń ściskających do powierzchni bocznych próbek gdy powierzchnie kontaktowe płyty i próbek są chropawe. Rozkład naprężeń w próbce mierzy się przy pomocy tensometrów i przetworników foto-elastycznych. Poziom naprężeń i odkształceń obliczono przy użyciu oprogramowania Examine2D. Układ dwuosiowego obciążania obejmuje uszczelki z gumy poliuretanowej, podwyższone ciśnienie uzyskuje się za pomocą dwóch pomp hydraulicznych. Ciśnienie z uszczelek przenoszone jest na próbki za pomocą wkładki stalowej wyłożonej teflonem. Urządzenie umożliwia równomierne przykładanie dwuosiowego obciążenia ściskającego do poziomu 70 Mpa, w obydwu kierunkach.

Słowa kluczowe

EN

biaxial testing of rock; photoelasticity; compressive strength tests; rock mechanics

PL

badania dwuosiowe skał; fotoelastyczność; badania naprężeń ściskających; mechanika skał

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 54, no 1
• Strony: 35--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Mamurekli D.

autor

Ergun I.

autor

Singh N.

• Assoc. Professor Soma M.Y.O. Celal Bayar University, Manisa, 45500 Turkey,

Bibliografia

• Bernaix J., 1969. New laboratory methods of studying the mechanical properties of rocks, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., Vol. 6, p. 45-90.
• Bobet A., 2001. Influence of the Loading Apparatus on the Stresses within Biaxial Specimens, Geotechnical Testing Journal, Vol. 24, No. 3, pp. 256-272.
• Bray J. W., 1966. Limiting equilibrium of fractured and jointed rocks, Proc. of the first congress on rock mechanics, Lisbon.
• Bray J. W., 1967. A study of jointed and fractured Rock. Parts I and II, Rock Mech. and Eng. Geol., Vol. v/2-3 and Vol. v/4.
• Calixto J.M.F., 2002. Microcracking of High Performance Concrete Subjected to Biaxial Tension - Compression Stresses, Materials Research, July/Sept., Vol. 5, No. 3.
• Cundall P.A., 1971. A computer model for simulating progressive large scale movements in block rock systems, Symp. Int. Society of Rock Mechanics, Nancy, France.
• Cundall P.A., Strack O.D.L., 1979. A distinct element model for granular assemblies, Geotechnique, 29:47, 65.
• ELE International, 2003. Construction materials testing equipment catalogue, 11th Edition.
• Ergun I., 1970. Stability of Underground Openings in Jointed and Fractured Rock, PhD thesis, London University.
• Examine2DSoftware. Rocscience Inc Toronto, Ontario, Canada, (http://www.rocscience.com/downloads/)
• Franklin J.A., 1985. A direct shear machine for testing rock joints, Geotechnical Testing Journal, 8(1), p. 25-29.
• Franklin J.A., Hoek E., 1970. Developments in tri-axial testing equipment, Rock Mechanics, 2. p. 223-228.
• Franklin J.A., Broch E., 1972. The point load test, Int. J. Rock Mechanics. Min. Sci., Vol. 9, p. 699-697.
• Gerstle K.H., Linse D.L., Bertacchi P., Kotosovos M.D., Ko H., Newman J.B., Rossi P., Schickert G., Taylor M.A., Traina L.A., Zimmerman R.M., Bellotti R., 1976. Strength of Concrete under Multiaxial Stress States, Douglas McHenry International Symposium of Concrete and Concrete Structures, pp. 103-131.
• Griffiths D.V., Smith I.M., 2006. Numerical Methods for Engineers, Chapman & Hall/CRC, p. 479
• Hoek E., 1964. Fracture of anisotropic rock, SAIMM, Vol. 64, n.10.
• Hoek E., 1965. Rock fracture under static stress conditions, CSIR Rep. MEG 383, Pretoria, S.A.
• Hoek E., Bray J.W., 1977. Rock slope engineering, Revised 2nd Ed. Int. Journal of Mining and Metallurgy, London, 402 p.
• Hoek E., Franklin J.A., 1968. Simple triaxial cell for field and laboratory testing of rock, IMM Trans., Vol. 77, Bulletin n. 754.
• Krsmanovic, D., Milic, S., 1963. Specimen experiments on pressure distribution in some cases of discontinuum, Rock Mech. and Eng. Geol. Suppl. I.
• Lama R.D., Vutukuri V.S., 1978. Handbook on Mechanical Properties of Rocks, Testing Techniques and Results, Trans Tech Publications, Switzerland.
• Logie C.V., 1966. Photo-elastic specimen study into the ground stress in bord and pillar coal mining, C.S.I.R. rep. MEG 459, Pretoria, S.A.
• Rosenblad J.L., 1969. Development of equipment for testing specimens of jointed rockmasses, 11th Symp. on Rock Mech. Berkeley, California, USA.
• Windsor C.R., 1992. Block stability in jointed rockmasses, Proc. Conf. on fractured and jointed rockmasses. Lake Tahoe, USA.