论述岩石抗拉强度与单轴抗压强度两者之间的联系.
论述岩石抗拉强度与单轴抗压强度两者之间的联系.
高真贞
水利工程
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0.10的硬纸板或胶木板为垫条。
将试件置于10T万能试验机承压板中心,调整球形座,使试件均匀受力,作用力通过两垫条所确定的平面。以每秒0.1~0.3MPa的速率加载直至试件破坏,软岩和较软岩应适当降低加载速率。试件最终破坏应通过两垫条决定的平面,否则应视为无效试验。记录破坏载
论述岩石抗拉强度与单轴抗压强度两者之间的联系
将切割好的试件,放到磨石机上磨平。试件加工的精度:试件高度、直径或边长允许偏差为±0.30mm。试件两端面的不平整度允许偏差为±0.05mm。端面应垂直于试件轴线,允许偏差为±0.25°。
3试验步骤
通过试件直径的两端,在试件的侧面沿轴线方向画
两条加载基线,将两根垫条沿加载基线固定。对于坚硬和较坚硬岩石应选用直径为1mm钢丝为垫条,对于软弱和较软弱的岩石应选用宽度与试件直径之比为0.08~
孙
丽
(新疆水利水电勘测设计研究院勘测总队,新疆昌吉
831100
摘
要:岩石的抗拉强度是岩石的重要力学性质指标,是指岩石试件在外力的作用下抵抗抗拉应力的能力,为
岩石试件拉伸破坏的极限荷载与受拉截面积的比值。在工程上,将劈裂法试验规定为测定岩石抗拉强度的必做试验。通过大量的室内试验,分析运用劈裂法测定岩石抗拉强度试验的过程及抗拉强度与单轴抗压强度之间的联系,即试验设备、试验操作步骤、试验结果、试验结果与单轴抗压强度的对比。试验表明,运用劈裂法来测定岩石抗拉强度与单轴抗压强度之间有着一定联系。
关键词:钻孔岩芯;抗拉强度;单轴抗压强度中图分类号:P589.1
文献标识码:A
文章编号:1003-6997(201214-0048-02
水利工程
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2012年第14期
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。
岩石的强度特性
第二节岩石的强度特性一岩石的单轴抗压强度二岩石的抗拉强度三岩石的抗剪强度四岩石在三向压缩应力作用下的强度第二节岩石的强度特性工程师对材料提出两个问题1 最大承载力——许用应力[ ] ？2 最大允许变形－－许用应变[ ]？本节讨论[ ]问题强度：材料受力时抵抗破坏的能力。
强度单向抗压强度单向抗拉强度剪切强度三轴压缩真三轴假三轴σεσ一 岩石的单轴抗压强度1.定义：指岩石试件在无侧限的条件下，受轴向压力作用破坏时单位面积上承受的荷载。
AP R c / 式中：P ——无侧限的条件下的轴向破坏荷载 A ——试件截面积2.试验方法: 在压力机上按一定加载速率 单向加压直至试件破坏。
圆柱形试件：φ4.8－5.2cm ，高H=（2－2.5)φ 长方体试件：边长 L = 4.8－5.2cm高 H =（2－2.5)L 试件两端不平度小于0.05mm ；尺寸误差±0.3mm ； 两端面垂直于轴线±0.25° 试件标准3.单向压缩试件的破坏形态破坏形态是表现破坏机理的重要特征，其主要影响因素：①应力状态②试验条件破坏形态有两类：（1）圆锥形破坏原因：压板两端存在摩擦力，箍作用（又称端部效应），在工程中也会出现。
（2）柱状劈裂破坏张拉破坏（岩石的抗拉强度远小于抗压强度）是岩石单向压缩破坏的真实反映（消除了端部效应）消除试件端部约束的方法:润滑试件端部（如垫云母片；涂黄油在端部）加长试件σ1试样端面的压应力分布图 岩块在单轴压缩条件下的破坏型式单轴压缩试样端面的应力分布及破坏型式劈裂破坏 σ1 剪切破坏 σ1 对顶锥破坏σ1 σ1σ14.影响单轴抗压强度的主要因素（1）承压板端部摩擦力及其刚度（加垫块依据）（2）试件的形状和尺寸形状：圆形试件不易产生应力集中，好加工尺寸：大于矿物颗粒的10倍；φ50的依据高径比：研究表明；h/d≥(2－3)较合理（3）加载速度：加载速度越大，表现强度越高(见图2－5)，我国规定加载速度为0.5 －1.0MPa/s （4）环境①含水量：含水量越大强度越低；岩石越软越明显，对泥岩、粘土等软弱岩体，干燥强度是饱和强度的2－3倍。
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。
岩土力学 作业三答案.
岩土力学 作业三答案说明：本次作业对应于文字教材7至9章，应按相应教学进度完成。
一、单项选择题 （每小题2分，共计10分）1．岩石内结晶晶格错位的结果，引起岩石的 （b ） a 、晚性破坏 b 、塑性破坏 c 、弱面剪切破坏2．岩石的单轴抗压强度一般与单轴抗拉强度间成下列哪种关系： (b)a.Rc=(1-4)Rtb. Rc=(4-10)Rtc. Rt=(1-4)Rcd. Rt=(1-4)Rc 3．下面岩体的那种应力状态是稳定状态 (a)a.ϕσσσσcctg 23131++- <sin α b. ϕσσσσcctg 23131++- >sin αc.ϕσσσσcctg 23131++- =sin α4.广义虎克定律中岩石的剪切模量G 为 （a ）a.)1(2μ+=E G ，b. )1(2μ-=E G ，c. )1(2μ+=ME G ，d. )1(2μ-=MEG5. 岩石的变形（弹性）模量可表示为 （c ）a. yr p E )1(μ+=，b.yr p E )1(μ-=，c.y pr E )1(μ+=，d.ypr E )1(μ-= 二、填空题 （每空1分，共计20分）1．岩石的破坏形式：脆性破坏、延性破坏、弱面剪切破坏。
2．岩石的力学强度是工程设计中最重要的力学指标，分别是单轴抗压强度，抗拉强度、抗剪强度。
3．岩石的抗压强度就是岩石试件在单轴压力（无围压）作用下，抗压破坏的极限能力。
4．岩石的抗剪强度就是指岩石抵抗剪切破坏（滑力）的能力，用凝聚力C 和内摩擦角Φ来表示。
5． 岩石的变形是指岩石在任何物理因素作用下形状和体积大小的变化。
岩石的变形特性常用弹性模量E 和泊松比μ两个指标来表示；6. 岩石的蠕变是指岩石在应力σ不变的情况下岩石变形 ε随着时间t 而增加的现象，一般而言，典型的岩石蠕变曲线可分为三个阶段：初期蠕变，二次蠕变（稳态蠕变），（加建蠕变）第三期蠕变。
7. 天然应力(或初始应力)是习惯上常将工程施工前就存在于岩体中的地应力，称为初始应力。
东北大学岩石力学讲义第二章岩石破坏机制及强度理论.
第二章 岩石破坏机制及强度理论第一节 岩石破坏的现象在不同的应力状态下，岩石的破坏机制不同，常见的岩石破坏形式有以下几种一、拉破坏：岩石试件单向抗压的纵向裂纹，矿柱，采面片帮。
特点出现与最大应力方向平行的裂隙。
二、剪切破坏：岩石试件单向抗压的X 形破坏。
从应力分析可知，单向压缩下某一剪切面上的切向应力达到最大引起的破坏。
(a ) (b )三、重剪破坏：即沿原有的结构面的滑动、重剪破坏主要的机制：岩体受剪切作用或者受拉应力的作用、三向受压情况下多数为剪切应力的作用，侧向压力较小时可能是拉神破坏，实际工程中可能是不同机制的组合，但侧向应力较大时，可以认为剪切应力是岩石重剪破坏的主要破坏机制。
从岩石破坏的现象看，从小到几厘米的岩块到大的工程岩体，破坏形式雷同，并可归纳为两种，拉断与剪坏，因此有一定的规律可寻。
对岩石破坏的研究：在单向条件下可以从实验得到破坏的经验关系。
但是三向受力条件下，不同应力的组合有无穷多种，因此无法仅仅依靠实验得到破坏的经验关系，因此在一般应力状态，对岩石破坏的研究需要结合理论分析和试验研究两个方面。
现代关于岩石破坏的理论分析一般归结为、寻求破坏时的主应力之间的关系123(,)f σσσ=研究的方法有：理论分析；2、试验研究；3、理论研究结合试验研究。
第二节 岩石拉伸破坏的强度条件一、最大线应变理论该理论的主要观点是，岩石中某个面上的拉应变达到临界值时破坏，而与所处的应力状态无关。
强度条件为c εε≤ (2-1)c ε—拉应变的极限值，ε—拉应变。
若岩石在破坏之前可看作是弹性体，在受压条件下σ1>σ2>σ3下， 3ε是最小主应力。
按弹性力学有33E Eσμεσσ=-12（+），即33E εσμσσ=-12（+）。
若3ε<0则产生拉应变。
由于E >0，因此产生拉应变的条件是3σμσσ-12（+）<0，3μσσσ12（+）>若3ε=0ε<0则产生拉破坏，此时抗拉强度为0t Eσε＝⇒0t E σε＝。
岩石力学复习资料(123题)
1.已知岩样的容重为γ，天然含水量为0w ，比重为s G ，40C 时水的容重为w γ，则该岩样的饱和容重m γ为（ A ） A.()()w s s G w G γγ++−011 B.()()w s s G w G γγ+++011 C.()()γγ++−s s w G w G 011 D.()()w s s G w G γγ+−−0112.岩石中细微裂隙的发生和发展结果引起岩石的（ A ）A ．脆性破坏 B.塑性破坏 C.弱面剪切破坏 D.拉伸破坏3.同一种岩石其单轴抗压强度为c R ，单轴抗拉强度t R ，抗剪强度f τ之间一般关系为（ C ）A.f c t R R τ<<B.f t c R R τ<<C.c f t R R <<τD.t f c R R <<τ4.岩石的蠕变是指（ D ）A.应力不变时，应变也不变；B.应力变化时，应变不变化；C.应力变化时，应变呈线性随之变化；D.应力不变时应变随时间而增长5.模量比是指（A ）A ．岩石的单轴抗压强度和它的弹性模量之比B.岩石的弹性模量和它的单轴抗压强度之比C ．岩体的单轴抗压强度和它的弹性模量之比D ．岩体的弹性模量和它的单轴抗压强度之比6.对于均质岩体而言，下面岩体的那种应力状态是稳定状态（A ）A.ϕϕσσσσsin 23131<++−cctg B.ϕϕσσσσsin 23131>++−cctg C.ϕϕσσσσsin 23131=++−cctg D.ϕϕσσσσsin 23131≤++−cctg7.用RMR 法对岩体进行分类时，需要首先确定RMR 的初始值，依据是（D ）A ．完整岩石的声波速度、RQD 值、节理间距、节理状态与地下水状况B.完整岩石的强度、RQD 值、节理间距、节理状态与不支护自稳时间C.完整岩石的弹性模量、RQD 值、节理间距、节理状态与地下水状况D.完整岩石的强度、RQD 值、节理间距、节理状态与地下水状况8.下面关于岩石变形特性描述正确的是（B ）A.弹性就是加载与卸载曲线完全重合，且近似为直线B.在单轴实验中表现为脆性的岩石试样在三轴实验中塑性增强C.加载速率对应力－应变曲线没有影响D.岩基的不均匀沉降是由于组成岩基的不同岩石材料含水量不同导致的9.下面关于岩石水理性质描述正确的是（B）A．饱水系数越大，抗冻性能越好B.冻融系数是岩石试件经反复冻融后干抗压强度与冻融前干抗压强度之比C.抗冻系数为25%，重力损失率为75%，则该岩石的抗冻性能良好D.岩石的崩解性是指岩石与水相互作用时体积发生膨胀的性质10.弹塑性理论芬纳公式推导过程中应用到的条件有：（A）A应力平衡条件和塑性平衡条件B仅应力平衡条件C仅塑性平衡条件D以上都不对11.下面对于喷锚支护设计原则，叙述不正确的是：（D）A对于整体围岩，一般不支护，对于大跨度洞室或高边墙洞室，需要喷锚支护。
岩石的单轴抗压强度
岩石的单轴抗压强度
4.岩石饱和单轴抗压强度用途
岩石饱和单轴抗压强度可用于岩石坚硬程度的划分。 按照岩石饱和单轴抗压强度的大小，岩石坚硬程度分类如表1所示。
表1 岩石坚硬程度的划分
单轴抗压强度
岩石的强度
单轴抗拉强度 剪切强度
三轴抗压强度
图1 岩石的强度
岩石的单轴抗压强度
2.岩石的单轴抗压强度定义
岩石在单轴压缩荷载作用下达到破坏前所能承受的最大压应力称为岩石的单轴抗压
强度，或称为非限制性抗压强度，用Rc表示。
Rc=P/A
岩石单轴抗压强度据其含水状态按压坏标准试件测得，有干燥抗压强度、天然抗压
岩石的单轴抗压强度
《工程岩土与测试》
岩石的单轴抗压强度
1 基本概念
目录
CONTENTS
2 岩石的单轴抗压强度定义 3 岩石单轴抗压强度测试方法
3 岩石饱和单轴抗压强度用途
岩石的单轴抗压强度
1.基本概念
岩石的强度：岩石抵抗外力作用的能力，岩石破坏时能够承受的最大应力。岩石的强度 分为单轴抗压强度、单轴抗拉强度、剪切强度和三轴抗压强度。如下图。
3.岩石单轴抗压强度测试方法
（3）4种破坏形式： 1）X状共轭斜面剪切破坏，是最常见的破坏形式，图a。 2）单斜面剪切破坏，这种破坏也是剪切破坏，图b。 3）塑性流动变形，线应变≥10％，图c。 4）拉伸破坏，在轴向压应力作用下，在横向将产生拉应力。这是泊松效应的结果。这种类型的破坏就是横 向拉应力超过岩石抗拉极限所引起的，图d。
强度与饱和抗压强度之分。
干单轴抗压强度
岩石的单轴抗压强度
天然单轴抗压强度
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农业科技与信息
作者简介:
孙丽(1977-,女,新疆昌吉市呼图壁县人,主要从事试验工作。
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因此要合理设计混凝土配合比参数,控制好配合比中的水胶比与砂率,控制非冻胀早期裂缝的发生。
4结束语
施工质量就是企业赖以生存和发展的生命,混凝土
将切割好的试件,放到磨石机上磨平。试件加工的精度:试件高度、直径或边长允许偏差为±0.30mm。试件两端面的不平整度允许偏差为±0.05mm。端面应垂直于试件轴线,允许偏差为±0.25°。
3试验步骤
通过试件直径的两端,在试件的侧面沿轴线方向画
两条加载基线,将两根垫条沿加载基线固定。对于坚硬和较坚硬岩石应选用直径为1mm钢丝为垫条,对于软弱和较软弱的岩石应选用宽度与试件直径之比为0.08~
粗砂岩
69.6
87.3
43.5
4.88
7.66
4.13
0.07
0.09
0.09
荷和加载过程中出现的现象,并对破坏后的试件进行描述。
岩石抗拉强度的计算公式:
σt =2P/πDH
式中:σt —岩石的抗拉强度,MPa ;P —破坏载荷,N ;
D —试件直径,mm ;H —试件高度,mm。4
试验数据的对比与分析
MPa
/ZK 33花岗岩/88.644.9/8.514.14/0.100.09ZK 34花岗岩/82.339.6/6.274.59/0.080.12ZK 35花岗岩/85.444.7/9.145.22/0.110.12ZK 36花岗岩/83.136.0/8.935.96/0.110.17ZK 1粗砂岩72.683.125.74.756.432.940.070.080.11ZK 2含碳粉砂岩43.552.837.44.215.223.260.100.100.09ZK 3细砂岩21.439.120.44.035.122.010.190.130.10ZK 4含砾粗砂岩37.353.932.83.185.641.680.090.100.05ZK 5粗砂岩76.399.351.87.528.794.590.100.090.09ZK 6碳质粉砂岩27.937.22.182.143.210.710.080.090.33ZK 7粉砂岩25.343.712.72.834.361.970.110.100.16ZK 8细砂岩92.797.820.66.569.543.020.070.100.15ZK 9粗砂岩49.184.126.53.486.372.000.070.080.08ZK 10砾岩43.885.136.45.006.652.410.110.080.07ZK 11含碳粉砂岩44.687.228.96.268.863.550.140.100.12ZK 12粉砂岩32.952.721.53.904.932.170.120.090.10ZK 13碳质粉砂岩24.545.021.83.514.472.790.140.100.13ZK 14碳质粉砂岩9.0913.35.091.031.320.590.110.100.12ZK 15碳质粉砂岩7.6335.22.121.752.980.320.230.080.15ZK 16
0.10的硬纸板或胶木板为垫条。
将试件置于10T万能试验机承压板中心,调整球形座,使试件均匀受力,作用力通过两垫条所确定的平面。以每秒0.1~0.3MPa的速率加载直至试件破坏,软岩和较软岩应适当降低加载速率。试件最终破坏应通过两垫条决定的平面,否则应视为无效试验。记录破坏载
论述岩石抗拉强度与单轴抗压强度两者之间的联系
施工是梯形明渠真做好每一道工序,确保施工目标的顺利实现。本文论述的梯形明渠混凝土现浇的施工方法不但可以保证施工质量,同时为本段灌区工程的按期完工,投入运营发挥效益争取了宝贵的时间。
(责任编辑
袁宗英
岩石的抗拉强度是岩石的重要力学性质指标,也是岩石结构设计安全与稳定性分析的一个控制参数。近年来,随着中国经济建设的迅猛发展,大型桥梁、隧道、水坝及高层建筑等工程越来越多,在工程建设中经常会遇到岩石,其抗拉强度力学性能指标是设计、检验、控制和评判质量的重要依据。
孙
丽
(新疆水利水电勘测设计研究院勘测总队,新疆昌吉
831100
摘
要:岩石的抗拉强度是岩石的重要力学性质指标,是指岩石试件在外力的作用下抵抗抗拉应力的能力,为
岩石试件拉伸破坏的极限荷载与受拉截面积的比值。在工程上,将劈裂法试验规定为测定岩石抗拉强度的必做试验。通过大量的室内试验,分析运用劈裂法测定岩石抗拉强度试验的过程及抗拉强度与单轴抗压强度之间的联系,即试验设备、试验操作步骤、试验结果、试验结果与单轴抗压强度的对比。试验表明,运用劈裂法来测定岩石抗拉强度与单轴抗压强度之间有着一定联系。
关键词:钻孔岩芯;抗拉强度;单轴抗压强度中图分类号:P589.1
文献标识码:A
文章编号:1003-6997(201214-0048-02
水利工程
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2012年第14期
农业科技与信息表1
岩石抗拉强度与单轴抗压强度表
试样编号
野外定名单轴抗压强度
抗拉强度抗拉强度:抗压强度天然
烘干
饱和
天然
烘干
饱和
天然
烘干
饱和
1试验方法与设备
试验采用劈裂法,适用于能制成规则试件的各类岩
石。劈裂法又称巴西法,为间接拉伸法,在一定程度上能反映岩石抗拉强度特性,方法易行,操作比较简单且实用,具有原理清晰,使用简便,材料消耗少等优点,因此被广泛采用。劈裂法试验是将岩石试件直径轴面方向施加一对线载荷,使试件沿直径轴面方向劈裂破坏。
试验设备有钻石机、锯石机、磨石机、车床、测量平台、角尺、千分卡尺、烘箱、干燥箱、饱和设备、万能试验机。
2试件的制备
加工样时,注意观察试样的层理、裂隙、加载方向。
做到钻孔芯样试件劈裂面的受拉方向应与岩石单轴抗压试验的受力方向一致。
试样一般为岩块和钻孔芯样两种,如果为岩块,则采用钻石机,钻头直径宜为48~54mm ,钻取岩块,取得岩芯。如果为芯样,则可直接加工,用锯石机,切割芯样,高度与直径比宜为0.5~1.0,试件的高度应大于岩石最大颗粒粒径的10倍。