Рис. 1. Схемы натурных испытаний

Испытания по этой схеме проводятся чаще в подземных выработках или шурфах, где проще осуществить нагружение призм по двум взаимно перпендикулярным направлениям.

Нарезка призм в слабых породах производится вручную кайлом и специальными долотами, а в скальных и полускальных породах - пневматическими отбойными молотками, электросверлами и перфораторами.

После зачистки щелей в одну из них помещают гидродомкрат и с помощью насоса в него подают рабочую жидкость (воду или масло). Опыт считается законченным, когда давление в гидродомкрате перестает расти или начинает падать.

По окончании опыта производится зарисовка призмы, подсчитывается число структурных блоков, слагающих призму, и отбираются образцы для лабораторных опытов с целью определения прочностных характеристик в образце (куске).

Обработка результатов натурных испытаний производится в следующем порядке:

1. Тщательно замеряется поверхность среза, и определяется площадь среза.

2. Определяется угол между поверхностью среза и плоскостью нижней плиты домкрата.

3. Определяется усилие P, действующее на плоскость среза, являющееся геометрической суммой веса призмы вместе с оборудованием на ней и усилия, развиваемого домкратом:

где D - удельное давление жидкости в домкрате, определяемое по манометру, кг/см²;

S - рабочая площадь цилиндра домкрата, см²;

t - коэффициент передачи давления (устанавливается при тарировке);

- вес призмы и домкрата с плитами, кг.

4. Величина сцепления массива по поверхности среза вычисляется по формуле:

,

где - угол внутреннего трения, определенный лабораторными испытаниями образцов пород с мест натурных испытаний; - угол между поверхностью среза и плоскостью нижней плиты домкрата.

В комплект оборудования для натурных испытаний входят: гидравлический домкрат с накладными стальными плитами толщиной 10 - 12 мм, гидравлический насос, роликовая постель, манометр и соединительная трубка высокого давления.

Гидравлический домкрат облегченной конструкции имеет следующие технические характеристики:

Ручной насос обеспечивает необходимую скорость подачи жидкости, так что продолжительность опыта может быть легко сведена до 5 - 10 мин.

Более детально методика проведения натурных испытаний, описание применяемой аппаратуры изложены в "Методических указаниях по производству натурных испытаний сопротивления сдвигу неоднородных, слоистых и трещиноватых пород" (Изд. ВНИМИ, 1965 г.)