四、测定步骤

7、测定前对试件进行编号，检查试件加工精度，测量试件尺寸(试件直径应在其高度中部两个垂直的方向测量，求算术平均值)。对试件层理、裂隙、节理、含水状态等及加工过程中出现的问题进行描述，填入记录表格。

8、按本规范(一)中第11条执行。

9、任取试件3—5件，进行单向抗压强度测定，求出平均破坏载荷值，以此为参考值，估计用于测定弹性能量指数的煤试件的卸载值。

      30页图

图4   WET测试系统

1—上加压板 2—试件 3—载荷传感器 4—球形座 5—下加压板； 6—位移传感器； 7—磁力表架； 8—X—Y函数仪； 9—动态应变仪。

10、将压力传感器和试件放在压力机下加压板中心，并使三者的轴线重合。

11、安装位移传感器。依次将载荷传感器和位移传感器同接收仪器连接(图4)

12、接通仪器电源、预热、调试、检查，使之处于可工作状态。

13、开动压力机，使上压板与试件接触(但此时试件应未受力)后调整仪器零点，然后，以每秒0.5～1Mpa的速度对试件加载。加载到预计破坏载荷的1～5%，同时绘出载荷变形曲线，最后对试件加载到破坏，记下破坏载荷，描述记录破坏特征，填入记录表格。

14、当用电阻应片法测定WT45～87是的有关规定执行。

15、按每秒0.5～1.0Mpa的加载速度逐级加载，以预计破坏载荷的10%的间隔读一次数，记录载荷与应变值，直至达预计载荷的8ｃ%。以加载时的同样间隔，逐级卸载测取读数，卸载至破坏载荷的1～5后，再继续加载至试件破坏，并将破坏载荷，破坏特征，填入记录表。每个试件测定过程读数不得少于5次。

绘制加载和卸载的应力应变曲线。

五、测定结果计算

16、按下式检查测定结果：0.7Pc≤Pc′≤0.9Pc

试中PC—试件破坏载荷，KN；

PC—卸荷点载荷，KN。

卸荷点载荷不满足上式的数据则予以废弃，然后，应补充试件数，直至满足要求的试件数不少于10件。

17、计算弹性能量指数

(1)单个试件弹性能量指数：        WET=ΦSP/ΦSt

式中ΦSP—弹性应变能；

ΦSTt—塑性变形能量。

ΦSP、ΦSTt用求积仪或其他方法求出，见图5。

                 32页图

 

图5     计算图

式中WET—弹性能量指数平均值；

    WETi—第i个定件弹性能量指数；

 n—试件个数。

计算结果取一位小数；测定结果按表1判据鉴定。

(三)冲击能量指数的测定

冲击能量指数是在单轴压缩受力状态下，煤样的全应力——应变曲线峰值前所积聚的变形能与峰值后所消耗的变形能之比值，本规范适用于电液伺服试验机或刚性试验机测定冲击能量指数。

一、仪器设备

1、电液伺服试验机或刚性试验机。

2、载荷传感器，位移传感器或其它变形测定装置。

3、X—Y函数记录仪

二试件规格，加工精度，数量

4、试件规格，加工精度均按(一)中第6、7条执行。

5、试件数量为10件

三、试验系统

6、试验采用电液伺服试验系统或刚性试验机系统，见图6、7。

                          33页图

       图6电液伺服试验系统

1—上加压板；2—试件；3—球形座；4—垫块；5—下加压板；6—磁力表架；7—位移传感器；8—控制柜；9柜；9—X—Y函数仪。

          34页图

图7 刚性试验系统

1—上压板；2—刚性柱；3—磁性表座；4—位移传感器；5—试件；6—载荷传感器；7—球形座；8—下压板；9—动态电阻应变仪；10—X—Y函数记录仪。

四、测定步骤

7、测定前对煤术的监查、描述等按(一)中第10条执行

8、按本规范(一)中第11条执行

9、根据试验单轴抗压强度；破坏状态等力学特征，选择合适的变形速率，一般变形速率控制在(0.5～1)×10⁵mmS以内。

10、采用伺服试验系统时，首先将试件置于试验机的承压板中心，调整球形座，使试件受力均匀。煤试件多呈脆性破坏，应加保护罩。开动试验机，使试件与上加压板接触，此时载荷显示器有少许载荷指示。11、安装位移传感器，调整控制柜各有关旋钮到指定位置，按选定的应变速率加载至应力应变全程曲线绘出为止。

12、采用刚性机试验系统时，将四根刚性柱放在压力机上下压板中间，在四根刚性柱中间放球形座和载荷传感器，其上放试件。要求试件顶面与上加压板平行并高出刚性柱1Cm左右。

13、在试件再侧安装量测位移传感器，将两支位移传感器串联按半桥桥路连接，接入动态应变仪。通过动态应变仪输出端把位移与压力信号接入X—Y函数记录仪。

接通各仪器电源，预热15—30分钟。根据试件破坏特性，选择仪器各有关旋钮位置，并预调平衡，使之处于工作状态。

14、开动压力机按每秒0.5—1Mpa的速度加载，当加载到预计破坏载荷的70—80%时，停止加载。将四根刚性柱与上压板紧密接触，继续开动压力机，按每秒(0.5—1)×10^-5ma的变形速率加载至应力应变全程曲线绘出。

15、记录加载过程中出现的现象，对破坏后的状况进行描述。

一、测定结果计算

16、按全应力变曲线的峰值后段特性分成Ⅰ类曲线和Ⅱ类曲线；即以过峰值强度的垂线为分界，曲线后段位于右边为Ⅰ类曲线，位于左边为Ⅱ类曲线，如图8。

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                    图8两类典型的应力应变全程曲线

17、对Ⅰ类曲线用求积仪或其他方法求出峰值前后曲线下方的面积Fx、Fs，见图9。

图9

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图9应力应变全程曲线

图中Fs是OC段曲线下的面积，即加载过程中煤样积聚的能量；Fx是CD段曲线下的面积，即煤样破坏消耗的能量。D为残余强度的初始点，其确定方法：采用上升段曲线的切线与ε轴垂线交点的距离EQ，截取QF=EQ，由F引ε轴垂线交下降段曲线为D。

18、单个试件冲击能量指数按下式计算：        Fs

KE=

19、每组试件冲击能指数KE取其试件的算术平均值，测定结果按给定的判据鉴定。