《岩体工程力学》实验指导书
岩石力学指导书

岩体力学试验指导书桂林理工大学建筑检测与测试中心编2010年9月§1 概述岩石试验分室内岩块试验和现场岩体试验,试验的任务是了解岩块和岩体的基本物理力学性质及其破坏机制,研究在建筑物荷载作用下基岩或围岩的工程性状,为工程地质评价和建筑物的设计提供资料。
实验室研究岩石的目的主要在于阐明岩石本身的性质,在工程实践中,用于岩石分级和工程地质评价。
目前列入规程的有9个岩石室内试验项目,结合教学内容,本课程只进行岩石力学性质的试验,它包括岩石的变形性质试验和岩石的强度及特征试验。
实验应注意以下几个方面:1.详读试验指导书,明确各项实验的目的,原理和步骤,各实验小组的成员,应分工明确,操作时互相协调、照应,以便得到较好的实验结果。
2.实验前先检查试验机各部分变化是否正常,变形仪是否安装稳妥试件装置是否正确等,实验时要严格遵守规程进行操作,记录员和操作者均须严肃认真,一丝不苟。
3.实验完毕,要按实验报告书中内容填写,准时完成实验,提交实验报告。
§2 测定岩石的单轴抗压强度一、基本原理岩石单向受压破坏时的最大压应力值称单轴抗压强度,简称抗压强度R ,其大小为:FPR式中:P ——最大破坏荷载(kN )R ——垂直于加载的试样横截面面积(厘米2) 岩石单轴抗压强度的测定,一般是采用直接压坏标准试样的方法,常与岩石变形试验一起进行。
二、仪器设备1.岩石制样机械;2.游标卡尺;3.烘箱、干燥器;4.水槽、煮沸设备、真空抽气设备;5.压力机:应具足够吨位,能在总吨位的10%~90%之间进行试验,承压板直径不小于试样直径或边长,也不应大于试样直径的两倍,压力机的承压板须具有球形座,板面须平整光滑。
三、操作步骤(一)试样制备1.试样可用钻孔岩心或坑槽中采取的岩块,在取样和试样制备过程中,不允许发生人为裂缝。
2.试样数量按要求的受力状态或含水状态,每种情况各制三个。
3.采用圆柱体为标准试样,直径5厘米,允许变化范围为±0.2厘米,高度为10厘米,允许变化范围为±0.5厘米,若采用非标准试样,要求其高度比值为2:1,当缺乏圆柱体制样设备时,允许采用5×5×10厘米之长方体。
《岩体工程力学》实验指导书-910收集资料

《岩石力学》实验指导书河南理工大学能源学院采矿工程实验室2012.9.10煤和岩石物理力学性质测定的采样一般规定1、在选择采样方法时,以及在采样操作过程中,应使试样原有结构和状态尽量不受破坏,一般采用打钻取样,也可以在巷道中或回采工作面采空区及煤壁直接采样。
2、采样地点应该符合研究的目的要求,并应特别注意岩(煤)样的代表性。
在研究某一局部地点的岩石性质时,应在所研究地点附近,找具有代表性的采样点采样;在研究较大范围内的岩石性质时,应根据岩性变化情况,分别在几个具有代表性的采样点采样;当沿层厚变化较大时应分别在上、中、下不同部位采样。
每组岩(煤)样应采自岩性相同的同一层位。
对岩性变化很大的岩层,禁止将在不同地点和不同部位采取的岩(煤)样编为一组。
3、钻孔取样应尽量垂直层面打钻,偏斜不大于5º。
有特殊困难不能做到上述要求,应注明偏斜角度。
尽量不采样爆破方法采样,以产生大量人为裂隙。
如只能用爆破方法时,也应降低炮眼的装药量,以减小其影响。
所采煤块和岩块的规格大体为长×宽×高=20cm×20cm×15cm 的立方体。
4、采样时应有专人做好岩(煤)样描述记录和编号工作。
岩块岩样编号方式采用⎪⎭⎫ ⎝⎛-II 21,⎪⎭⎫ ⎝⎛-21II …等标记,其中罗马数字表示煤层别,前一个阿拉伯数字表示煤层顶板(底板)之第几层,后一个阿拉伯数字表示该岩层之第几块岩样。
阿拉伯字在上(分子)表示为顶板岩样,在下(分母)表示底板岩样。
煤块煤样编号方式可采用(II-1),(II-2),罗马数字表示煤层别,阿拉伯数字表示第几块煤样。
钻孔采样时应附柱状图,岩芯岩(样)编号可采用柱状图上的岩层层序号。
编号用颜色漆写在岩(煤)样上,同时在岩(煤)样上用符号“ ╧”表明其层理方向。
5、每组煤样或岩样的数量,应满足试样制备的需要,按要求测定的项目确定。
考虑到加工是的损耗以及偏离度大于20%是试样数量要适当增高等因素,采样时一般应按表列数量的两倍采取。
《岩体工程力学》实验指导书-910资料

《岩石力学》实验指导书河南理工大学能源学院采矿工程实验室2012.9.10煤和岩石物理力学性质测定的采样一般规定1、在选择采样方法时,以及在采样操作过程中,应使试样原有结构和状态尽量不受破坏,一般采用打钻取样,也可以在巷道中或回采工作面采空区及煤壁直接采样。
2、采样地点应该符合研究的目的要求,并应特别注意岩(煤)样的代表性。
在研究某一局部地点的岩石性质时,应在所研究地点附近,找具有代表性的采样点采样;在研究较大范围内的岩石性质时,应根据岩性变化情况,分别在几个具有代表性的采样点采样;当沿层厚变化较大时应分别在上、中、下不同部位采样。
每组岩(煤)样应采自岩性相同的同一层位。
对岩性变化很大的岩层,禁止将在不同地点和不同部位采取的岩(煤)样编为一组。
3、钻孔取样应尽量垂直层面打钻,偏斜不大于5º。
有特殊困难不能做到上述要求,应注明偏斜角度。
尽量不采样爆破方法采样,以产生大量人为裂隙。
如只能用爆破方法时,也应降低炮眼的装药量,以减小其影响。
所采煤块和岩块的规格大体为长×宽×高=20cm×20cm×15cm 的立方体。
4、采样时应有专人做好岩(煤)样描述记录和编号工作。
岩块岩样编号方式采用⎪⎭⎫ ⎝⎛-II 21,⎪⎭⎫ ⎝⎛-21II …等标记,其中罗马数字表示煤层别,前一个阿拉伯数字表示煤层顶板(底板)之第几层,后一个阿拉伯数字表示该岩层之第几块岩样。
阿拉伯字在上(分子)表示为顶板岩样,在下(分母)表示底板岩样。
煤块煤样编号方式可采用(II-1),(II-2),罗马数字表示煤层别,阿拉伯数字表示第几块煤样。
钻孔采样时应附柱状图,岩芯岩(样)编号可采用柱状图上的岩层层序号。
编号用颜色漆写在岩(煤)样上,同时在岩(煤)样上用符号“ ╧”表明其层理方向。
5、每组煤样或岩样的数量,应满足试样制备的需要,按要求测定的项目确定。
考虑到加工是的损耗以及偏离度大于20%是试样数量要适当增高等因素,采样时一般应按表列数量的两倍采取。
岩体力学试验指导书

岩石力学试验指导书王 生 编 写吉林大学2009 年 5 月 18 日目录前 言…..………………………………………………….1实验一岩石抗压强度实验………………………………….2实验二岩石变形(弹性模量与泊松比)实验.....................6实验三岩石抗拉强度实验………………………………….12实验四岩石抗剪断强度实验……………………………….16实验五岩石三轴剪切强度实验…………………………….21六试验报告的基本要求………………………………..25七问答思考题 ………………………………………..26前言岩体力学是一门基础理论学科,同时也是一门实践性很强的学科。
试验课的内 容也是本学期重要的教学环节之一。
它不仅是消化和巩固课堂讲授内容的有效途 径,也是以后工作中、工程上常遇见的重要指标。
所以,通过室内岩石力学试验,使同学们更好地巩固和深化理解课堂上所学的 专业理论知识,掌握室内试验的基本原理、方法和步骤,培养同学们动手能力,掌 握试验基本功,进行资料整理,分析试验结果的可靠程度,提交试验报告,都具有 重要的实际意义。
目前,随着国民经济的迅猛发展,建筑工程日趋大型化,地基基础埋深不断增 加。
例如,大中型城市高层建筑物、核电站、地铁、公路、铁路线路及隧洞、煤田、 露天开采、石油、冶金、矿山开采、竖井及巷道、筑路、架桥、水利水电、交通运 输、山体边坡、水库坝基、工业与民用建筑和国防建设的需要,对地表及深部的基 岩性质作全面的了解,尤其是近些年建筑石材的开发和利用,都需要有室内试验, 提供试验数据,供设计部门、生产单位合理利用。
目的与意义:岩石力学实验教学是《岩体力学》课程教学计划中实践教学的主 要环节。
岩石力学实验教学的目的在于通过实验教学使学生了解并掌握岩石力学性 质实验的基本方法、操作步骤,了解仪器设备的性能,以及使用中的注意问题。
同 时培养学生实际动手能力和解决实际问题的工作能力,并通过实验进一步加深理解 岩石力学性质的物理本质,以及力学破坏机理,为以后的生产工作,科学研究奠定 实验工作基础, 岩石抗压、抗拉、抗剪断、岩石三轴试验是岩石力学性质的主要组成部分。
岩体力学实验指导书

《岩体力学》实验指导书姓名:学号:班级:土木学院岩土工程教研室2015.1.9学生实验守则一.每次实验前必须做好复习和预习。
复习的内容为教科书上有关本次实验的教学内容;预习内容包括仔细阅读实验指导书和熟悉实验室有关仪器设备。
二.经过预习应掌握该项实验的意义、目的、操作步骤。
对辅导教师提出的检查性问题,应能回答,否则不得进行实验。
三.实验时态度应严肃认真,严格按辅导教师及实验指导书上所讲的操做步骤进行实验,每台设备的操作应按各设备的操作方法进行,以免损坏设备或造成事故。
非本次实验使用的仪器设备不得乱动。
四.每次实验前由小组长填写仪器设备领用单。
实验完毕后,应将所用仪器设备擦洗干净,放回原处,经小组长检查,辅导教师验收无误后方可离开实验室。
如有损坏,应填写仪器设备损坏报告单,待后处理。
五.实验结束后,应在规定时间内提交实验报告。
实验报告必须独立完成。
实验报告的书写、计算、制图,公式、计算过程、单位齐全、清晰整齐。
实验成绩是期终考核成绩的一部分。
六.如实验结果未能达到要求或因故未做实验者,应申请补做实验,实验室同意后,在指定日期内进行补做。
以上守则请同学们自觉遵守。
实验一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。
岩体力学实验指导书

岩体力学实验指导书岩体力学实验指导书前言本书是作为水文地质及工程地质专业《岩体力学》教材的组成部分,共编入岩石物理力学性质实验12个,岩石力学实验教学是《岩体力学》教学的重要环节,通过实验教学使学生在学习岩体力学基本理论的同时,能理论联系实践,培养实际工作能力及严谨的科学态度,进一步巩因课堂教学内容,为此要求学生掌握实验的基本原理与方法,其中包括仪器的装置以及工作原理,为了使学生理解,在本书编写过程中,力求从教学出发,联系生产实际,配合理论课,阐明实验基本原理与实验步骤,并辅以思考题。
本书是在我校《岩体力学实验讲义》油印教材基础上,并参阅了长春地院、水电部及地矿部出版的有关岩石力学实验指导及及规程编写而成的。
根据教育部《关于教材采用国际单位制的通知),书中一律采用国际单位制单位。
但目前实验仪器尚未改进,为弥补这一缺陷,除书后编入《国际单位制及与工程实用制单位的换算关系),以备读者查阅外,教师在课堂上应予适当提醒。
限于编者水平,书中难免存在缺点和不当之处,敬请读者指正。
实验1 测定岩石的颗粒密度一、基本原理岩石的颗粒密度是指岩石固体矿物颗粒部分的单位体积内的质量:??msVs岩石的固体部分的质量,采用烘干岩石的粉碎试样,用精密天平测得,相应的固体体积,一般采用排开与试样同体积之液体的方法测得,通常用比重瓶法测得岩石固体颗料的体积。
在用比重瓶测定岩石固体颗料体积时,必须注意所排开的液体体积确能代表固体颗料的真实体积,试样中含有的气体,实验中必须把它排尽,否则影响测试精度,所用的液体一般为蒸馏水,并用煮沸法或抽气法排除岩石试样中的气体,若岩石中含有大量可溶盐类、有机质、粘粒时,则须用中性液体如煤油、汽油、酒精、甲苯和二甲苯等,此时必须用抽气法排除试样中的气体。
二、仪器设备1、岩石粉碎设备:粉碎机、瓷钵、玛瑙研钵和孔径为的筛;2、比重瓶:容积为100ml或50ml;3、分析天平:称量200克,感量克;4、普通天平:称量500克,感量克;5、真空抽气设备和煮沸设备;6、恒温水槽;7、温度计,量程0-50℃,精确至℃;8、其它:烘箱、蒸馏水或中性液体、小漏斗、洗耳球等。
岩石力学与岩体实验指导书及报告(72)

岩石力学与岩体实验指导书及报告(内部资料)矿业工程学院实验总室2011年6月一、实验目的:测定岩石的单轴抗压强度。
二、实验方法:将圆柱体岩石试样放在压力实验机上进行单轴压缩实验,试件破坏瞬间受压面上的极限应力值为该岩石的抗压强度。
(一)实验前的准备工作1、试件制备。
描述和尺寸测量见<变形实验>。
每组试件数根据实际情况而定,但最好不少于三块。
(二)实验步骤1、试件安装将准备好的岩石试件放在压力实验机上、下加压板的中心位置,试件整个断面应与加压板严密接触,若不合要求,应予处理。
2、施加载荷保持恒定的应力速率(50~100N/cm2/s)对试件连续加载至破坏为止,记录破坏载荷数值。
描述试件的破坏情况,描述内容见<岩石抗拉强度实验>。
“施加载荷”部分,并记入记录表3-2内,发现试件初裂后仍能继续承受载荷,应记录出裂时的载荷值。
三、计算岩石的抗拉强度岩石的(单轴)抗压强度按下式计算:c p Aσ=式中:cσ-岩石抗压强度(MPa);P-试件破坏时施加的最大载荷KN;A-试件横截面积cm2。
一、实验目的:测定岩石的抗拉强度。
二、实验方法:本实验采用劈裂法测定岩石的抗拉强度。
(一)实验前的准备工作:主要是试件的制备、描述和尺寸测量。
(1)采用圆盘试件。
试件直径(D )为50毫米,厚度(T )为25毫米(T/D=0.5)。
(2)试件两端面应平等,试件轴心线与断面应垂直,二者的最大偏差均不得大于0.2毫米。
试件表面光滑平整。
试件数目据实际情况而定,但最好不少于10块。
(3)测量试件尺寸。
圆盘试件测直径和厚度。
沿厚度(T )上、中、下三个部位分别测直径,取三次测量的平均值为试件的直径。
沿预定加载方向上、中、下三个部位测定试件厚度,取三次测量的平均值为试件的厚度。
方片形试件参照圆盘形试件确定规格,测量其尺寸。
(二)试件安装将试件安装于抗拉模具上,要将试件安放在模具的中心线上,避免偏心加载。
矿山岩体力学 试验指导书

《矿山岩体力学》实验指导书实验三锚杆支护质量综合检测一、实验目的1.掌握检测锚杆支护质量的方法,了解几种锚杆在巷道支护中的作用、布置方式、支护密度确定原则。
2.掌握检测锚杆支护效果的方法,了解几种锚杆在巷道支护中的作用机理。
二、实验仪器及用具锚杆、锚杆拉力计、锚杆拉拔实验台;三、实验步骤1.取下千斤顶、手压泵、高压胶管上的防尘帽,并用清洁布擦净接头,防止污物进入油路内,然后再使千斤顶、手压泵柱塞降至最低位置,然后把高压胶管两端的接头插入千斤顶和手压泵的插孔内,并插好U型卡。
2.拧紧手压泵上卸载阀,再拧下贮液筒上的注油镙钉,向液筒中注入20#机械或液压油,注满后拧紧注油螺钉。
注意:第一次加油时应加满注液筒,连续工作时一般不加注油,必要补充时不要过量加油,以免造成卸载后千斤顶不能复位。
3.将锚杆接头紧拧到测试锚杆末端,再套上支承筒和千斤顶,(使千斤顶活塞伸出朝内)最后拧紧螺母。
4.将手压泵上卸载阀拧紧,然后均匀地上下摇动手压泵杆,使千斤顶加压并注意压力表读数,达到要求数值后停止加压。
5.检测完毕后,应慢慢地松开卸载阀,以免损坏压力表,待指针归零。
千斤顶活塞全部缩回,再把各部件从锚杆上卸下,卸下高压胶管,套上防尘帽。
6.贮油筒内的过滤网在用一段时间后应卸下用干净的煤油清洗。
以免过滤网堵塞影响油路畅通。
7.根据读取的压力表示值P,根据结构原理中F=S*P/98计算出锚杆锚固力F例:若压力表示值P=40Mpa则锚杆固力F=S*P=58.31 C㎡*40Mpa/98=23.8吨四、实验结果1.仔细观察各种锚杆,记录其外貌特征、材质、尺寸等,分析各种锚杆适用条件及应用范围。
2.掌握检测锚杆支护效果的方法,设计锚杆的支护密度、锚杆长度、支护角度。
3.亲自动手操作锚杆拉拔实验,掌握锚杆拉拔实验原理,并记录统计实验数据,根据实验原理和实验数据,分析锚杆的作用机理。
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《岩体工程力学》实验指导书河南理工大学能源学院采矿工程实验室前言实践教学是学生理解、综合运用所学知识的重要环节,对提高解决工程实际问题的能力具有特殊重要的作用。
因此,在《岩体工程力学》教学中,充分重视实验环节,安排足够的实验、实习内容,开展多种形式的实践教学,以提高实践教学效果。
任课教师参加指导实验,要求学生在实验指导教师指导下系统、独立完成实验过程和实验报告。
目前,实验开出率达100%,综合性和设计性实验比率超过30%。
目前,实验室不仅能开出本科教学的全部实验,也能满足研究生的实验项目和教师科研的需要,还可承接纵向、横向科研课题。
根据课程安排,将岩石单轴压缩实验,岩石单轴抗拉强度测定,岩石点荷载强度的测定,岩石三轴压缩实验以及电液伺服控制岩石力学试验系统的演示等项实验,分小组要求学生独立完成实验的全过程。
为了引导学生对岩石力学工程的特殊兴趣,充分利用教师的科研、科技项目及实践基地,以及实验室全面开放的有利条件,组织岩石力学科技小组活动,在岩石力学实验室,积极开展综合性和设计性实验,学生结合教师的科技服务项目,除大纲要求的实验内容外,还可进行煤和岩石的含水率、吸水率、坚固性系数、软化系数、动态破坏时间、弹性能指标等参数的实验。
在实验的过程中充分发挥学生的积极性,达到增强学生岩石力学的实践能力,锻炼学生的实践技能,培养学生动手和分析问题的能力,扩展知识面及实际工作能力的目的,更好地参与工程实践活动打下了基础。
学生实验守则一、每次实验前必须做好复习和预习。
复习的内容为教科书上有关本次实验的教学内容;预习内容包括仔细阅读实验指导书和去实验室熟悉有关仪器设备。
二、经过预习应掌握该项实验的意义、目的、操作步骤。
对实验指导教师提出的检查性问题,应能回答,否则不得进行实验。
三、实验时态度应严肃认真,严格按教师及实验指导书上所讲的操做步骤进行实验,每台设备应按操作则进行,以免损坏设备或造成事故。
四、实验结束后,应在规定时间内提交实验报告。
实验报告必须独立完成。
书写、计算、制图要求公式、计算过程、单位齐全、清晰整齐。
实验成绩是期终考核成绩的一部分。
五、如实验结果未能达到要求或因故未做实验者,应申请补做实验,实验室同意后,在指定日期内进行补做。
煤和岩石物理力学性质测定的采样一般规定1、在选择采样方法时,以及在采样操作过程中,应使试样原有结构和状态尽量不受破坏,一般采用打钻取样,也可以在巷道中或回采工作面采空区及煤壁直接采样。
2、采样地点应该符合研究的目的要求,并应特别注意岩(煤)样的代表性。
在研究某一局部地点的岩石性质时,应在所研究地点附近,找具有代表性的采样点采样;在研究较大范围内的岩石性质时,应根据岩性变化情况,分别在几个具有代表性的采样点采样;当沿层厚变化较大时应分别在上、中、下不同部位采样。
每组岩(煤)样应采自岩性相同的同一层位。
对岩性变化很大的岩层,禁止将在不同地点和不同部位采取的岩(煤)样编为一组。
3、钻孔取样应尽量垂直层面打钻,偏斜不大于5º。
有特殊困难不能做到上述要求,应注明偏斜角度。
尽量不采样爆破方法采样,以产生大量人为裂隙。
如只能用爆破方法时,也应降低炮眼的装药量,以减小其影响。
所采煤块和岩块的规格大体为长×宽×高=20cm ×20cm ×15cm 的立方体。
4、采样时应有专人做好岩(煤)样描述记录和编号工作。
岩块岩样编号方式采用⎪⎭⎫ ⎝⎛-II 21,⎪⎭⎫ ⎝⎛-21II …等标记,其中罗马数字表示煤层别,前一个阿拉伯数字表示煤层顶板(底板)之第几层,后一个阿拉伯数字表示该岩层之第几块岩样。
阿拉伯字在上(分子)表示为顶板岩样,在下(分母)表示底板岩样。
煤块煤样编号方式可采用(II-1),(II-2),罗马数字表示煤层别,阿拉伯数字表示第几块煤样。
钻孔采样时应附柱状图,岩芯岩(样)编号可采用柱状图上的岩层层序号。
编号用颜色漆写在岩(煤)样上,同时在岩(煤)样上用符号“ ╧”表明其层理方向。
5、每组煤样或岩样的数量,应满足试样制备的需要,按要求测定的项目确定。
考虑到加工是的损耗以及偏离度大于20%是试样数量要适当增高等因素,采样时一般应按表列数量的两倍采取。
对于软岩,采样数量还应该更大一些。
6、煤样或岩样采好后,迅即用纸包好,写上编号,运到井上后立即浸蜡整体封固。
对松软吸水风化的煤和岩石最好能在井下立即包装封固。
7、试样封固后装入上下四周均填塞木屑的木箱内,编号发运到实验单位岩(煤)样送验单注:1、简要地质说明包括采样地点及其附近地质构造,裂隙和节理情况;2、岩性描述填写,岩石主要充分,颜色,颗粒,胶结物,岩(煤)层沿厚度岩性变化;3、柱状图应该做出详细分层;4、非钻孔取样时,本表2,4,12三栏取消,13改为岩(煤)样块数编号,14改为岩(煤)样规格。
实验一岩石单轴压缩实验一、实验目的:1.掌握岩石单轴抗压强度、弹性模量、泊松比的测定方法。
2.了解岩石试件单轴压缩时的应力-应变与金属的应力---应变曲线特点。
3.了解岩石试件的破坏类型。
二、实验设备、仪器和材料1.试件加工设备:钻石机、锯石机、磨石机。
2. 检测工具:游标卡尺(精度0.02mm)、直角尺、水平检测台、百分表及百分表架。
3. 实验设备及仪器:YE-600型液压材料试验机;JN-16型静态电阻应变仪。
4. 实验材料:电阻应变片(BX-120型),胶结剂,清洁剂,脱脂棉,测试导线等。
三、石试件的规格、加工精度、数量及含水状态1. 试件规格:标准试件均采用垂直于岩石层理的方向钻取,直径为5(-0.2+0.6)cm,高径比为2(-0.2+0.2)的圆柱体,对于一些裂隙比较发育的试样,可采用5cm×5cm×10cm的立方体,对于砾岩等大颗粒岩石,试件尺寸应放大,其直径应大于岩石最大颗粒尺寸的10倍,高径比不小于 1.8;由于特殊原因(岩石松软)不能制取标准试件时,可采用非标准试件,需在实验结果加以说明。
2. 试件加工精度:a 平行度:试件两端面的平行度偏差不得大于0.01cm。
检测方法如图1-1所示,将试件放在水平检测台上,调整百分表的位置,使百分表的测头紧贴试件表面,然后水平移动试件百分表指针的摆动幅度小于10格。
b 直径偏差:试件两端的直径偏差不得大于0.02cm,用游标卡尺检查。
c 轴向偏差:试件的两端面应垂直于试件轴线。
检测方法如图1-2所示,将试件放在1—百分表2-百分表架3-试件4水平检测台图1-1 试件平行度检测示意图1—直角尺2-试件3- 水平检测台图1-2 试件轴向偏差度检测示意图3.试件数量: 每种状态下同一层煤、岩试件的数量一般不少于3个,当实验目的对试件数量有专门要求时,试件的数量可根据实验目的的要求另行确定。
4.试件的含水状态:a.自然含水状态:试件制成后,放在底部有水的干燥器内1—2天,以保持一定的湿度,但试件不得接触水面。
b.干燥状态:将试件放在105~110℃的烘箱内干燥24小时。
c.其他含水状态按委托单位的要求确定,在实验报告中加以说明。
四、电阻应变片的粘贴1.应变片的检查: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0.5欧姆。
2.粘贴位置确定:纵向和横向应变片均粘贴在试件中部,尽可能避开裂隙,节理等弱面,每个试件纵向和横向各贴一片。
3.电阻片粘贴工艺:试件表面清洗处理→涂胶贴片→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件编号,并对试件的颜色、颗粒、层理、裂隙、分化程度、含水状态等问题进行描述。
2. 检查试件加工精度,测量试件尺寸,一般在试件中部两个互相垂直方向测量直径计算平均值。
3. 选择实验机度盘,一般应满足 0.2P 0<max P <0.8P 。
式中:P 0—实验机度盘的最大值,KN ;P max --预计试件最大破坏载荷,KN 。
4. 将电阻应变仪接通电源并预热数分钟后, 连接测试导线,接线方式采用半桥连接。
5. 将试件放置在实验机的承压板中心,调整试件位置和球形座,使试件上表面与上承压板接触均匀,然后纵、横应变片分别进行反复预调平衡。
6. 施加初载荷,检查试验机和应变片工作情况,正常后以0.5~1.0 MPa /s 的加载速度均匀加载,按估计破坏载荷的十分之一间隔读数,纪录载荷和应变值,直至试件完全破坏。
每个测试过程读数不得少于7个点,同一试件的纵、横应变值尽可能同时读出。
7. 记录破坏载荷值以及加载过程中出现的现象,并对试件的破坏形态进行描述。
六、实验结果1. 单轴抗压强度:10⨯AP=C R式中: R--试件单轴抗压强度MPa;CP--试件破坏载荷,KN;A--试件初始截面积,cm2。
岩石单轴抗压强度测定结果填入表1-1。
2. 岩石单轴压缩应力--应变曲线绘制:检测实验结果,废弃可疑数据,分别计算应力值,纵向应变ε1、横向应变ε2以及体积应变值εv,体积应变值按下式计算:εv=ε1-2ε2计算结果填入表1-2。
以轴向应力为纵坐标,以应变为横坐标描出各测点并光滑连接各测点。
岩石试件单轴压缩的应力--应变曲线如图1-3。
3.岩石的弹性模量:根据各岩石试件单轴压缩的应力-应变曲线计算弹性模量,由于岩石压缩过程中各个阶段的变形情况有所不同,弹性模量分为切线模量E τ(弹性模量)和割线模量E 50(变形模量),其值分别以下式计算:εσ∆∆=t E505050E εσ=式中: △σ---应力---应变曲线中直线段的应力增量,MPa ;△ε---应力---应变曲线中直线段的应变增量;σ50---岩石的单向抗压强度的50%的应力值,MPa ; ε50---岩石试件承受σ50应力时的纵向应变值。
4.岩石泊松比:岩石在单轴压缩过程中纵向变形的同时横向也发生相应变形,把应力-纵向应变和应力-横向应变两曲线上对应直线段纵向应变和横向应变的平均值计算泊松比μ:式中:μ---岩石的泊松比;ε1---应力---纵向应变曲线中对应直线段部分的应变的平均值; ε2---应力---横向应变曲线中对应直线段部分的应变的平均值。
岩石的弹性模量E τ、变形模量E 50及泊松比μ测定结果填入表1-3:12εευ=ε1/10图1-3 岩石试件单轴压缩的应力--应变曲线3D七、回答问题1.试验机上为何要配备球形调节座?2.影响实验结果的实验因素有那些?3.岩样的描述主要包括那些内容?4.岩样破坏的类型有那几种?5.你对本实验的建议和意见。
实验二 岩石抗拉强度测定一、实验目的:掌握用劈裂法测定岩石抗拉强度的测定方法,并与岩石的抗压强度作比较,从而了解岩石的强度特点。
二、实验设备和量具1.试件加工设备:钻石机、锯石机、磨石机。