野外点荷载试验及岩石单轴饱和抗压强度的确定(野外实用)
测定岩石的单轴抗压强度
实验5 测定岩石的单轴抗压强度一、基本原理岩石的单轴抗压强度是指岩石试样在单向受压至破坏时，单位面积上所承受的最大压应力:（MPa）一般简称抗压强度。
根据岩石的含水状态不同，又有干抗压强度和饱和抗压强度之分。
岩石的单轴抗压强度，常采用在压力机上直接压坏标准试样测得，也可与岩石单轴压缩变形试验同时进行，或用其它方法间接求得。
二、仪器设备1、制样设备：钻岩机、切石机及磨片机；2、测量平台、卡尺、放大镜等；3、烘箱、干燥箱；4、水槽、煮沸设备或真空抽气设备；5、压力机。
三、操作步骤1、试样制备试样规格：一般采用直径5cm、高10cm的园柱体，以及断面边长为5厘米，高为10厘米的方柱体，每组试样必须制备3块。
试样制备精度要求同实验四：2、试样描述试验前应对试样进行描述，内容同实验四。
3、试样烘干或饱和处理根据试验要求需对试样进行烘干或饱和处理。
烘干试样：在105~110℃温度下烘干24h。
自由浸水法饱和试样：将试样放入水槽，先注水至试样高度的1/4处，以后每隔2h分别注水至试样高度的1/2和3/4处，6h后全部浸没试样，试样在水中自由吸水48h。
煮沸法饱和试样：煮沸容器内的水面始终高于试样，煮沸时间不少于6h。
真空抽气法饱和试样：饱和容器内的水面始终高于试样，真空压力表读数宜为100kPa，直至无气泡逸出为止，但总抽气时间不应少于4h。
4、测量试样尺寸按试验二量积法中的要求，量测试样断面的边长，求取其断面面积（A）。
5、安装试样、加荷将试样置于试验机承压板中心，调整有球形座，使之均匀受载，然后以每秒0.5~1.0MPa的加载速度加荷，直至试样破坏，记下破坏荷载（P）。
6、描述试样破坏后的形态，并记录有关情况。
7、按下式计算岩石的单轴抗压强度式中：σC――岩石的单轴抗压强度（MPa）；P――破坏荷载（N）；A――垂直于加荷方向试样断面积（mm2）。
计算值取3位有效数字。
四、试验报告内容1、整理记录表(格式如下表)试样编号受力方向试验状态试样尺寸（mm）横截面积A（mm2）破坏荷载P（N）单轴抗压强度σC（MPa）直径(长、宽)高单值平均值核：年月日2、试样描述资料。
《岩体工程力学》实验指导书
《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。
实验一岩石单轴抗压强度试验
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。
点荷载试验确定岩石强度指标的效果分析_杨帆
广西大学学报： 自然科学版 Journal of Guangxi University： Nat Sci Ed
文章编号： 1001-7445（ 2013） 01-0138-06
Vol． 38 No． 1 Feb． 2013
点荷载试验确定岩石强度指标的效果分析
面。
关键词： 岩石强度指标； 单轴抗压强度； 岩体； 点荷载试验； 岩体分级
中图分类号： TU45
文献标识码： A
Determination of the rock strength with point load test
YANG Fan，XIE Yong-li
（ School of Highway，Chang'an University，Xi'an 710064，China）
（ 3）
kp = 0. 7540 + 0. 0058D ， D ≥ 55 mm ，
（ 4）
式中，Is （ 50） 为经尺寸修正后的点荷载强度指数（ MPa） ； Is（ D） 为直径 D 的未经尺寸修正的荷载强度指标
值（ MPa） ； kp 为修正系数； D 加荷点间距（ mm） 。
Is（ 50） 与岩石单轴抗压强度、单轴抗拉强度的经验公式分别为：
岩石点荷载强度试验方法是布鲁克（ E. Broch） 和弗兰克林（ J. A Franklin） 1972 年发明的［5-6］，同年 国际岩石力学学会试验方法委员会建议采用，1985 年又对该方法进行了修正［7］。试验是将岩石试样置 于上下两个圆锥状压板之间，对试样施加集中荷载，直至其破坏，然后求得岩石的点荷载强度指数，再通 过经验系数确定岩石的抗压强度值［8-9］。在加载点周围岩石所受的力接近压应力，但在距加载点一定距 离以外的范围内，岩石受到了垂直加载轴方向的弹性拉应力。随着载荷进一步的作用，裂隙可在一定范 围内产生，并自然地发展，直到它们与弹性拉应力区连接后，岩石在拉应力作用下发生劈裂，即在点荷载 作用下整个试件中承受了拉应力和压应力［10］。
基于点荷载试验的岩石单轴抗压强度计算及应用
化工矿物与加工 INDUSTRIAL MINERALS & PROCESSING
2020年 第 5 期
文 章 编 号 ：1008-7524(2020)05-0001-04
D O I ：10.16283/ki.hgkwyjg.2020.05.001
基于点荷载试验的岩石单轴抗压强度 计算及应用，
摘 要 ：岩 石 力 学 参 数 的 测 定 是 矿 山 边 坡 稳 定 性 分 析 的 前 提 ，岩 石 的 单 轴 抗 压 强 度 是 岩 石 力 学 参 数 中 非 常 重 要 的 指
标 。 针 对 软 岩 和 强 风 化 岩 石 标 准 试 件 的 制 备 比 较 困 难 、耗 时 较 长 、成 本 较 高 的 缺 点 ，拟 采 用 岩 石 点 荷 载 试 验 确 定 岩 石
(1.School of Land and Resources Engineering， Kunming University of Science and Technology， Kunming Yunnan 650093,China；2 . Yunnan Key Laboratory of Sino-German Blue Mining and Utilization of Special Underground Space， Kunming Yunnan 650093,China)
A b s tra c t:丁he determination of rock mechanical parameters is the premise of the stability analysis of m i n e slope, and
the uniaxial compressive strength of rock is a very important index of rock mechanical parameters. T o address difficul ties, time-consuming and high cost in the preparation of soft rock and strongly weathered rock standard specimens* the rock point load test is proposed to determine the rock compressive strength.Samples are taken from a m i n e slope in to tal 11 groups, including 7 groups of quartz sandstone, 2 groups of granite porphyry and 2 groups of limestone* each group with 20 test blocks. Tak i n g quartz sandstone samples as an example, the point load strength of rock is obtained through point load test. In order to ensure that the test results of different size samples are m o r e accurate, the point load strength is modified；the statistical data is processed by M A T L A B , and the result is imported into Origin to d r a w a scatter plot, the slope is obtained by fitting to obtain the correction coefficient. T h e average value of point load strength is 3.14 M P a , and the ultimate uniaxial compressive strength i?c of quartz sandstone is 53.83 M P a . Similarly, { h e R c values of different sampling locations and different rock types of the s a m e lithology are calculated respectively, and the results are all different, which reflects the differences of rock samples.
用点荷载试验确定岩基抗压强度标准值
用点荷载试验确定岩基抗压强度标准值本文主要介绍了在岩石工程中常见的一种试验方法——点荷载试验。
通过对点荷载试验的原理、试验步骤、数据处理等方面的详细介绍，说明了该方法在岩基抗压强度标准值的确定中的应用。
本文旨在为岩石工程研究者提供一些帮助和参考。
关键词：点荷载试验；岩基抗压强度；标准值；数据处理。
1.引言岩石工程中，对岩基抗压强度的测定是非常重要的。
岩基抗压强度是指岩石在受到压力时抵抗破坏的能力。
它是岩石工程设计中的一个重要参数，直接影响到岩石结构的稳定性和安全性。
因此，准确地测定岩基抗压强度对于岩石工程的设计和施工都具有重要意义。
在岩石工程中，常用的岩基抗压强度测定方法有很多种，例如压缩试验、拉伸试验、弯曲试验等。
本文主要介绍一种常用的试验方法——点荷载试验。
2.点荷载试验原理点荷载试验是一种在小范围内对岩石进行荷载试验的方法。
它是通过在岩石表面施加一个小荷载，然后测量岩石的变形和应力来确定岩石的抗压强度。
点荷载试验原理如下：（1）在岩石表面施加一个小荷载，荷载大小一般为1-100kN；（2）测量岩石的变形和应力，一般使用应变计、位移计等仪器测量；（3）根据测量结果，计算出岩石的抗压强度。
3.点荷载试验步骤点荷载试验的步骤如下：（1）准备好试验设备和仪器，包括荷载传感器、应变计、位移计等；（2）选取试验点，一般应选择在岩石表面平整、无裂缝和孔洞的地方进行试验；（3）在试验点上安装荷载传感器，并通过传感器施加一个小荷载；（4）在荷载作用下，测量岩石的变形和应力；（5）根据测量结果，计算出岩石的抗压强度。
4.点荷载试验数据处理点荷载试验数据处理的主要内容包括：（1）荷载-位移曲线的绘制和分析；（2）荷载-应变曲线的绘制和分析；（3）荷载-应力曲线的绘制和分析。
通过对这些曲线的分析，可以确定岩石的抗压强度和变形特性。
同时，还可以对岩石的力学性质进行深入研究。
5.点荷载试验在岩基抗压强度标准值确定中的应用点荷载试验在岩基抗压强度标准值的确定中具有重要的应用价值。
《岩石力学》课程实验指导书(102239).
江西理工大学《岩石力学》课程实验指导书(适用于采矿、地质、土木等专业)专业班级姓名矿业工程实验室采矿工程教研室二○一四年一月前言试验是岩石力学课程教学的重要环节，目的在于辅助课堂教学，直观培养学生的知识结构和动手能力。
本指导书是根据我校《岩石力学》课程实验教学大纲、并结合我校的实验条件而编写的，主要内容有：1、岩石容重的测定；2、岩石含水率的测定；3、岩石单轴抗压强度的测定；4、岩石变形参数的测定；5、岩石单轴抗拉强度的测定；6、点荷载强度指标的测定；7、岩石凝聚力及内摩擦角的测定。
说明：本试验指导书主要依据为：(1)中华人民共和国国家标准：《工程岩体试验方法标准》GB/T50226-1999(2)中华人民共和国水利部：《水利水电工程岩石试验规程》(3)国际岩石力学学会（ISRM）：《岩石力学试验建议方法》由于我们水平有限，文中如有不当之处，欢迎使用者批评指正。
目录第一部分绪论------------------------------------------------------------------------------- 4 第二部分基本实验指导------------------------------------------------------------------- 6 学生试验守则----------------------------------------------------------------------------- 6 试验一岩石容重的测定------------------------------------------------ 7 试验二岩石含水率的测定------------------------------------------- 8 试验三岩石单轴抗压强度的测定----------------------------------- 9 试验四岩石变形参数的测定----------------------------------------- 10 试验五岩石单轴抗拉强度的测定----------------------------------- 12 试验六点荷载强度指标的测定-------------------------------------- 13 试验七岩石凝聚力及内摩擦角的测定（抗剪强度试验）------- 15第一部分绪论本实验指导书是根据《岩石力学》课程实验教学大纲编写，适用于采矿工程等专业。
几种岩石点荷载强度与单轴抗压强度的相关性
几种岩石点荷载强度与单轴抗压强度的相关性张元胤;李克钢【摘要】通过对某矿区的矿岩进行单轴抗压强度试验及点荷载试验,用Shapiro-Wilk正态检验法对点荷载试验数据进行正态分布检验,用Grubbs准则对可疑数据进行取舍,再将得到的点荷载强度(IS(50)、PLS)与单轴抗压强度(UCS)进行对比分析,研究其相关性.结果表明:点荷载试验结果符合正态分布,其离散程度大于单轴压缩试验;6种岩石的点荷载强度与单轴抗压强度高度正相关,因此能够相互转换,转换得到的抗压强度可作为该矿山岩体分级的依据.%A series of uniaxial compression tests and point load tests on rock from a certain mine are made. The normal distribution tests of point load data have been carried out with the normality test method of Shapiro-Wilk,and the uncertain data are screened with the Grubbs criterion. Then,the result of point load strength( IS(50) ,PLS) and the uniaxial compression test ( UCS) are contrasted and analyzed. The results show that rock point load strength meets the criteria of normal distribution. The dispersion degree of point load test is larger than uniaxial compression test. The point load strength and uniaxial compressive strength of six kinds of rocks is positively relevant,which could be converted by each other. The compression strength obtained by conversion can be used as a reference of the mine rock classification.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】5页(P19-23)【关键词】点荷载强度;单轴抗压强度;离散系数;相关性【作者】张元胤;李克钢【作者单位】昆明理工大学国土与资源工程学院,云南昆明650093;昆明理工大学国土与资源工程学院,云南昆明650093【正文语种】中文【中图分类】TD315矿岩的抗压强度是其最基本的力学参数之一，长期以来被用作岩体质量评价和分类的指标。
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一、野外点荷载试验方法
引自：《工程岩体试验方法标准》（GB/T 50266-99）
二、岩石坚硬程度确定
岩石单轴饱和抗压强度(R c)：
岩石坚硬程度的定量指标，应采用岩石单轴饱和抗压强度(Rc)。
R c应采用实测值。
当无条件取得实测值时，也可采用实测的岩石点荷载强度指数(I S(50))的换算值，并按下式换算：
岩石单轴饱和抗压强度(R c)与定性划分的岩石坚硬程度的对应
关系，可按表
引自：《工程岩体分级标准》（GB 50218—94）
三、点荷载强度指数I s（50）的确定
按下列规定获得的点荷载强度指数I s（50）。
（1）试件尺寸：径向加载试验用的岩芯，直径取30≤d≤70mm，长度为试件直径的1.4倍。
轴向加载试验用的岩芯，直径取30≤d≤70mm，长度为试件直径的0.5～1.0倍。
不规则试件的最短边长b＝30～80mm，加荷点间距（D）与最短边长之比D／b＝0.5～1.0。
（2）点荷载强度指数I s（50）用下式计算：
I s（50）＝I s·K d·K Dd(1)
式中I s（50）——直径为50mm标准试件的点荷载强度指数；
I s——非标准试件的点荷载强度指数；
K d——尺寸效应修正系数；
K Dd——形状效应修正系数；
P——破坏时的荷载。
试件尺寸与标准试件尺寸一致时，取K d＝1。
在其它情况下尺寸效应修正系数按下式计算，但需将直径d的单位用厘米代入式中：K d＝0.4905d0.4426 （2）试件形状效应修正系数按下式计算：
K Dd＝0.3161e2.303〔（D/b+logD/b）÷2〕（3）在使用式（1）时，当测试采用圆柱状岩芯，取K Dd＝1；当测试采用不规划试件，取K d＝1。