岩石力学参数测试
岩石动静力学参数的试验研究
表 1 静态测试系统标定 ( 45# 钢)
Table 1 Ca l ibra tion of sta tic m ea surem en t system ( 45# steel)
轴向应力 M Pa 泊松比 杨氏模量 105M Pa
3 数据处理和实验结果
3. 1 计算公式
据广义虎克定律 Ε x = Ε y =
图 3 试验程序
F ig. 3 Exp eri m en ta l p rogram
Ρx
E
( Ρy + Ρz ) - Μ
E
Ρy
E
( Ρz + Ρx ) - Μ
E
Ε z =
Ρz
E
( Ρx + Ρy ) - Μ
E
本试验中, Ρx = Ρy = P c , Ε , 因此有 x = Ε y = Ε Η
( 石油大学石油工程系 东营 257062) ( 石油物探局 氵 豕州 072751)
摘要 在三轴应力下对砂、泥岩等岩芯 ( 干岩样) 进行了岩石力学参数的动、静态同步测试, 并对动静态弹性参数进行了线性回归。结果表明: 岩石的动静态杨氏模量之间存在较好的相 关性, 而动静态泊松比之间的关系不明显, 该项研究为岩石的声学性质在石油工程中的应用 提供了实验依据。 关键词 弹性参数, 杨氏模量, 泊松比, 实验研究, 动静态测试
E s = 0. 74E d -
0. 082 ( 104 M Pa ) (R = 0. 84, N = 342)
lg E s = 0. 22 + 0. 77 lg E d ( Θ E d ) (R = 0. 96, N = 76)
现场岩石力学参数测试方法
现场岩石力学参数测试方法现场岩石力学参数测试是指在实地采集岩石标本、岩芯、岩土等材料，通过对这些材料进行一系列实验、测试、分析，获取和确定岩石力学参数的一种方法。
这些参数包括抗压强度、抗拉强度、剪切强度等，是岩石力学研究和工程设计的重要依据。
下面将介绍一些常见的现场岩石力学参数测试方法。
1.岩石采样现场采用岩石采样器，如岩芯钻机、取样器等，对目标岩石进行采样，采取完整的岩样，使其具有代表性。
2.岩样制备采样回到实验室后，对岩样进行切割、平整和修整，制备成规定尺寸的标准试样。
在制备过程中，需要注意使试样表面平整、无杂质。
3.抗压强度测试抗压强度是岩石最常见的力学性能指标之一、常用的测试方法有单轴抗压试验和三轴抗压试验。
单轴抗压试验：将规定大小的试样放入试样夹持装置中，然后以一定的载荷速率沿垂直于试样轴向施加压力，记录载荷和位移的关系，从而计算得出岩石的抗压强度。
三轴抗压试验：在一定的围压下，利用压克力装置施加规定速率的轴向载荷，测定岩样受压断裂的应力与轴向应变关系，从而计算得出岩石的抗压强度。
4.抗拉强度测试抗拉强度是一种常见的破坏性力学指标，用于评估岩石的抗拉性能。
常用的测试方法有拉伸试验和剪切试验。
拉伸试验：将规定大小的试样置于拉伸装置中，施加恒定的载荷，在岩样上产生拉伸应力，记录载荷和变形的关系，从而计算得出岩石的抗拉强度。
剪切试验：将规定大小的试样置于剪切装置中，施加剪切载荷，记录载荷和位移的关系，从而计算得出岩石的剪切强度。
5.岩石变形特性测试岩石的变形特性是指岩石在加载过程中的应力-应变关系，常用指标包括弹性模量、泊松比等。
测试方法主要有弹性模量试验和泊松比试验。
弹性模量试验：将试样放入弹性模量测试装置中，施加规定载荷，在岩样上产生应变，记录载荷和应变的关系，从而计算得出岩石的弹性模量。
泊松比试验：将试样置于泊松比测试装置中，施加规定载荷，在试件上产生应变，记录载荷和应变的关系，从而计算得出岩石的泊松比。
测定岩石三轴压力条件下的强度与变形参数
测定岩石三轴压力条件下的强度与变形参数岩石的强度与变形参数是岩石力学中重要的研究内容，对于岩石的工程应用和开采过程有着重要的指导意义。
在实际工程中，岩石在三轴压力条件下的强度和变形参数的测定对于工程的安全和可靠性有着重要的影响。
本文将从实验方法、测试数据及分析结果三个方面对岩石三轴压力条件下的强度和变形参数进行测定的过程进行详细介绍。
以岩石三轴压缩试验为例，首先介绍实验方法。
这种试验是最常用的测定岩石强度和变形参数的方法之一、实验基本原理是在一个闭合的容器中，以相等的速率施加垂直压力，并同时在两个相互垂直的方向上施加水平应力。
实验中通常使用与实际设计或开采条件相似的岩石样本，以保证测试结果的可靠性。
其次是测定的测试数据。
在实验过程中，需要测定岩石的强度和变形参数，其中包括抗压强度、拉应力-应变曲线、体积应变和剪切应变等参数。
抗压强度是岩石承受最大垂直压力下的抵抗能力，可以通过测定岩石在试验中的最大承载力来得到。
而拉应力-应变曲线描述了岩石在拉应力下的变形行为，通过测量应力和应变来绘制曲线。
体积应变则是指岩石在三轴压缩过程中的体积变化情况，可以通过测量试样的尺寸变化来计算得到。
剪切应变则是指岩石在剪切力作用下的变形情况，可以通过测量试样的位移和变形形态来计算得到。
最后是对测定结果的分析。
通过实验测定得到的数据，可以对岩石的强度和变形参数进行分析。
在抗压强度方面，可以计算出岩石的抗压强度、抗压变形模量等参数，从而评价岩石的承载能力。
而在变形参数方面，可以分析拉应力-应变曲线的形状和体积应变的变化趋势，从而对岩石的变形特征进行评估。
此外，还可以通过剪切试验获得岩石的剪切强度和应力-应变关系，从而描述岩石的剪切特性。
综上所述，测定岩石三轴压力条件下的强度和变形参数是岩石力学研究中非常重要的内容。
通过实验方法的选择、测试数据的测量和分析结果的评估，可以更好地了解岩石在压力作用下的强度和变形特性，为工程应用提供科学的依据和指导。
地质勘察工程中的岩石力学参数测定与分析规范要求
地质勘察工程中的岩石力学参数测定与分析规范要求地质勘察工程中的岩石力学参数测定与分析是一个重要的环节，它对于工程的设计、施工和监测具有重要的指导作用。
本文将介绍一些地质勘察工程中岩石力学参数测定与分析的规范要求。
一、岩石力学参数的测定1. 岩石抗压强度的测定岩石抗压强度是评价岩石抗压性能的重要指标。
测定岩石抗压强度时，应选取岩石试样，并采用标准试验方法进行测定。
常用的测定方法有单轴抗压试验和围压试验两种。
在进行单轴抗压试验时，应根据岩石的性质和用途选择合适的试验荷载方式和荷载速率。
试样的准备和试验过程应严格按照规范要求进行，以保证测试结果的准确性。
在进行围压试验时，应选择适当的围压强度和应力路径。
试验过程中要注意控制围压强度和应力路径，以确定岩石在不同应力状态下的抗压强度。
2. 岩石剪切强度的测定岩石剪切强度是评价岩石抗剪性能的指标。
测定岩石剪切强度常采用直接剪切试验和剪切强度试验两种方法。
在进行直接剪切试验时，应选择适当的正应力和剪切速率，并保证试样的准备和试验过程符合规范要求。
在进行剪切强度试验时，应控制试验条件，如保持试样的饱和状态、选取合适的剪切速率和应力路径等，以获得准确的剪切强度值。
3. 岩石弹性模量的测定岩石弹性模量是衡量岩石变形性能的重要参数。
测定岩石弹性模量时，应选择合适的试验方法和试验设备，并按照规范要求进行试验。
常用的测定方法有静弹模量试验和动弹模量试验两种。
在进行静弹模量试验时，应根据岩石的性质选择合适的荷载方式和荷载速率，并保证试验过程中的应力状态和变形状态处于线弹性范围内。
在进行动弹模量试验时，应选择适当的试验频率、试验振幅和试验条件，并保证试验结果的准确性。
二、岩石力学参数的分析1. 岩石强度与变形特性的相关性分析岩石的强度和变形特性是相互关联的，其关系对于岩石力学参数的分析非常重要。
在进行岩石力学参数的分析时，应充分考虑岩石的强度与变形特性之间的相关性。
2. 岩石力学模型的选择岩石力学模型是进行岩石力学参数分析的基础。
隧道围岩的岩石力学参数测试方法
隧道围岩的岩石力学参数测试方法隧道工程在现代城市建设中具有重要的作用，而隧道围岩的稳定性则是其安全性的关键。
岩石力学参数的测定是评估隧道围岩稳定性的重要手段，本文将介绍几种常见的岩石力学参数测试方法。
一、岩石抗压强度测试方法岩石抗压强度是衡量岩石抵抗破坏的能力，常用的测试方法有单轴抗压和三轴抗压。
单轴抗压测试是将岩石样品在试件上进行轴向力的作用，测定其破坏压力。
三轴抗压测试则模拟了岩石受到三个主应力的状态，通过变化施加的应力测定破坏压力。
二、岩石剪切强度测试方法岩石的剪切强度是描述岩石抵抗剪切破坏的能力，常用的测试方法有直剪、倾剪和扭剪。
直剪测试是将样品分离成两个部分，在其中施加力产生剪切应力，通过测定破坏荷载和位移来计算岩石的剪切强度。
倾剪测试则将岩样倾斜一定角度，施加力后测定位移和强度。
扭剪测试是将岩石样品在一个平面上旋转产生剪切应力，通过测定破坏荷载和位移计算岩石的剪切强度。
三、岩石抗拉强度测试方法岩石的抗拉强度是评估岩石抵抗拉伸破坏的能力，常用的测试方法有拉伸试验和间接试验。
拉伸试验是将岩石样品拉伸，通过测定应力和位移关系来计算抗拉强度。
间接试验则是通过其他试验结果，如岩石的抗压强度和剪切强度，来估计抗拉强度。
四、岩石弹性模量测试方法岩石弹性模量是描述岩石的弹性性质，常用的测试方法有压缩试验和超声波试验。
压缩试验是施加一定应力后测定变形，并得到应力-应变关系，从而计算弹性模量。
超声波试验则是通过测定超声波在岩石中传播的速度，利用弹性波理论计算弹性模量。
除了以上几种常见的测试方法，还有其他一些辅助的测试手段，如岩石的压缩波速测试、岩石渗流性测试等。
这些测试方法的综合分析可以帮助我们更全面地了解隧道围岩的力学参数，为隧道工程的设计和施工提供科学依据。
总结起来，隧道围岩的岩石力学参数测试方法包括了岩石的抗压强度、剪切强度、抗拉强度和弹性模量等多个指标。
通过使用合适的试验仪器和标准化试验程序，可以准确测定这些参数，并在隧道工程中得到合理应用，确保隧道的安全和稳定性。
岩石静态力学参数测试方法与数据处理
岩石静态力学参数测试方法与数据处理岩石是地球上常见的天然物质，研究岩石的力学参数对于地质灾害预测、工程设计以及资源勘探等领域具有重要意义。
本文将介绍岩石静态力学参数的测试方法与数据处理。
一、岩石静态力学参数的测试方法1. 岩石抗压强度测试岩石抗压强度是岩石力学参数中的关键指标之一，它反映了岩石的抗压能力。
常用的测试方法包括单轴压缩试验和直接剪切试验。
在单轴压缩试验中，需要使用压力机对岩石样品进行垂直方向的单向加载，同时测量加载过程中岩石的变形和承载能力。
通过绘制应力-应变曲线，可以得到岩石的抗压强度参数。
而直接剪切试验则是将岩石样品切割成一个矩形或圆形的平面，再对这个平面进行横向和纵向的剪切加载，通过测量剪切力和位移来推导出剪切强度。
2. 岩石弹性模量测试岩石的弹性模量是指岩石在受力下能够发生弹性变形的能力，是衡量岩石刚性的重要参数。
常用的测试方法包括弹性波速度法和恒定应力法。
在弹性波速度法中，通过在岩石样品上产生激发弹性波，测量波传播速度来计算岩石的弹性模量。
这种方法常用于实验室条件下对小尺寸岩石样品进行非破坏性测试。
而恒定应力法则是在施加一定大小的应力下，测量岩石样品的应变，通过根据背反映的力学模型计算岩石的弹性模量。
二、岩石静态力学参数的数据处理1. 数据采集与记录在进行试验时，需要对实验过程中产生的数据进行准确的记录。
这些数据包括施加的力、变形量、位移等。
可以使用计算机或数据采集系统来实现自动化的数据记录，以减少因人为操作导致的误差。
2. 数据处理与分析数据处理是在原始数据的基础上进行数据修正、提取有效信息以及统计分析的过程。
在岩石静态力学参数的数据处理中，需要对原始数据进行平滑处理、误差修正，并进行数据拟合和计算。
平滑处理是通过去除噪声和异常值，使得数据更加平滑。
常用的平滑方法有移动平均法、多项式拟合法等。
误差修正是根据实际情况对数据进行校正，主要考虑仪器误差和环境因素。
校正过程中需要参考相关的国际或行业标准。
岩石弹性模量和泊松比测试方法与分析
岩石弹性模量和泊松比测试方法与分析岩石弹性模量和泊松比是描述岩石力学性质的重要参数，对于岩石的工程应用具有重要意义。
本文将介绍岩石弹性模量和泊松比的测试方法，并对测试结果进行分析和讨论。
一、岩石弹性模量测试方法岩石弹性模量是描述岩石抗弯刚度的参数，通常用弯曲试验来进行测试。
常见的测试方法有三点弯曲试验和四点弯曲试验。
1. 三点弯曲试验三点弯曲试验是将岩石试样固定在两个支点上，在中间施加力，使试样发生弯曲。
根据试样的变形情况，可以测量出岩石的弯曲应力和应变，从而计算得出其弹性模量。
该方法的优点是测试设备简单，操作方便，适用于常规岩石的弹性模量测试。
但是在测试过程中，需要考虑试样尺寸和形状对测试结果的影响，以及试样的强度限制等因素。
2. 四点弯曲试验四点弯曲试验是在三点弯曲试验的基础上增加一个中间支点，使试样在中间产生弯曲。
相比于三点弯曲试验，四点弯曲试验具有更大的力矩和更小的弯曲变形，可以减小试验误差和提高测试精度。
该方法适用于较硬和较脆的岩石试样的弹性模量测试，能够排除试样端部和边缘效应对测试结果的影响。
但是该方法的测试设备较为复杂，操作要求较高。
二、岩石泊松比测试方法岩石泊松比是描述岩石体积变形性质的参数，常用的测试方法有围压测试和压实试验。
1. 围压测试围压测试是将岩石试样置于高压容器内，通过施加一定的水平压力来模拟地下应力环境。
在施加压力的同时，测量岩石试样的径向和轴向应变，并计算得出泊松比。
该方法适用于较硬和较韧性的岩石的泊松比测试，能够模拟实际工程中的地下应力环境。
但是在测试过程中，需要考虑试样的变形和破坏情况，以及试样的侧向和端部限制等因素。
2. 压实试验压实试验是将岩石试样置于卸载固结仪器内，通过施加一定的轴向压力和侧向约束力来模拟地下应力环境。
在施加压力的同时，测量岩石试样的体积变形和应力变化，并计算得出泊松比。
该方法适用于较软和可塑性较强的岩石的泊松比测试，能够考虑岩石的压实效应和体积变形情况。
工程岩体试验方法标准
工程岩体试验方法标准工程岩体试验方法标准是指在工程岩体勘察、设计和施工过程中，为了获取准确的岩体力学参数和岩体工程性质，以及评价岩体的稳定性和承载能力，所制定的一系列规范的试验方法和标准。
这些标准的制定和实施，对于保障工程建设的安全和可靠性具有重要意义。
一、岩体勘察。
在进行工程岩体试验前，首先需要进行岩体的勘察工作。
岩体的勘察内容包括岩石的种类、岩体的结构、岩体的变形特征、岩体的强度参数等。
常用的岩体勘察方法包括现场观测、岩芯取样、地质雷达探测等。
通过岩体勘察，可以为后续的试验工作提供必要的数据支撑。
二、岩石力学参数试验。
岩石的力学参数是评价岩体工程性质的重要依据。
常用的岩石力学参数试验包括抗压强度试验、抗拉强度试验、剪切强度试验等。
这些试验方法可以通过岩石试样的实验数据，来确定岩石的力学参数，如弹性模量、泊松比、抗压强度、抗拉强度、剪切强度等。
这些参数对于岩体的稳定性评价和工程设计具有重要的指导作用。
三、岩体变形特性试验。
岩体的变形特性是评价岩体稳定性和变形特征的重要依据。
常用的岩体变形特性试验包括岩石压缩试验、岩石拉伸试验、岩石弯曲试验等。
通过这些试验可以获取岩体的变形模量、抗拉强度、抗压强度等参数，从而对岩体的变形特性有所了解。
四、岩体稳定性评价。
岩体的稳定性评价是工程岩体试验的重要内容之一。
通过对岩体的力学参数、变形特性等试验数据的分析，可以对岩体的稳定性进行评价。
在评价岩体稳定性时，需要考虑岩体的地质构造、岩层倾角、岩体裂隙等因素，综合分析岩体的稳定性。
五、岩体承载能力试验。
岩体的承载能力是评价岩体工程性质的重要指标之一。
常用的岩体承载能力试验包括岩石轴向抗压试验、岩石轴向抗拉试验等。
通过这些试验可以获取岩体的承载能力参数，为工程设计提供重要的参考依据。
六、结论。
工程岩体试验方法标准的制定和实施，对于保障工程建设的安全和可靠性具有重要的意义。
通过对岩体的勘察、力学参数试验、变形特性试验、稳定性评价和承载能力试验等工作的实施，可以为工程设计和施工提供重要的数据支撑，保证工程岩体的安全可靠性。
矿山开采过程中的岩石力学参数测定与分析
岩石的弹性模量与泊松比测定
总结词
岩石的弹性模量是指其在弹性变形范围内应力与应变之比，而泊松比则表示横向应变与 轴向应变之比。
详细描述
岩石的弹性模量和泊松比通常通过实验室内进行的单轴或三轴压缩试验测定。在单轴压 缩试验中，对岩石试样施加逐渐增大的压力直至其达到弹性极限，然后测量其应力与应 变值，计算出弹性模量。在三轴压缩试验中，对岩石试样施加围压和轴压，同时测量其
含水率
岩石中含水分的重量与干 燥岩石重量的比值，影响 岩石的强度和变形特性。Biblioteka 岩石的力学性质弹性模量
表示岩石抵抗弹性变形的 能力，是衡量岩石刚度的 指标。
泊松比
表示岩石横向变形与纵向 变形的比值，反映岩石的 横向变形特性。
单轴抗压强度
岩石在单轴压力作用下的 极限抗压强度，是衡量岩 石强度的重要指标。
研究不足与展望
在实验过程中，未能完全模拟矿山实际开采条 件，如地应力场、温度场等，因此实验结果可
能存在一定误差。
同时，可以结合矿山实际开采情况，开展更深入的数 值模拟和理论研究，为矿山安全开采提供更加科学和
可靠的依据。
本研究仅针对部分岩石样本进行了实验和数值 模拟，未能全面反映不同地区和不同类型岩石 的力学特性。
岩石力学参数
包括岩石的物理性质、力学性质以及与岩石变形、强 度、破坏等相关的参数。
岩石力学参数测定
通过实验和测试方法，测定岩石的力学性质和相关参 数，为矿山开采和岩土工程提供基础数据。
岩石的物理性质
01
02
03
密度
岩石的质量与其体积的比 值，表示岩石的致密程度 。
孔隙率
岩石中孔隙体积与总体积 的比值，影响岩石的强度 和压缩性。
岩土工程中岩石和土壤力学参数获取的测试方法
岩土工程中岩石和土壤力学参数获取的测试方法摘要：本文探讨了岩土工程中获取土壤和岩石力学参数的测试方法。
对于土壤，试验室直剪试验、压缩试验、孔隙水压力测试等方法用于测定强度、压缩性、渗透性等关键参数。
而岩石则通过抗拉强度测试、抗压强度测试、弹性模量测试、剪切强度测试等方法来评估其力学性质。
此外，断裂参数、应变硬化参数和孔隙率等也是关键的岩石参数。
现场测试和实验室测试相辅相成，确保工程设计的准确性和安全性。
这些参数对于地下工程、基础工程和岩石结构设计至关重要。
随着技术的不断发展，我们期待更先进的测试方法和工具，以提高数据的准确性和可靠性，服务于岩土工程领域的不断发展。
关键词：岩土工程；力学参数获取；测试方法引言岩土工程是土木工程领域中至关重要的分支，涉及土壤和岩石的工程行为及其相互作用。
为确保工程的稳定性和可靠性，了解土壤和岩石的力学参数至关重要。
这些参数包括但不限于抗剪强度、弹性模量、压缩性、渗透性、孔隙率等，它们在设计地下结构、基础工程、坡地稳定性分析和岩石结构方面起着关键作用。
本文将深入探讨岩土工程中常用的土壤和岩石力学参数获取的测试方法。
这些方法不仅包括试验室中的标准测试，还包括现场勘测和非破坏性测试。
了解这些方法的原理和应用范围，可以帮助工程师更好地理解土壤和岩石的行为，从而更有效地设计和施工工程项目。
在不断发展的岩土工程领域，确保准确获取土壤和岩石的力学参数是保障工程质量和安全性的不可或缺的一环。
一、土壤力学参数的获取方法（一）试验室直剪试验试验室直剪试验是用于确定土壤的剪切强度参数的一种常见方法。
在这个试验中，土壤样本被切割成一个直角三角形形状，然后通过在两个截面上施加剪切力来测定土壤的抗剪强度。
这个试验可以用来确定土壤的内摩擦角和粘聚力，这两个参数对土壤的抗剪强度起着关键作用。
（二）压缩试验压缩试验是用于确定土壤的压缩性参数的一种方法。
在这个试验中，土壤样本被放置在一个控制的压力下，然后测量土壤的体积变化和应力变化。
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3.2 侏罗系煤岩层物理力学性质测试3.2.1试验仪器及原理本试验采用电子万能压力试验机(图3.24)对侏罗系、石炭系岩石试样进行抗压强度、抗拉强度以及抗剪强度的测定。
(a) 电子万能压力试验机(b) 单轴抗压强度测试(c) 抗拉强度测试(d) 抗剪强度测试图3.24 岩石力学电子万能压力试验机及试验过程(1) 岩石抗压强度测定：单轴抗压强度的测定：将采集的岩块试件放在压力试验机上，按规定的加载速度(0.1mm/min)加载至试件破坏。
根据试件破坏时，施加的最大荷载P，试件横断面A便可计算出岩石的单轴抗压强度S0，见式(3.1)。
S0=PA(3.1)一般表面单轴抗压强度测定值的分散性比较大，因此，为获得可靠的平均单轴抗压强度值，每组试件的数目至少为3块。
(2) 岩石抗拉强度的测定：做岩石抗拉试验时，将试件做成圆盘形放在压力机上进行压裂试验，试件受集中荷载的作用，见式(3.2)。
S t =2PDTπ (3.2) 式中：S t ——岩石抗拉强度 MPa ；P ——岩石试件断裂时的最大荷载，KN ； D ——岩石试件直径； T ——岩石试件厚度。
为使抗拉强度值较准确，每种岩石试件数目至少3块。
(3) 岩石抗剪强度测定：将岩石试件放在两个钢制的倾斜压模之间，然后把夹有试件的压模放在压力实验机上加压。
当施加荷载达到某一值时，试件沿预定的剪切面剪断，见式(3.3)。
sin cos n T P A AN PA A τασα⎫==⎪⎪⎬⎪==⎪⎭(3.3)式中：P ——试件发生剪切破坏时的最大荷载；T ——施加在破坏面上的剪切力； N ——作用在破坏面上的正压力； A ——剪切破坏面的面积； τ——作用在破坏面上的剪应力；n σ——作用在破坏面上的正应力； α——破坏面上的角度。
每组取3块试件，变换不同的破坏角，根据所得的数值，便可在στ-坐标系上画出反映岩石发生剪切破坏的强度曲线。
并可求出反映岩石力学性质的另外两个参数：粘聚力c 及内摩察角ϕ。
3.2.2 标准岩样加工根据需要和所在矿的条件，在晋华宫矿12#煤层2105巷顶板钻取岩样，钻孔长度约22m ，在。
根据各段岩心长度统计结果，晋华宫矿顶板岩层的RQD 值为72.4%，围岩质量一般。
岩心取出后，随即贴上标签，用透明保鲜袋包好以防风化，之后装箱，托运到实验室，经切割、打磨、干燥制成标准的岩石试样，岩样制作过程见图3.25。
(a) 封装(b) 切割(c) 磨光(d) 干燥图3.25 标准岩样制作过程根据岩性将晋华宫矿12#煤层2105巷顶板分为三层，其中0~6.85m为砂质泥岩，6.85~11.66m为粉砂岩，11.66~22.0m为细砂岩。
由于永定庄矿岩心钻孔深度仅为8m，除去前面约2m的煤层，实际岩样长度约为6m，且均为细砂岩，故不对其进行分层。
综上，本次试验共有4种岩样，每种岩样制作3个50mm×100mm的标准单轴压缩试验试件、3个50mm×25mm的标准劈裂拉伸试验试件和15个50mm×50mm的标准抗剪强度试验试件，共制作12个单轴压缩试验试件、12个劈裂拉伸试验试件和60个抗剪强度试验试件。
3.3.3侏罗系煤岩层物理力学性质测试结果晋华宫矿12#煤层2105巷顶板岩石单轴抗压强度测试结果见表3.12，破坏形式见图3.26；抗拉强度测试结果见表3.13，破坏效果见图3.27；抗剪强度测试结果见表3.14，στ-关系曲线见图3.28，破坏形式见图3.29所示。
表3.12 晋华宫矿12#煤层2105巷顶板岩石单轴抗压强度测试结果地点岩性编号高度/mm直径/mm质量/g密度/kg/m3平均值/kg/m3弹性模量/GPa平均值/GPa单轴抗压强度/MPa平均值/MPa三分层细砂岩01 93.7 51.5 499.50 2559.132584.032.833.1944.1161.3002 93.4 51.4 509.22 2627.50 3.09 53.4103 92.8 51.3 491.87 2565.46 3.67 86.39二分层粉砂岩01 94.6 51.5 484.34 2457.852537.042.993.0949.0646.5802 94.8 51.2 491.20 2516.10 3.12 44.5903 91.5 51.2 496.70 2637.17 3.15 46.08一分层砂质泥岩01 91.2 51.2 489.13 2604.952627.622.352.7725.2825.9902 92.5 51.3 522.60 2733.40 2.88 33.5803 94.6 51.3 497.53 2544.51 3.06 19.12(a) 砂质泥岩单轴抗压试验破坏形式(b) 粉砂岩单轴抗压试验破坏形式(c) 细沙岩单轴抗压试验破坏形式(d) 细砂岩单轴抗压试验破坏形式(永定庄矿)图3.26 大同矿区岩石单轴抗压强度试验破坏形式表3.13 大同矿区岩石单轴抗拉强度测试结果地点岩性编号高度/mm 直径/mm 破坏峰值/KN 抗拉强度/MPa 平均值/MPa三分层细砂岩01 23 51.3 6.19 3.344.0602 22.1 51.2 7.74 4.3603 20.4 51.4 7.38 4.48二分层粉砂岩01 27.9 51.4 10.51 4.674.9302 27.9 51.4 15.71 6.9803 27.4 51.48 6.95 3.14一分层砂质泥岩01 22.74 51.4 8.56 4.673.8502 28.54 51.4 7.81 3.3903 29.5 51.4 8.29 3.48图3.27 大同矿区岩石抗拉强度试验破坏形式表3.14 大同矿区岩石抗剪强度测试结果地点岩性编号高度/mm直径/mm应力峰值/KN倾角/°正应力/MPa剪应力/MPa正应力平均值/MPa剪应力平均值粘聚力/MP内摩擦角/°三分层细砂岩XS-1 51.1 51.1 86.7 45 23.49 23.4922.89 22.895.45 37.33XS-2 52.9 51.2 78.6 45 20.52 20.52XS-3 52.2 51.1 93.1 45 24.67 24.67XS-4 53.1 51.3 50.3 50 11.87 14.1413.08 15.59XS-5 47.3 51.1 40.2 50 10.70 12.75XS-6 47.4 51.0 62.7 50 16.68 19.88XS-7 52.1 51.3 38.6 55 8.28 11.837.64 10.91XS-8 51.0 50.9 32.3 55 7.14 10.19XS-9 52.1 51.3 34.9 55 7.49 10.70XS-10 52.0 50.9 28.9 60 5.46 9.465.60 9.69XS-11 51.0 50.9 27.5 60 5.30 9.17XS-12 50.8 51.1 31.3 60 6.03 10.44XS-13 52.0 51.1 26.4 65 4.20 9.004.11 8.81XS-14 47.2 51.2 24.1 65 4.21 9.04XS-15 53.5 51.1 25.3 65 3.91 8.39二分层粉砂岩FS-1 52.0 51.0 73.4 45 19.57 19.5717.49 17.494.92 38.55FS-2 52.0 51.0 70.9 45 18.91 18.91FS-3 52.0 51.0 52.5 45 14.00 14.00FS-4 51.0 51.0 33.9 50 8.38 9.9916.27 19.38FS-5 51.0 51.0 96.6 50 23.88 28.45FS-6 52.1 51.5 69.0 50 16.54 19.71FS-7 51.1 52.2 24.7 55 5.32 7.595.51 7.87FS-8 52.0 52.1 24.3 55 5.14 7.34FS-9 51.8 52.2 28.7 55 6.08 8.69FS-10 50.9 51.3 24.5 60 4.69 8.124.42 7.66FS-11 50.2 52.1 21.3 60 4.08 7.07FS-12 52.1 51.2 24.0 60 4.51 7.81FS-13 50.9 51.1 36.8 65 5.98 12.835.20 11.14FS-14 49.3 50.8 21.9 65 3.69 7.92FS-15 51.2 51.1 36.6 65 5.91 12.68一分砂质SN-1 51.0 51.0 187.45 50.84 50.8431.03 31.03 4.75 40.34SN-2 53.0 52.0 110.45 28.23 28.23SN-3 52.0 52.0 53.6 45 14.03 14.03层泥岩SN-4 52.0 51.0 61.8 50 14.97 17.8415.00 17.87SN-5 51.0 52.0 66.5 50 16.12 19.21SN-6 52.0 51.0 57.4 50 13.90 16.57SN-7 53.0 51.0 23.8 55 5.06 7.236.50 9.28SN-8 53.0 51.0 52.0 55 11.04 15.76SN-9 51.0 53.0 16.0 55 3.40 4.85SN-10 52.0 51.0 26.8 60 5.06 8.765.13 8.89SN-11 52.0 51.0 27.8 60 5.25 9.09SN-12 52.0 51.0 27.0 60 5.09 8.82SN-13 53.0 51.0 33.6 65 5.25 11.274.35 9.32SN-14 51.0 51.0 19.3 65 3.13 6.71SN-15 51.0 51.0 28.7 65 4.66 9.99(a) 砂质泥岩στ-关系曲线(b) 粉砂岩στ-关系曲线(c) 细砂岩στ-关系曲线(d) 细砂岩στ-关系曲线(永定庄矿)图3.28 大同矿区岩石抗剪强度测试στ-关系曲线图3.29 大同矿区岩石抗剪强度试验破坏形式以往工程对忻州窑矿、同家梁矿和煤峪口矿11#、12#等侏罗系煤岩层物理力学性质进行了测试，结果见表3.15~表3.18：表3.15 忻州窑矿东三盘区11#煤岩层围岩的物理力学性质表3.16 同家梁矿11#煤岩层围岩的物理力学性质表3.17 忻州窑矿西一盘区12#煤岩层围岩的物理力学性质表3.18 煤峪口矿410盘区12#煤岩层围岩的物理力学性质。