岩石单轴抗压强度试验方法
岩石的单轴抗压强度
岩石的单轴抗压强度岩石的单轴抗压强度，这个名词一听就让人觉得高深莫测，但其实它在我们日常生活中可有不少实用的地方。
简单来说，单轴抗压强度就是岩石在单方向压力下，能承受的最大力量。
想想那些在建筑工地上忙碌的人们，他们用的就是这些坚硬的岩石，正是这些岩石支撑起了高楼大厦，维持着城市的运转。
我们要是好好了解这个概念，真能从中发现一些有趣的东西。
一、首先得说说岩石的成分，岩石可不是随便什么东西凑一起的，它是由矿物质组成的，像石英、长石、云母等等。
每种矿物都有不同的特性，有的硬得像石头一样，有的则相对脆弱。
我们要研究单轴抗压强度，就得从这些矿物的特性入手，探讨它们如何影响岩石的整体强度。
1.1 比如，石英是一种非常坚硬的矿物，它的硬度在莫氏硬度表上能排到很前面。
想象一下，如果用石英构成的岩石，抗压强度肯定不在话下。
反之，像云母这种相对脆弱的矿物，可能就会导致岩石的抗压强度下降。
这种成分上的差异，恰如其分地展现了自然界的奇妙。
1.2 说到测试单轴抗压强度的方法，通常用的是压缩实验。
这种实验不仅需要高端的设备，更需要精准的操作。
通过对岩石施加逐渐增加的压力，直到它“屈服”，我们就能得出抗压强度的数据。
这过程就像是对岩石的“审问”，每一次压力的增加都是对它意志的挑战，最终揭示出它的极限。
二、接下来，咱们得聊聊影响岩石单轴抗压强度的因素，除了成分，环境条件也是个不可忽视的因素。
就好比人类在不同气候下的表现，有的人在寒冷中打不动，有的人则能游刃有余。
岩石也一样。
2.1 温度的变化，湿度的波动，甚至地下水的存在，都能影响岩石的强度。
热胀冷缩的道理大家都懂，这对岩石来说同样适用。
高温可能导致某些矿物的晶体结构变得脆弱，从而降低岩石的抗压能力。
2.2 再说说岩石的结构，像裂缝、孔隙等缺陷都会显著降低岩石的抗压强度。
这些缺陷就像是人的心理阴影，让岩石在压力面前变得不那么坚定。
仔细想想，建筑物的稳定性也和这些因素息息相关，岩石的每一个细节都可能影响到建筑的安全性。
岩石单轴饱和强度试验方法汇总
1、高径比为1的圆柱体，直径50㎜或边长为50㎜立方体；6块或有明显层理的12块。
1、计算实际面积，只强调承压面要用磨光机磨光并保持平行。
1、48h
2、加载速度0.5～1.0MPa/s
1、取六块的算术平均值并给出最小值；对有明显层理的应取垂直和平行的抗压强度平均值作为最后结果。
1、建筑地基：高径比为2的圆柱体，直径50±2㎜；
2、砌体工程：高径比为1的圆柱体，直径50±2㎜或边长为50㎜立方体；
3、含有大颗粒的岩石，试件直径或边长应大于岩石最大颗粒尺寸的10倍。
4、试件数量3块。
1、端面不平整度小于0.05㎜；
2、高度、直径或边长误差小于0.3㎜；
3、轴心垂直度偏差小于0.25°。
1、暂未查到；
2、明确了试件含水状态有：烘干、天然、饱和、冻融循环后状态。
1、单轴饱和强度修约到三位有效数字，软化系数修约到0.01；
2、极值小于平均值的20%直接取平均值；否则应取第4个试件,并取4个中最接近的3个值作为试验结果,同时在报告中将4个值全部给出。
3、用于砌体片石强度采用70㎜的立方体，若采用50㎜试件应乘0.86的系数。
JTJ054-94
高径比为1的圆柱体，直径50±0.5㎜或边长为50±0.5㎜立方体；6块或有明显层理的12块。
1、端面不平整度小于0.05㎜；
2、高度、直径或边长误差小于0.3㎜；
3、轴心垂直度偏差小于0.25°
1、先注水 处，以后每2h分别注水至 、 处，6h后加水至顶面超出2㎝，再自由饱水48h。
1、取六块的算术平均值；当其中两块的抗压强度与另四块的算术平均值相差三倍以上，应以试验结果最接近的四个试件算术平均值；对有明显层理的应取垂直和平行的抗压强度平均值作为最后结果。
实验五--岩石单轴压缩实验
实验五岩石单轴压缩实验一.实验目的岩石单轴压缩是指岩石在单轴压缩条件下的强度、变形和破坏特征。
通过该实验掌握岩石单轴压缩实验方法，学会岩石单轴抗压强度、弹性模量、泊松比的计算方法；了解岩石单轴压缩过程的变形特征和破坏类型。
二.实验设备、仪器和材料1.钻石机、锯石机、磨石机；2.游标卡尺，精度0.02mm；3.直角尺、水平检测台、百分表及百分表架；4.YE-600型液压材料试验机；5.JN-16型静态电阻应变仪；6.电阻应变片（BX-120型）；7.胶结剂，清洁剂，脱脂棉，测试导线等。
三.试样的规格、加工精度、数量及含水状态1. 试样规格：采用直径为50 mm，高为100 mm的标准圆柱体，对于一些裂隙比较发育的试样，可采用50 mm×50 mm×100 mm的立方体，由于岩石松软不能制取标准试样时，可采用非标准试样，需在实验结果加以说明。
2. 加工精度：a 平行度：试样两端面的平行度偏差不得大于0.1mm 。
检测方法如图5-1所示，将试样放在水平检测台上，调整百分表的位置，使百分表触头紧贴试样表面，然后水平移动试样百分表指针的摆动幅度小于10格。
b 直径偏差：试样两端的直径偏差不得大于0.2 mm ，用游标卡尺检查。
c 轴向偏差：试样的两端面应垂直于试样轴线。
检测方法如图5-2所示，将试样放在水平检测台上，用直角尺紧贴试样垂直边，转动试样两者之间无明显缝隙。
3.试样数量： 每种状态下试样的数量一般不少于3个。
4.含水状态：采用自然状态，即试样制成后放在底部有水的干燥器内1～2 d ，以保持一定的湿度，但试样不得接触水面。
四.2.试样中部，纵向、横向应变片排列采用“┫”形，尽可能避开裂隙，节理等弱面。
1—百分表 2-百分表架 3-试样 4水平检测台图5-3 电阻应变片3.粘贴工艺：试样表面清洗处理→涂胶→贴电阻应变片→固化处理→焊接导线→防潮处理。
五.实验步骤1.测定前核对岩石名称和试样编号，并对岩石试样的颜色、颗粒、层理、裂隙、风化程度、含水状态等进行描述。
岩石力学性质试验——单轴压缩强度和变形试验课件(PPT)
随着应变增大而减小。 d点以后为摩擦阶段，岩石产生
宏观断裂面后，其摩擦具有 抵抗外
ε 力的能力。
二、单轴压缩强度和变形试验
—成果整理 （三）计算岩石弹性模量和泊松比
Eav
=
σb ε lb
−σa − εla
μav
=
ε db ε lb
− ε da − εla
a
ε db
−
应力为σ
时的横向应变值；
b
二、单轴压缩强度和变形试验
—成果整理 （三）计算岩石弹性模量和泊松比
Eav
=
σb ε lb
−σa − εla
μav
=
ε db ε lb
− ε da − εla
水电：弹性模量
式中：Eav − 岩石平均弹性模量(MPa)；
μav − 岩石平均泊松比；
水电：弹性泊松比
环向引伸仪
CIRC－8、4、1.6、0.8mm（测量试件的环向位移）。
二、单轴压缩强度和变形试验
刚性试验机控制过程
—仪器设备
当岩石因破裂扩展发
伺
生大应变时，通过传感 服
控
器把这一信号输入伺服 制 控制器中，伺服控制器 器
试 件
伺服循环
给伺服阀信号，使伺服
阀打开，压力降低，使
试件保持恒定的变形速
控 制
12.0125 0.061649 7.04E-05 1.365458
15.05162 0.077154 9.18E-05 1.36601 18.02871 0.091625 0.000118 1.366285
21.02131 0.10334 0.000138 1.367112
单轴压缩实验实验方案
实验一 单轴压缩实验
一、实验目的
岩石单轴压缩是指岩石在单轴压缩条件下的强度、变形和破坏特征，通过该实验测得岩石的单轴抗压强度。
二、实验原理
岩石单轴抗压强度为岩石试件在无侧限和单轴压力作用下抵抗破坏的极限能力，其值为：
A
P σc
式中：σc —单轴抗压强度，MPa ；
P —无侧限条件下岩石试件的轴向破坏荷载，N ； A —试件的截面面积，mm 2；
三、试样制备
1.试样可用钻孔岩芯或岩块，在取样和试样制备过程中，不允许人为裂隙出现。
2.试样规格：采用直径为50mm ，高为100mm （高径比为2）的标准圆柱体。
3.加工精度：试样两端面的平行度偏差不得大于0.1mm ；试样两端的直径偏差不得大于0.2mm ；试样的两端面应垂直于试样轴线。
4.试样数量：每种状态下试样的数量一般不少于3个。
5.含水状态：采用自然状态，试样制成后放在底部有水的干燥器内1~2d ，以保持一定的湿度，但试样不得接触水面。
四、实验设备
圆柱标准试样、游标卡尺、液压材料试验机、承压板或垫块（尽可能采用与岩石刚度相接近的材料）。
五、实验步骤
1.测定前核对岩石名称和试样编号，并对试样的颜色、颗粒、层理、裂隙、风化程度、含水状态等进行描述。
2.用游标卡尺测量试样尺寸，保留两位小数。
3.将试样放置在压力机承压板中心，调整承压板使试样均匀受力。
4.开动试验机，以0.5 ~0.8 MPa/s的加载速度对试样加载，直到破坏。
5.记录破坏载荷，破坏类型描述。
六、数据处理
岩石抗压强度测定结果填入下表。
表1 岩石抗压强度测定结果。
岩石力学性质试验
岩石力学性质试验一、岩石单轴抗压强度试验1.1概述当无侧限岩石试样在纵向压力作用下出现压缩破坏时，单位面积上所承受的载荷称为岩石的单轴抗压强度，即试样破坏时的最大载荷与垂直于加载方向的截面积之比。
在测定单轴抗压强度的同时，也可同时进行变形试验。
不同含水状态的试样均可按本规定进行测定，试样的含水状态用以下方法处理：（1）烘干状态的试样，在105～1100C下烘24h。
（2）饱和状态的试样，使试样逐步浸水，首先淹没试样高度的1/4，然后每隔2h分别升高水面至试样的1/3和1/2处，6h后全部浸没试样，试样在水下自由吸水48h；采用煮沸法饱和试样时，煮沸箱内水面应经常保持高于试样面，煮沸时间不少于6h。
1.2试样备制（1）试样可用钻孔岩芯或坑、槽探中采取的岩块，试件备制中不允许有人为裂隙出现。
按规程要求标准试件为圆柱体，直径为5cm，允许变化范围为4.8～5.2cm。
高度为10cm，允许变化范围为9.5～10.5cm。
对于非均质的粗粒结构岩石，或取样尺寸小于标准尺寸者，允许采用非标准试样，但高径比必须保持=2:1～2.5:1。
（2）试样数量，视所要求的受力方向或含水状态而定，一般情况下必须制备3个。
（3）试样制备的精度，在试样整个高度上，直径误差不得超过0.3mm。
两端面的不平行度最大不超过0.05mm。
端面应垂直于试样轴线，最大偏差不超过0.25度。
1.3试样描述试验前的描述，应包括如下内容：（1）岩石名称、颜色、结构、矿物成分、颗粒大小，胶结物性质等特征。
（2）节理裂隙的发育程度及其分布，并记录受载方向与层理、片理及节理裂隙之间的关系。
（3）测量试样尺寸，并记录试样加工过程中的缺陷。
1.4主要仪器设备1.4.1试样加工设备钻石机、锯石机、磨石机或其他制样设备。
1.4.2量测工具与有关检查仪器游标卡尺、天平（称量大于500g，感量0.01g），烘箱和干燥箱，水槽、煮沸设备。
1.4.3加载设备压力试验机。
实验一 岩石单轴抗压强度试验
实验一岩石单轴抗压强度试验1.1 概述当无侧限岩石试样在纵向压力作用下出现压缩破坏时，单位面积上所承受的载荷称为岩石的单轴抗压强度，即试样破坏时的最大载荷与垂直于加载方向的截面积之比。
在测定单轴抗压强度的同时，也可同时进行变形试验。
不同含水状态的试样均可按本规定进行测定，试样的含水状态用以下方法处理：（1）烘干状态的试样，在105～1100C下烘24h。
（2）饱和状态的试样，使试样逐步浸水，首先淹没试样高度的1/4，然后每隔2h分别升高水面至试样的1/3和1/2处，6h后全部浸没试样，试样在水下自由吸水48h；采用煮沸法饱和试样时，煮沸箱内水面应经常保持高于试样面，煮沸时间不少于6h。
1.2 试样备制（1）试样可用钻孔岩芯或坑、槽探中采取的岩块，试件备制中不允许有人为裂隙出现。
按规程要求标准试件为圆柱体，直径为50mm，允许变化范围为4.8～5.20m m。
高度为100m m，允许变化范围为9.5～10.50m m。
对于非均质的粗粒结构岩石，或取样尺寸小于标准尺寸者，允许采用非标准试样，但高径比必须保持=2:1～2.5:1。
（2）试样数量，视所要求的受力方向或含水状态而定，一般情况下必须制备3个。
（3）试样制备的精度，在试样整个高度上，直径误差不得超过0.3mm。
两端面的不平行度最大不超过0.05mm。
端面应垂直于试样轴线，最大偏差不超过0.25度。
1.3 试样描述试验前的描述，应包括如下内容：（1）岩石名称、颜色、结构、矿物成分、颗粒大小，胶结物性质等特征。
（2）节理裂隙的发育程度及其分布，并记录受载方向与层理、片理及节理裂隙之间的关系。
（3）测量试样尺寸，并记录试样加工过程中的缺陷。
1.4 主要仪器设备试样加工设备：钻石机、锯石机、磨石机或其他制样设备。
量测工具与有关检查仪器：游标卡尺、天平（称量大于500g，感量0.01g），烘箱和干燥箱，水槽、煮沸设备。
加载设备：压力试验机。
压力机应满足下列要求：（1）有足够的吨位，即能在总吨位的10%～90%之间进行试验，并能连续加载且无冲击。
岩石单轴抗压强度试验要点
附录J岩石单轴抗压强度试验要点第附录J.0.1条试料可用钻孔的岩心或坑，槽探中采取的岩块。
第附录J.0.2条岩样尺寸一般为∮50mm×100mm，数量不应少于六个，进行饱和处理。
第附录J.0.3条在压力机上以每秒500-800kPa的加载速度加载，直到试样破坏为止，记下最大加载，做好试验前后的试样描述。
第附录J.0.4条根据参加统计的一组试样的试验值计算其平均值，标准差，变异系数，取岩石饱和单轴抗压强度的标准值为：
式中
f rm---岩石饱和单轴抗压强度平均值；
f rk---岩石饱和单轴抗压强度标准值；
ψ---统计修正系数；
n---试样个数；
δ---变异系数。
岩石地基承载力特征值，可按本规范附录H岩基载荷试验方法确定。
对完整、较完整和
较破碎的岩石地基承载力特征值，可根据室内饱和单轴抗压强度按下式计算：
式中
f a---岩石地基承载力特征值(kPa)；
f rk---岩石饱和单轴抗压强度标准值(kPa)，可按本规范附录J确定；
ψr---折减系数。
根据岩体完整程度以及结构面的间距、宽度、产状和组合，由地
区经验确定。
无经验时，对完整岩体可取0.5；对较完整岩体可取0.2-0.5；对较破碎
岩体可取0.1-0.2。
注：1.上述折减系数值未考虑施工因素及建筑物使用后风化作用的继续；
2.对于粘土质岩，在确保施工期及使用期不致遭水浸泡时，也可采用天然湿度的试
样，不进行饱和处理。
对破碎、极破碎的岩石地基承载力特征值，可根据地区经验取值,无地区经验时，
可根据平板载荷试验确定。
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岩石单轴抗压强度试验方法
1依据标准：《公路工程岩石试验规程》JTG E41-2005(T0221-2005)；
2试验目的及适用范围：
2.1测定规则形状岩石试件单轴抗压强度，用于岩石的强度分级和岩性描述。
2.2本方法采用饱和状态下的岩石立方体（或圆柱体）试件的抗压强度来评定岩石强度（包括碎石或卵石的原始岩石强度）。
4.2.4有显著层理的岩石，分别沿平行和垂直层理方向各取试件6个。试件上下端面应平行和磨平，试件端面的平面度公差应小于0.05mm，端面对于试件的轴线垂直度偏差不应超过0.250。对于非标准圆柱体试件，试验后抗压强度试验值按公式 进行换算。
5.试验步骤：依据《公路工程岩石试验规程JTG E41-2005》T0221-2005试验方法进行试验。
2.3在某些情况下，试件含水状态还可根据需要选择天然状态、烘干状态或冻融循环后状态。试件的含水量状态要在试验报告中注明。
3试验环境：进入试验室内先检查温湿度仪，并在记录中注明试验时室内的温湿度。
4试验准备：
4.1仪器设备
序号
名称
使用要求
序号
名称
使用要求Байду номын сангаас
1
试验机
I级或优于I级精准度
6
烘箱
/
2
钻石机
/
7
干燥器
/
3
切石机
/
8
角尺
/
4
磨石机
/
9
水池或浸水容器
/
5
游标卡尺
/
10
记号笔
/
4.2试样制备
4.2.1建筑地基的岩石试验，采用圆柱体作为标准试件，直径为50mm±2mm、高径比为2：1。每组试件共6个。
4.2.2桥梁工程用的石料试验，采用立方体作为标准试件，直径为70mm±2mm、每组试件共6个。
4.2.3路面工程用的石料试验，采用圆柱体或立方体作为标准试件，直径或边长均为50mm±2mm、每组试件共6个。
6.试验结果整理：
6.1岩石的抗压强度和软化系数分别按公式(T0221-1)(T0221-2)计算。
(T0221-1)
式中：R—抗压强度MPa；
P—最大荷载（N）
A—受压面积（mm2）
(T0221-2)
式中：KP—软化系数；
Rw—岩石饱和状态下的单轴抗压强度（MPa）
Rd—岩石烘干状态下的单轴抗压强度（MPa）
8.2饱水：抗压强度包括烘干、天然、饱和、冻融循环后等状态的强度，在选择工程用原材料时，均为饱水状态强度，应按吸水率试验方法对试件进行饱水处理，以试样全部被水淹没后再自由浸水48h作为吸水稳定标准。
8.3由于岩石试件尺寸比较小，而压力机上下压板面积比较大，对试验结果有影响，试验时试件上下端面应分别加放钢板。钢板的直径或边长应不小于试件直径或边长，也不应大于试件直径或边长的两倍。且硬度应满足规范要求。
7.试验记录及报告：
单轴抗压强度试验记录应包括岩石名称、试验编号、试件编号、试件描述、试件尺寸、破坏荷载、破坏形态。
8.注意事项：
8.1试件：规程规定试件可采用圆柱体或立方体，对同一岩石，圆柱体试件的强度大于棱柱体，原因是棱柱体棱角部分应力集中所致。试件尺寸应符合加工精度要求，尤其是端面的平整度必须满足误差要求。端面弧度对试验结果影响较大，凡鼓肚试件不得用于试验。
6.2单轴抗压强度的试验结果应同时列出每个试样的试验值及同组岩石的单轴抗压强度平均值；有明显层理的岩石，分别报告垂直与平行层理方向的试件强度的平均值。计算值精确至0.01MPa
6.3软化系数计算值精确至0.01，3个试件平均测定，取算术平均值；3个试件的最大值与最小值之差不得大于平值的20%，否则应另取第4个试件，并在4个试件中取最接近的3个值的平均值作为试验结果，同时在报告中将4个值全部给出。