实验五 岩石单轴压缩实验(DOC)
岩石单轴抗压强度试验

7、记录(记录)
8、现场操作 ☞人员持证上岗 ☞环境条件 ☞试验前后设备状态检查测试 ☞依据、方法
8、现场操作 ☞实操要点 ⑴ 、试件尺寸 ①、用游标卡尺量取,精确至0.1mm。 ②、立方体试件:在顶面和底面上各量取其边长,以
各个面上相互平行的两个边长的算术平均值计算其承 压面积。 ③、圆柱体试件:在顶面和底面分别测量两个相互正 交的直径,并以其各自的算术平均值分别计算顶面和 底面的面积。 ④、顶、底面面积的平均值作为强度计算截面积。
④《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2019)第 3.2.4条:用于浸水或气候潮湿地区的受力结构的石 材的软化系数不应低于0.8。
3、样品的抽取 ☞记录:
抽样记录、委托任务书、环境条件、样品数量、 样品状态、样品标识、要求(贮存条件、处置 要求、维护要求、检验说明、保密、是否退样 等)流转记录等。
6、仪器设备(设备和标准物质) ☞证书、标识
检定证书、校准证书、功能性检查、合格证{绿}、准 用证{黄}、停用证{红}。 ☞记录 使用记录(使用前后)、维护保养记录、维修记录。
6、仪器设备(设备和标准物质) ☞期间核查
压力试验机使用非常频繁,进行期间核查。 仪器间的比对 方法比对 标准物质验证√ 单点自校
举例:岩石单轴抗压强度试验
1、明确检测目的、任务、要求 ☞目的、任务:测定岩石单轴抗压强度、软化系
数 ☞要求: ⑴、岩石用途:地基基础、桥梁、道路? ⑵、试件状态:饱和、天然、烘干? ⑶、试验性质:法定检测、评定性检测、仲裁检
测、委托性检测、试验性检测? ⑷、其它
2、明确检测依据 ☞优先选择行业标准《公路工程岩石试验规
合格? ①、同时列出每个试件的试验值及同组岩石单轴抗压
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。
岩石单轴抗压强度试验报告

岩石单轴抗压强度试验报告一、试验目的。
本次试验旨在测定岩石的单轴抗压强度,通过试验结果分析岩石的抗压性能,为工程设计和施工提供可靠的参考数据。
二、试验原理。
岩石单轴抗压强度是指岩石在受压作用下的抗压能力。
试验时,岩石样品在垂直于岩石纹理的方向上受到均匀的压力,直至岩石样品发生破坏。
通过施加压力的过程中,记录下不同压力下岩石的变形情况,从而确定岩石的单轴抗压强度。
三、试验设备和试验样品。
本次试验使用的设备包括压力机、测力仪、岩石样品等。
岩石样品为直径为50mm,高度为100mm的圆柱形岩石样品。
四、试验步骤。
1. 将岩石样品放置在压力机的压力板上,并调整样品使其处于垂直状态。
2. 开始施加压力,记录下不同压力下的变形情况和测力仪的读数。
3. 当岩石样品发生破坏时,停止施加压力,并记录下此时的压力值。
五、试验结果。
根据试验数据分析,得出岩石样品的单轴抗压强度为XXXMPa。
六、试验分析。
根据试验结果,可以得出岩石的抗压性能较好/一般/较差。
结合岩石的实际工程应用情况,可以对岩石的选用和工程设计提出合理的建议。
七、结论。
本次试验结果表明,岩石样品的单轴抗压强度为XXXMPa,根据岩石的实际工程应用情况,可以进行合理的选用和设计。
八、试验注意事项。
1. 在进行试验前,需对试验设备进行检查和校准,确保试验数据的准确性。
2. 在进行试验过程中,需严格按照试验操作规程进行,确保试验过程的安全性和可靠性。
3. 在进行试验后,需对试验设备进行清洁和保养,以保证设备的长期稳定运行。
以上为本次岩石单轴抗压强度试验报告的全部内容。
岩石力学性质试验——单轴压缩强度和变形试验课件(PPT)

随着应变增大而减小。 d点以后为摩擦阶段,岩石产生
宏观断裂面后,其摩擦具有 抵抗外
ε 力的能力。
二、单轴压缩强度和变形试验
—成果整理 (三)计算岩石弹性模量和泊松比
Eav
=
σb ε lb
−σa − εla
μav
=
ε db ε lb
− ε da − εla
a
ε db
−
应力为σ
时的横向应变值;
b
二、单轴压缩强度和变形试验
—成果整理 (三)计算岩石弹性模量和泊松比
Eav
=
σb ε lb
−σa − εla
μav
=
ε db ε lb
− ε da − εla
水电:弹性模量
式中:Eav − 岩石平均弹性模量(MPa);
μav − 岩石平均泊松比;
水电:弹性泊松比
环向引伸仪
CIRC-8、4、1.6、0.8mm(测量试件的环向位移)。
二、单轴压缩强度和变形试验
刚性试验机控制过程
—仪器设备
当岩石因破裂扩展发
伺
生大应变时,通过传感 服
控
器把这一信号输入伺服 制 控制器中,伺服控制器 器
试 件
伺服循环
给伺服阀信号,使伺服
阀打开,压力降低,使
试件保持恒定的变形速
控 制
12.0125 0.061649 7.04E-05 1.365458
15.05162 0.077154 9.18E-05 1.36601 18.02871 0.091625 0.000118 1.366285
21.02131 0.10334 0.000138 1.367112
岩石压缩实验

实验十 岩石压缩实验(一)实验目的:在单轴压力下作出岩石样品的应力与应变的关系曲线(σ-ε),以确定压缩时岩石的强度极限σb 。
观察岩石压缩时的变形及破裂过程。
(二)设备∶1.压力试验机2.电阻应变仪3.X-Y函数记录仪4.应变片5. 游标卡尺(三)原理及试验装置∶为了真实反映岩石的强度,根据国际岩石力学标准化委员会试验的建议方法,用来试验用的试件通常规定,2≤h/d≤3,试件直径与岩石内最大颗粒尺寸的比大于10。
我们试验用岩石试件一般制成园柱形,其尺寸约为 L∶50mm Φ∶25mm或 L∶100mm Φ∶50mm。
为了尽量使试件承受轴向压力,试件两端必须完全平行(一般要求<5丝),并且与试件轴线保持垂直,其端面还应制作光滑,以减小摩擦力的影响,必要时端面可涂薄薄的一层油。
放置试件时要将其置于压机的中心,使压力通过试件的轴心。
实验装置如图一所示:(1)压力试验机 (2)试件 (3)应变片 (4)载荷传感器(5)电桥盒 (6)电阻箱图一 压缩实验装置图试验利用X-Y函数记录仪绘出 σ-ε 曲线,图二∶ 图二 σ-ε 曲线图中OA段为做功硬化阶段,试件中裂隙闭合,AB为弹性变形阶段,BC为塑性变形,试件应变软化。
当加载至最大载荷Pb 时,试件破裂,在曲线上即C点,也可通过计算得出其强度极限σb 。
当试件破裂时,压力试验机的测力指针迅速倒退,由随动指针可读出最大载荷Pb 值。
破坏的破裂面与试件轴线约成45°左右的倾斜裂纹或X型裂纹,破坏主要是由剪应力引起的。
(四)实验步骤∶1.试件准备:用游标卡尺测量试件两端及中部三处截面的直径,取三处中最小一处的平均直径来计算截面面积,并根据此试件及破坏时载荷计算出其 强度极限σb 。
贴应变片;(1)先用细砂纸将样品中部待贴片 处〔如图三〕打磨, 一处为贴纵向应变片,一处为贴横向应变片。
(2)用丙酮棉球将贴片处清洗干净;(3) 将应变片的引线先镀上焊锡;并用万用表检查应变片是否通路,阻值大小;(4)一手捏住应 图三 电阻应变片的粘贴 变片引出线,一手拿502粘结剂瓶,在应变片基 底面上及试件欲贴片处均匀涂上一层粘结剂,注意 不可涂抹太多,以免影响应变片的性能;应变片底 面向下平放在试件贴片处,将一小片聚四氟乙烯薄 膜盖在应变片上,然后用拇指按住薄膜挤出多余的 粘接剂〔注意按时不要使应变片移动〕,拇指按住 保持不动并施予压力约1—2分钟放开,轻轻掀开薄膜,检查应变片处有无气泡、翘曲、脱胶等现象, 图四 电桥盒接线图εε象,否则需重新粘贴。
90度预置裂纹岩石单轴压缩实验

90度预置裂纹岩石单轴压缩实验
90度预置裂纹岩石单轴压缩实验是一种实验方法,用于研究岩石在单轴压缩加载条件下的断裂行为和力学性质。
该实验通过预先制造90度夹角的裂纹样本,模拟真实岩石中存在的裂纹结构,以便更好地理解岩石的力学行为。
在实验过程中,首先需要制备裂纹样本,通常是在岩石试样上切割出相应的裂纹结构。
然后将样本放入单轴压缩机中,施加垂直于裂纹面的压力加载,即使裂纹打开并产生位移,直至岩石试样破裂。
实验中通常测量试样的应力-应变关系、强度、变形特征等数据,以评估岩石的力学性质和断裂行为。
这种实验方法可以帮助研究人员更好地理解和模拟地壳中岩石的断裂行为,对于地质工程、矿山工程等领域具有重要的理论和实际意义。
岩石力学实验指导书及实验报告.doc

岩石力学实验指导书及实验报告班级姓名目录一、岩石比重的测定二、岩石密度的测定三、岩石含水率的测定四、岩石单轴抗压强度的测定五、岩石单轴抗拉强度的测定六、岩石凝聚力及内摩擦角的测定(抗剪强度试验)七、岩石变形参数的测定八、煤的坚固性系数的测定实验一、岩石比重的测定岩石比重是指单位体积的岩石(不包括孔隙)在105~110o C 下烘至恒重的重量与同体积4o C 纯水重量的比值。
一、仪器设备岩石粉碎机、瓷体或玛瑙体、孔径0.2或0.3毫米分样筛、天平(量0.001克)、烘箱、干燥器、沙浴、比重瓶。
二、试验步骤1、岩样制备:取有代表性的岩样300克左右,用机械粉碎,并全部通过孔径0.2(或0.3)毫米分样筛后待用。
2、将蒸馏水煮沸并冷却至室温取瓶颈与瓶塞相符的100毫升比重瓶,用蒸馏水洗净,注入三分之一的蒸馏水,擦干瓶的外表面。
3、取15g 岩样(称准到0.001克)得g 借助漏斗小心倒入盛有三分之一蒸馏水的比重瓶中,注意勿使岩样抛撒或粘在瓶颈上。
4、将盛有蒸馏水和岩样的比重瓶放在沙浴上煮沸后再继续煮1~1.5小时。
5、将煮沸后的比重瓶自然冷却至室温,然后注入蒸馏水,使液面与瓶塞刚好接触,注意不得留有气泡,擦干瓶的外表面,在天平上称重得g 1。
6、将岩样倒出,比重瓶洗净,最后用蒸馏水刷一遍,向比重瓶内注满蒸馏水,同样使液面与瓶塞刚好接触,不得留有气泡,擦干瓶的外表面,在天平上称重得g 2。
三、结果:按下式计算:s d g g g gd 12-+=式中:d ——岩石比重;g ——岩样重、克;g 1——比重瓶、岩样和蒸馏水合重、克; g 2——比重瓶和满瓶蒸馏水合重、克; d s ——室温下蒸馏水的比重、d s ≈1岩石密度是指单位体积岩石的重量。
有两种做法:称重法和蜡封法。
我们采用的是蜡封法。
一、主要仪器设备烘箱、干燥器、熔蜡锅、天平、线、石蜡、水中称量装置。
二、试件制备选取有代表性的边长约40~50mm 近似立方体的岩石、选3块、修平棱角、刷取表面粘着物。
单轴抗压试验

实验三、岩石单轴抗压强度的测定一、实验目的岩石在单轴压缩荷载作用下所能承受的最大压应力称为单轴抗压强度。
岩石的单轴抗压强度实验是研究岩石性质的最基本的方法。
通过本实验,要了解标准试件的加工机械、加工过程及检测程序,掌握岩石单向抗压强度的测试过程及计算方法。
二、实验仪器及工具(1)试件加工机械。
钻石机或车床、锯石机、磨石机或磨床。
(2)检验工具。
水平检测台、百分表架及百分表、游标卡尺(精度0.02mm)、直角尺。
(3)材料试验机。
三、实验原理垂直或平行岩层层理方向对试块进行加载,试件的破坏载荷与试件的横载面积之比即为岩石的单向抗压强度。
四、实验步骤(1)测定前核对岩石名称和岩样编号,对试件颜色、颗粒、层理、节理、裂隙、风化程度、含水状态以及加工过程中出现的问题等进行描述,并填入记录表内。
(2)检查试件加工精度,测量试件尺寸(应在试件高度中部两个互相垂直的方向测量其直径,取算术平均值)填入记录表内。
(3)选择材料实验机度盘时,一般应满足下式:0.2P0<P max<0.8P0R=P/S式中P max——预计最大破坏载荷,kN;P0——材料实验机度盘最大值,kN。
(4)开动材料试验机,使其处于可用状态。
将试件置于材料实验机承压板中心,调整球形座,使试件上下面受力均匀。
试件为脆性岩石时,应加设保护外罩。
(5)以0.5~1.0mm/min的速度加载直至破坏。
如遇到软岩石时,加载速度应适当放慢。
(6)记录破坏载荷以及加压过程中出现的现象,并对破坏后的试件进行描述或摄影。
五、实验现象及数据记录实验现象如图所示,由单一断面剪切滑移而破坏。
岩样除主剪切面之外还存在少量的局部剪切破坏面。
六、实验结果及数据分析七、心得体会从本次实验中我们了解了试件加工的程序以及它所用到的实验装置,并且了解了该系统的工作原理。
以及在实验中为什么要加垫块和端部效应可能会带来的一些影响,掌握了计算方法以及一些数据的相关性规律。
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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.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0.5Ω。
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。
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。
2. 检查试样加工精度。
并测量试样尺寸,一般在试样中部两个互相垂直方向测量直径计算平均值。
3. 电阻应变仪接通电源并预热数分钟后,连接测试导线,接线方式采用公1—百分表 2-百分表架 3-试样 4水平检测台图5-1 试样平行度检测示意图1—直角尺 2-试样 3- 水平检测台图5-2 试样轴向偏差度检测示意图图5-3 电阻应变片粘贴共补偿半桥连接方式。
4. 将试样放置在试验机的承压板中心,然后对纵向、横向应变片分别进行反复预调平衡。
5. 施加初载荷,检查试验机和应变片工作情况,正常后以1.0~2.0 kN/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,纪录相应载荷下的纵向、横向应变,均匀加载直至试样完全破坏。
每个测试过程读数不得少于7个点,同一试样的纵向、横应变尽可能同时读出。
6. 记录破坏载荷值及加载过程中出现的现象,并对试样破坏形态进行描述。
六.实验结果整理1. 岩石单轴抗压强度:式中: R C —试样单轴抗压强度,MPa ;P —试样破坏载荷,N ; S —试样初始截面积,mm 2。
岩石单轴抗压强度测定结果填入表5-1。
表5-1 岩石单轴抗压强度测定结果2. 绘制岩石单轴压缩应力-应变曲线实验结束后检查每一组的实验结果,废弃可疑数据,分别计算试样所受应力σ和与之对应的纵向应变ε1、横向应变ε2以及体积应变值εv ,体积应变值按下式计算:将单轴压缩实验记录与计算结果填入表5-2。
然后以纵向应力为纵坐标,以C PR S=122v εεε=+应变为横坐标描出并光滑连接测点。
岩石试样单轴压缩实验的应力-应变曲线,如图5-4。
表5-2 岩石单轴压缩变形测定纪录3.弹性模量:根据岩石单轴压缩实验的应力-应变曲线计算变形参数。
由于岩石压缩过程中各个阶段的变形情况有所不同,弹性模量又分为切线模量E τ(又称弹性模量或杨氏模量)和割线模量E 50(又称变形模量),分别按下式计算:1/10图5-4 岩石单轴压缩实验的应力-应变曲线3D式中: △σ—纵向应力-应变曲线中直线段的纵向应力增量,MPa ;△ε—纵向应力-应变曲线中直线段的纵向应变增量;σ50—单向抗压强度的50%的应力值,MPa ; ε50—试样与σ50对应的纵向应变值。
4.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,在轴向应力-纵向应变与轴向应力-横向应变曲线上,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;ε1p —纵向应力-纵向应变曲线中对应直线段部分的应变的平均值; ε2p —纵向应力-横向应变曲线中对应直线段部分的应变的平均值。
弹性模量E τ、变形模量E 50及泊松比μ测定结果填入表5-3:表5-3 弹性模量E τ、变形模量E 50及泊松比μ测定结果七.实验报告要求实验结束后认真独立填写实验报告,实验报告应包括以下内容:1. 实验目的;2. 主要实验仪器;3. 实验步骤;4. 原始数据及实验数据整理;E τσε∆=∆505050E σε=21p pεμε=5.对本实验的建议。
八.思考题1. 试验机上为何要配备球形调节座?2. 影响单轴压缩实验结果的实验因素有那些?3. 单轴压缩破坏的类型有那几种?实验六岩石常规三轴压缩实验一.实验目的岩石常规三轴压缩实验是指岩石试样在轴对称应力组合方式(σ1>σ2=σ3)的三轴压缩实验。
通过该实验使学生掌握岩石常规三轴实验方法,并能根据岩石在不同围压下实验结果计算出内摩擦角 与粘结力c,绘制出岩石的强度曲线,进一步理解岩石的强度准则。
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.干燥器;4.直角尺、水平检测台、百分表及百分表架;5.YE-2000型液压材料试验机;6.三轴室,三轴液压源;7.热缩管、胶带、密封圈等。
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。
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:每种岩石同一状态下,试样数量一般不少于5个,每个试样在一定围压下的进行实验。
4.含水状态:采用自然状态,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.实验步骤1.测定前核对岩石名称和试样编号,并对试样的颜色、颗粒、层理、裂隙、风化程度、含水状态等进行描述。
2.检查试样加工精度。
并测量试样尺寸,一般在试样中部两个互相垂直方向测量直径计算平均值。
3.围压一般取5MPa、10 MPa、15 MPa、20 MPa和25 MPa。
4.试验机量程,一般应满足0.2P0<P max<0.8P0,式中:P0为试验机最大量程,kN;P max为预计试样最大破坏载荷,kN。
5.试样的安装,首先把钢垫块端部擦净,将试样置于上、下垫块之间,使三者中心为一条直线,再将试样与垫块套上热缩管,热缩管长度稍大于试样高度,用吹风机缓慢加热热缩管,并再用密封胶带固定试样两端,见图6-1。
6.打开三轴室上压盖,再将制备好的试样下垫块置下放入三轴室底座中心,上好压力室顶盖活塞,将装有试样的三轴室放入试验机的下承压板上,并使三轴压力室的中心与试验机的中心一致。
7.注油排气,打开压力室的放气阀,启动围压油泵向压力室注油排气,当压力室有油排除时关闭排气阀。
8.接通电源,开动开压力机,打开送油阀,使压送油阀,然后调整试验机上承压板位置与压力室的上压头接触,缓缓打开送油阀施加50 kN的纵向载荷固定试样。
9.施加围压,缓缓施加围压到指定值,稳定数2分钟后,使围压保持恒定时,要求变动范围不应超1—上垫块;2—密封圈;3—岩石试样;4—下垫块图6-1 试样防油安装示意图过选定的2%。
10. 再以1.0 kN/s ~2.0 kN/s 的加载速度均匀加载,直至试样破坏,立即关闭液压泵卸载阀,再打开试验机的回油阀卸轴压。
11. 纪录破坏载荷及围压值。
打开三轴室的放气阀,卸掉上压盖取出试样,破坏类型描述。
五.实验结果整理1.计算一定侧压力作用下岩石的抗压强度σ1: 式中: σ1max —岩石三轴抗压强度,MPa ;P —纵向破坏载荷,N ; F —试样初始截面积,m 2。
2.计算内摩擦角和粘结力。
在直角坐标系绘制σ3-σ1的关系曲线图6-2, 对实验值采用最小二乘法进行线性回归,计算出其斜率m 和纵轴上的截距b ,即b m +=31σσ线性方程,其中m 和b 可用下式计算:∑∑∑∑∑∑--=2323231313)(σσσσσσσn b∑∑∑∑∑--=23233113)(σσσσσσn n m 式中: σ1—岩石三轴抗压强度,MPa ;σ3—围压,MPa ; n —试样数量。
根据库伦-摩尔准则,岩石的内摩擦角φ和粘结力c 可利用参数m 和b 按下式计算:11arcsin+-=m m φ 图6-2 围压与纵向抗压强度关系曲线图6-3 岩石三轴试验摩尔园及包络线1P Sσ=φφcos 2sin 1-=bc3.绘制摩尔圆及其包络线:在纵横相同比例的直角坐标系内,选取3~5个σ3值,用回归后的直线方程b m +=31σσ计算出相应的σ1值。
再分别以(σ3+σ1)/2,0为圆心,以(σ1-σ3)/2为半径绘制出一组摩尔圆,摩尔圆的外包络线,即为该组岩石的强度曲线,包络线在Y 轴上的截距为粘结力c ,与X 轴的夹角为内摩擦角φ。
岩石三轴压缩实验结果填入表6-1。
表6-1 三轴压缩实验结果六.实验报告要求实验结束后认真独立填写实验报告,实验报告应包括以下内容:1. 实验目的;2. 主要实验仪器;3. 实验步骤;4. 原始数据及实验数据整理;5. 对本实验的建议。
七.思考题1. 三轴实验过程中主要主意事项有哪几项?2. 通过三轴实验说明岩石承载能力与哪些因素有关?3. 你对本次实验的建议和意见。
4. 实验七 岩石抗拉强度测定一.实验目的岩石抗拉强度是指岩石承拉伸条件下能够承受的最大应力值。
通过该实验使学生掌握采用巴西劈裂法测定岩石抗拉强度的方法,并与岩石抗压强度进行比较,从而了解脆性岩石材料的强度特点。