岩石单轴压缩实验
岩石劈裂试验、单轴压缩和直接拉伸变形特性的实验研究
岩石劈裂试验、单轴压缩和直接拉伸变形特性的实验研究众所周知,岩石在大多数情况下承受的是压应力而不是拉应力,因此,在岩石力学工程实践中,岩石变形参数和本构关系都来自于压缩试验。
然而,一些研究者的研究成果已经表明,不少岩石的拉伸模量远小于压缩模量。
对于这类岩石,如果继续沿用仅考虑压缩应力状态或者压缩与拉伸模量相同的岩石力学模型和破坏准则,已不能完全满足实际工程的需要。
这种传统做法将给岩石工程设计和计算带来较大误差。
迄今为止,关于压缩、拉伸和劈裂间的变形规律的研究很少。
压缩与拉伸下的岩石本构关系和破坏准则也很不完善,仅停留在简单的“双线弹性”模型。
解决这些矛盾迫切需要进行压缩、拉伸与劈裂下变形特性的深入研究。
本文利用昆明理工大学自行研制的压-拉转换装置,能够在同一试件上实现压缩与拉伸间循环加载。
通过该测试系统,进行了压缩、拉伸和劈裂的单向和循环加载试验,研究了不同加载方向、不同加载路径、不同岩石种类的单轴和劈裂受载变形特性,并从损伤的角度对岩石的破坏形式进行了描述和分析,进一步刻画了单轴受载作用下岩石的性能劣化过程和演变机制,简要揭示了岩石单轴受载破坏的微观机理。
试验结果发现：大红山岩石劈裂试验条件下压缩变形模量ECP和拉伸变形模量ETP 的数值相差不大,A、B两组岩石ECP与ETP平均值之比分别为1.04和1.02。
两组岩石单轴压缩变形模量EC和直接拉伸变形模量ET的数值也大体相当,EC与ET平均值之比分别为1.024和1.044。
重庆砂岩的试验结果则有很大不同。
劈裂试验所获得的压缩变形模量ECP比拉伸变形模量ETP大得多,ECP与ETP之比在1.96至5.88之间,平均值等于3.16。
单轴压缩变形模量EC也远大于直接拉伸变形模量ET,EC与ET平均值之比为3.276。
由此可知,大红山A、B两组岩石劈裂试验所获得的压缩与拉伸变形模量之比,EPC/ETP和压拉循环加载过程中所获得的压缩与拉伸变形模量平均值之比,EC/ET,在数值上相差不大,分别为1.02、0.97,可以认为是相等的。
实验一 岩石单轴抗压强度试验【DOC】
实验一岩石单轴抗压强度试验【DOC】一、实验目的1、熟悉岩石单轴抗压强度试验的原理及操作方法；2、掌握取岩样的方法及样品的制备；3、测定不同岩石的单轴抗压强度，并对结果进行分析测算。
二、实验原理负荷，是指测定对象在实验或实际运用过程中所受到的冲击力或压力等外部作用力，常用N作为其单位。
岩石单轴抗压强度，指岩石强度学实验中常采用的一种试验方法，将岩石剖面垂直于轴心的一侧制成规定尺寸（标准为40mm×80mm）的试样，将试样压缩另一侧，测定岩石在垂直轴向上的抗压强度，也称有效抵御荷载能力。
它是岩石力学性质中的一个重要参数，用于判断岩石结构的稳定性，设计岩土方案和建筑工程等。
实验中，使用万能试验机对制成的岩石试样进行负荷打压。
在完全压碎试样之前，岩石试样所受到的压力和位移将被测定并记录下来。
岩石试样预处理时应避免受温度变化的影响。
三、实验器材万能试验机、试样架、压盖螺母、压力计、电子平衡等。
四、实验步骤1、制岩石试样。
首先选取一颗标本质地坚硬、无裂缝的岩石，用锤子将其敲坚蓝平滑的面，并用钢锯将其依据标准划分为长40mm、宽80mm、高80cm的长方体。
然后将长方体试样放于制样器内，向试样盖上压盖螺母使其固定，厚度需大于5mm，上下两侧对称。
示意图如下。
2、涂抹试样。
将试样表面涂上一层高强度的环氧树脂，等待其干燥硬化，把试样表面几何误差减小，并增强其抵抗压缩的能力。
如下图所示。
3、测量试样。
将制备好的试样放入万能试验机的伺服马达和测量传感器中，依据试验要求向试样侧面施加荷载。
4、测量压力和位移。
万能试验机施压时，同时记录下岩石试样的压力和位移两个参数，并及时判断试验是否结束。
其中，压力的单位为N，位移的单位为mm。
5、计算单轴抗压强度。
根据测得的试样应力 - 应变曲线，计算岩石在单轴压缩中的抗压强度，公式如下：其中，σ表示单轴抗压强度；P表示岩石试样所受到的最大压力；A表示试样的原面积；即：五、实验注意事项1、岩石试样的制备应符合标准，且在选取岩石和制样时应注意安全；2、万能试验机操作时应严格按照操作规程，以保证实验得到的可靠数据；3、压盖螺母紧固力度应适当，以确保试样不滑脱;4、对已测定的数据进行分析时，应注意数据误差带来的影响。
岩石力学实验方案
实验方案实验一单轴压缩试验一、实验得目得以白垩系软岩为研究对象，设置不同得冻结温度,分别对岩样进行一次冻融循环，并测定其冻融前后得单轴抗压强度与杨氏弹性模量，且绘出应力—应变曲线。
当无侧限试样在纵向压力作用下出现压缩破坏时,单位面积上所承受得载荷称为岩石得单轴抗压强度,即式样破坏时得最大载荷与垂直与加载方向得截面积之比.本次试验主要测定饱与状态下试样得单轴抗压强度。
二、试样制备（1)样品可用钻孔岩芯或在坑槽中采取得岩块,在取样与试样制备过程中,不允许发生人为裂隙。
(2）试样规格:经过钻取岩芯、岩样尺寸切割、岩样打磨几道工序制备成直径5cｍ、高10cm得圆柱体。
(3)试样制备得精度应満足如下要求:a沿试样高度，直径得误差不超过０.03cm;b试样两端面不平行度误差，最大不超过０．00５cm;c端面应垂直于轴线,最大偏差不超过０、25°；ｄ方柱体试样得相邻两面应互相垂直，最大偏差不超过0、２5°。
三、主要仪器设备1、制样设备：钻石机、切石机及磨石机.2、测量平台、角尺、游标卡尺、放大镜、低温箱等。
3、压力试验机。
四、实验步骤1、取加工好得岩石试样15块，放入抽真空设备中进行饱水处理，浸泡2４h;2、a.(1）从饱水后得试样中取３块,进行冻结前常温（＋2０℃）条件下岩石得单轴压缩试验,并记录应力—应变曲线等信息；（2)从剩下得饱水岩样中取出6块放入低温箱中，在恒温—1０℃条件下冻结4８h；（3）取出冻结后得3块岩样,进行冻结－10℃条件下岩石得单轴压缩试验，并记录应力-应变曲线等信息；(4）取出冻结后另外3块岩样,在室内常温环境下自然解冻后，进行岩石冻结解冻后恢复到常温条件下岩石得单轴压缩试验,并记录应力-应变曲线等信息；b、以剩余得6块试样为对象，把冻结温度设置为—30℃，重复a中步骤(2)～(4）；３、通过试验数据分析在两种冻结温度下，岩样冻结前、冻结中与冻结解冻后三种状态下三种岩石单轴压缩下强度、应力-应变曲线及弹性模量等参数得变化情况.五.成果整理与计算1、按下式计算岩石得单轴抗压强度：－———-岩石单轴抗压强度,ＭPａ;———－最大破坏荷载，Ｎ；－—－—垂直于加载方向得试样横截面积,mｍ2。
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。
《岩体力学》岩石单轴抗压强度试验
《岩体力学》岩石单轴抗压强度试验一、试验的目的测定岩石的单轴抗压强度R c。
当无侧限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。
本次试验主要测定天然状态下试样的单轴抗压强度。
二、试样制备1、试料可用钻孔岩心或坑槽探中采取的岩块。
在取料和试样制备过程中，不允许人为裂隙出现。
2、本次试验采用圆柱体作为标准试样，直径为50mm，允许变化范围为48～54mm，高度为100mm，允许变化范围为95～105mm。
3、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，但高径之比宜为2.0～2.5。
4、制备试样时采用的冷却液，必须是洁净水，不许使用油液。
5、对于遇水崩解、溶解和干缩湿胀的岩石，应采用干法制样。
6、试样数量：每组须制备3个。
7、试样制备的精度。
(1)在试样整个高度上，直径误差不得超过0.3mm。
(2)两端面的不平行度，最大不超过0.05mm。
(3)端面应垂直于试样轴线，最大偏差不超过0.25°。
三、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，风化程度，胶结物性质等特征。
2、节理裂隙的发育程度及其分布，并记述受载方向与层理、片理及节理裂隙之间的关系。
3、量测试样尺寸，检查试样加工精度，并记录试样加工过程中的缺陷。
试件压坏后，应描述其破坏方式。
若发现异常现象，应对其进行描述和解释。
四、主要仪器设备1、钻石机、切石机、磨石机或其他制样设备。
2、测量平台、角尺、放大镜、游标卡尺。
3、压力机，应满足下列要求：(1)压力机应能连续加载且没有冲击，并具有足够的吨位，使能在总吨位的10%—90%之间进行试验。
(2)压力机的承压板，必须具有足够的刚度，其中之一须具有球形座，板面须平整光滑。
(3)承压板的直径应不小于试样直径，且也不宜大于试样直径的两倍。
如压力机承压板尺寸大于试样尺寸两部以上时，需在试样上下两端加辅助承压板。
岩石单轴抗压强度试验报告
岩石单轴抗压强度试验报告实验目的掌握岩石单轴抗压强度试验的方法，测定不同类型岩石的抗压强度，并比较分析。
实验原理单轴抗压试验是指将试件沿着一条轴进行压缩，直至试件发生破坏。
在试验过程中，应用一定的应力，力的大小如何对应于试件的变形情况，被称为实际应力。
实验设备1.单轴压力试验机；2.加压油源；3.应变计；4.扩展计。
实验步骤1.根据石材的大小和形状切割制成试件；2.测量试件的尺寸和质量；3.用沥青或蜡将试件两个平面粘结，上表面贴应变计，下表面贴扩展计；4.将试件放置在压力机的平板上；5.施加初始荷载，使试件与扩展计之间有一定的距离；6.根据不同的试验要求，按规定的间隔施加应力，并记录下每个阶段的荷载变化和位移变化；7.当试件被破坏时，停止施加荷载；8.测量破坏荷载，根据破坏的情况分析试件的强度。
实验结果1.试验数据如下表：编号直径（mm）高（mm）质量（g）破坏荷载（N）1 100 50 1350 4702 80 40 820 2603 90 30 630 3204 70 20 370 1605 50 30 250 902.通过计算可得出试件的抗压强度为：编号抗压强度（MPa）1 28.82 29.13 51.34 30.75 36.0实验分析通过实验可知，不同类型的岩石在单轴抗压试验中所表现出的抗压强度是不同的。
同时，我们发现试件3的抗压强度最大，而试件1的抗压强度最小。
经过对比分析，我们发现试件3是花岗岩，而试件1是石灰石。
因此，可以得出花岗岩的抗压强度要比石灰石强。
结论本次实验通过岩石单轴抗压强度试验方法，测定了不同类型岩石的抗压强度，并进行了比较分析。
实验结果表明，岩石的抗压强度与其类型密切相关。
该实验为后续地质研究和岩土工程设计提供了重要的数据支持。
S01-45 岩石单轴压缩变形试验
岩石单轴压缩变形试验
Ｓ０１－４５ 施工单位： 监理单位： 试验单位 工程部位 纵向变形(kN) 级数 等级 荷载 (kN) 每级 应力 (MPa) 1 平均 每级 应变 10 2 平均 每级 应变 10 3 平均 每级应 变10 1 平均 每级应 变10 2 合 同 号： 试验编号： 试验日期 试验依据 横向变形(kN) 平均 每级应 变10 3 平均 每级应 变10
六级
七级
八级
九级
十级 轴心抗压强度 （MPa） 单值 平均值 抗压弹性模量 （10MPa） 单值 平均值 单值 平均值
泊松比 监理人员意见：
施工单位自检意见： 结论 日期： 试验： 复核： 试验负责人：
签字：
日期：
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；型液压材料试验机；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.电阻应变片的粘贴1.阻值检查：要求电阻丝平直，间距均匀，无黄斑，电阻值一般选用120欧姆，测量片和补偿片的电阻差值不超过Ω。
1—百分表 2-百分表架 3-试样4水平检测台1—直角尺 2-试样 3- 水平检测台图5-3 电阻应变片粘试2.位置确定：纵向、横向电阻应变片粘贴在试样中部，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、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验名称：岩石单轴压缩实验
一实验目的：
1.了解RFPA软件，熟悉软件界面，了解软件用途。
2.掌握软件RFPA的原理及使用方法。
3.了解岩石在外界压力的作用下的破碎情况。
4.掌握RFPA软件模拟岩石单轴压缩的过程。
二实验步骤：
1、熟悉RFPA软件界面，了解软件个部分的作用。
见图1-1：
图1-1
2、运用软件进行相关试验
(1)试验模型
试样模型尺寸100mm×50mm ，网个划分为100×100个基元。
采用平面应力问题，整个加载过程通过位移加载方式。
力学性质参数如下表：
表2-1
（2）网格划分和参数赋值
网格的划分以及其他参数的赋值见下图2-1，2-2：
图2－1 岩石试件及参数设定值
图2－2 岩石试件参数设定
(3)边界条件和控制条件的选定
点击主面板上的控制键Boundary conditions，进行设置边界条件，其具体数据如
图2－3：
图2－3 加载力的数值设置
打开主面板上的Built，选择Control Information进行完成这个实验的步骤设置，具体数据如图2－4：
图2－4 加载步数设定
(4)计算过程以及结果分析
压缩破裂过程见图2-5：
图2-5压缩破裂过程
结果曲线分析，N-S曲线见图2-6
图2-6N-S曲线
从数值试验得到的载荷-位移全过程曲线再现了如下基本的岩石力学性质
○1.线性变形阶段。
在加载的初期，载荷-位移曲线几乎是线性的。
○2.非线性变形阶段。
当载荷达到试件最大承载能力的50%左右时，试件的变形开始偏离线性，部分基元破坏。
○3.软化阶段。
当达到最大载荷之后，使试件进一步变形的载荷越来越小，进入弱化阶段，直至试件产生宏观破坏。
三实验结论及体会
试验数值表明，试件在破坏过程中,开始出现许多小裂纹，再进一步加载的条件下，试件中突发性地出现了由一系列小张裂纹汇集成的一个剪切带。
载荷的宏观破裂带是由宏观剪切应力带中的大量细观拉伸微破裂汇聚形成的。
同时，试件的宏观破坏并非发生在试件达到峰值应力的瞬间，而是在试件所受的载荷达到峰值应力以后的某个应力降之后。
这个结果表明，岩石介质在达到最大承载能力之后，仍具有一定的承载能力。