岩石力学实验-岩石剪切强度试验

实验七、岩石抗剪强度的测定

一、实验目的

了解岩石抗剪实验所用模具的结构组成、掌握实验过程及实验数据处理的办法

二、实验仪器及工具

（一）设备

1、材料实验机

2、变角剪切夹具

（二）量具

游标卡尺

三、实验原理

通过变角剪切夹具作用在试块上的力P可分解为与剪切面垂直的正应力和与剪切面平行的剪应力。当P大到某一值时，剪应力大于岩石的黏聚力与因正应力而产生的摩擦力之和时，岩石即被剪切破坏。此时，可通过已知的α值和破坏载荷P，计算得到几组正应力σ和剪应力τ，最终通过绘图和计算求得岩石的黏聚力C与内摩擦角ψ。

四、实验步骤

1、核对岩石名称和岩样编号，描述试件颜色、颗粒、层理、节理、裂隙、风化程度、含水状态以及加工过程中出现的问题；

2、在45o~65o范围内选择3个或5个以上剪切角度并在试件上画出剪切线；

3、检查试件加工精度，测量试件尺寸；

4、估算试样最大破坏载荷P max，满足0.2P0

5、调整材料试验机度盘指针为零，使材料试验机处于工作状态；

6、夹具与试件调整好后，以0.5~1.0MPa/s的速度加载直至破坏；

7、对试件破坏情况进行描述或摄影。

五、实验内容

1、学会材料实验机的操作方法及变角剪切模具的使用方法；

2、学会变角剪切实验方法，岩石的内摩擦角及黏聚力的计算方法。

六、实验注意事项

1、记录岩石试件的完整状态及加工精度；

2、选择合适的材料实验机或度盘值；

3、选择合适的倾角α。α<40o时试件可能因在过大的σ作用下，不按预定的剪切面破坏，呈现单向压缩时破坏现象。α>65o时可能引起拉应力，

使试块呈现拉伸破坏； 4、选择合适的加载速率

七、实验现象及数据记录、处理

1、当倾角α=40o 时，取试样一做剪切强度试验： 试样一厚度：71.77mm 试样一宽度：72.59mm 试样一长度：72.89mm 试件所受试验力开始至时间破坏过程受力图：

试件剪断破坏载荷为86.59KN ；试件剪切破坏后的情况：

2、当倾角α=50o 时，取试样二做剪切强度试验：

试样二尺寸大小如下： 试样二厚度：71.10mm 试样二宽度：72.74mm

试样二长度：71.25mm

10000

2000030000400005000060000700008000090000100000172143214285356427498569640711782853924995106611371208127913501421149215631634170517761847

岩石剪切强度（试样一）

试验力(N)

位移(mm)

试件剪断破坏载荷为73.02KN ；试件剪切破坏后的情况：

o 试样三厚度：71.55mm 试样三宽度：71.14mm 试样三长度：71.81mm 试件所受试验力开始至时间破坏过程受力图：

10000

2000030000400005000060000700008000014283124165206247288329370411452493534575616657698739780821862903944985102610671108

岩石剪切强度（试样二）

试验力(N)

位移(mm)

试件剪断破坏载荷为63.02KN；试件剪切破坏后的情况：

八、心得体会

通过此次实验，让我加深了对煤岩剪切强度试验的认识，学会了怎样测定煤岩的剪切强度，在测量环节充分认识到，做实验要时刻保持科学严谨的态度，稍有差错就有可能导致误差增大从而导致实验失败。