岩石试验
岩石拉伸试验方法与分析
岩石拉伸试验方法与分析岩石拉伸试验是一种常见的实验方法，用于评估岩石的抗拉性能和断裂特征。
本文将介绍一般岩石拉伸试验的基本步骤、仪器设备以及试验结果的分析方法。
一、岩石拉伸试验的基本步骤1. 试样准备：从采集的岩石样品中制备出代表性的试样。
通常使用直径为50mm、高度为100mm的圆柱形试样或长方体试样。
试样表面应平整且无明显的裂纹和瑕疵。
2. 试验设备：岩石拉伸试验通常使用电子万能试验机。
该机器有两个可移动的夹具，一个靠近上部，一个靠近下部，用于夹持试样。
试验机通过施加垂直于试样轴向的拉力来进行测试。
3. 实施试验：将试样放置在试验机的夹具中，并确保试样处于纵向拉伸状态。
逐渐应用拉伸负载，直到试样发生破坏为止。
同时，记录应用的拉伸力和试样的延伸量。
4. 数据记录与分析：在试验过程中，需要持续记录试样的拉伸力和延伸量数据。
试验结束后，还可以使用数字图像处理软件对试样破坏前后的形貌变化进行分析。
二、岩石拉伸试验的结果分析1. 抗拉强度与应变关系：将试验过程中记录的拉伸负荷除以试样的截面积，计算得到抗拉强度。
同时，还可以通过绘制应力-应变曲线来揭示试样的力学性质。
2. 断裂特征：通过观察试样在拉伸过程中发生的裂纹产生和发展情况，可以判断岩石的断裂特征。
常见的断裂模式包括拉伸破坏、剪切破坏和剪切拉伸破坏等。
3. 剪切强度：在试验过程中，如果试样出现剪切破坏，则可以利用试验数据计算剪切强度。
剪切强度是指试样受到剪切力破坏时的抗力。
4. 计算材料参数：通过岩石拉伸试验的结果，还可以计算出其他材料参数，如杨氏模量、泊松比等。
这些参数对于岩石工程设计和岩石力学研究具有重要意义。
三、岩石拉伸试验的注意事项1. 试样的选择：为了能够准确地评估岩石的力学性能，应选择具有代表性的岩石样品进行试验。
同时，试样的大小和形状也需要符合标准要求。
2. 试验环境的控制：在进行拉伸试验时，应严格控制试验环境的温度和湿度。
特别是对于具有吸湿性的岩石来说，湿度的变化会对试验结果产生影响。
岩石基础力学性质的试验研究和应用
岩石基础力学性质的试验研究和应用岩石是地球壳中的主要构成元素之一，其力学性质的研究对于地质工程、岩土工程以及矿山工程等领域具有重要意义。
本文将探讨岩石基础力学性质的试验研究和应用，深入了解岩石的力学特性，为工程实践提供科学依据和指导。
一、岩石力学性质的试验研究1.1 岩石试验的重要性岩石的力学性质直接关系到岩体的稳定性和工程的安全性。
因此，进行岩石力学性质的试验研究是十分必要的。
通过试验可以获得岩石的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、弹性模量等重要参数，从而对岩石的力学性质进行全面的分析和评价。
1.2 岩石试验的基本内容岩石试验的基本内容包括物理试验、力学试验和数值模拟试验等。
物理试验可以了解岩石的物理特性，如密度、孔隙度等；力学试验可以测量岩石的力学性能，如强度、刚度等；而数值模拟试验则可以通过计算模拟来揭示岩石的力学行为和响应。
1.3 岩石试验的方法和设备岩石试验的方法和设备主要包括压力试验机、拉力试验机、剪力试验机等。
其中，压力试验机用于测量岩石的抗压强度，拉力试验机用于测量岩石的抗拉强度，剪力试验机用于测量岩石的抗剪强度。
通过这些试验方法和设备，可以对岩石的不同力学性质进行全面细致的研究。
二、岩石力学性质的应用2.1 岩石基础工程中的应用在岩石基础工程中，岩石力学性质的应用尤为重要。
通过对岩石力学性质的研究，可以确定合理的基础设计方案，避免因岩石的破坏而引发的工程事故。
此外，在基础工程中，还可以根据岩石的弹性模量和抗裂强度等参数，结合土体力学的原理，进行地基处理和加固，提高地基的承载力和稳定性。
2.2 岩石爆破工程中的应用岩石爆破工程是一种常见的岩石开采方法，也是岩石力学性质的重要应用领域之一。
通过对岩石的抗压强度和抗拉强度等参数的测定，可以确定爆破设计的参数和爆破药剂的种类，提高爆破效果和工程效率。
2.3 岩石地质灾害的防治岩石地质灾害是指岩石体在自然力作用下发生的破坏、滑动、崩塌等不利于工程建设和人类安全的现象。
岩石物理试验实施细则
土工作业指导书岩石物理试验实施细则文件编号：版本号：编制：批准：生效日期：岩石物理试验实施细则一、含水率试验1.试验方法岩石含水率试验应承受烘干法，并适用于不含结晶水矿物的岩石。
2.试件应符合以下要求：2.1保持自然含水率的试件应在现场实行，不得承受爆破或湿钻法。
试件在实行、运输、储存和制备过程中，含水率的变化不应超过 1％。
2.2每个试件的尺寸应大于组成岩石最大颗粒的 10 倍。
2.3每个试件的质量不得小于 40ｇ。
2.4每组试验试件的数量不宜少于 5 个。
3.试件描述应包括以下内容：3.1岩石名称、颜色、矿物成分、构造、风化程度、胶结物性质等。
3.2为保持试件含水状态所实行的措施。
4.主要仪器和设备应包括以下各项：4.1烘箱和枯燥器。
4.2天平。
5.试验应按以下步骤进展：5.1称制备好的试件质量。
5.2将试件置于烘箱内，在 105～110℃的恒温下烘干试件。
5.3将试件从烘箱中取出，放入枯燥器内冷却至室温，称试件质量。
5.4重复本条 5.2、5.3 程序，直到将试件烘干至恒量为止，即相邻24ｈ两次称量之差不超过后一次称量的 0.1％。
5.5称量准确至 0.01ｇ。
6.试验成果整理应符合以下要求：6.1按以下公式计算岩石含水率：m -mω=0 s ⨯100ms式中ω-------- 岩石含水率〔%〕；m------- 试样烘干前的质量〔g〕；m------- 干试样的质量。
s6.2计算值准确至 0.1。
6.3含水率试验记录应包括工程名称、试件编号、试件描述、试件烘干前后的质量。
二、颗粒密度试验1.试验方法岩石颗粒密度试验应承受比重瓶法，并适用于各类岩石。
2.试件应符合以下要求：2.1将岩石用粉碎机粉碎成岩粉，使之全部通过 0.25mm 筛孔，用磁铁吸去铁屑。
2.2对含有磁性矿物的岩石，ω应承受瓷研钵或玛瑙研钵粉碎岩石，使全部通过 0.25mm 筛孔。
3.试件描述应包括以下内容：3.1粉碎前应描述岩石名称、颜色、矿物成分、构造、风化程度、胶结物性质等。
研究岩石的实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过岩石力学实验，研究岩石的力学性质，包括抗压强度、抗拉强度、变形性能、水理性质等，为岩土工程设计和施工提供理论依据。
二、实验原理岩石力学实验主要包括以下几种：1. 岩石单轴抗压强度试验：在岩石试件上施加轴向压力，当试件破坏时，记录破坏时的最大轴向压力，以此确定岩石的单轴抗压强度。
2. 岩石抗拉强度试验（劈裂试验）：将岩石试件沿劈裂面进行拉伸，当试件破坏时，记录破坏时的最大拉伸力，以此确定岩石的抗拉强度。
3. 岩石变形试验：通过施加轴向压力，观察岩石的变形情况，分析岩石的变形规律。
4. 岩石水理性质试验：测定岩石的吸水性、软化性、抗冻性和透水性等水理性质。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：岩石力学试验机、万能试验机、岩样制备设备、量筒、天平等。
2. 实验材料：岩石试件、砂、水等。
四、实验步骤1. 岩石单轴抗压强度试验：（1）将岩石试件加工成标准尺寸，并对试件表面进行打磨。
（2）将试件放入岩石力学试验机，调整试验机夹具，使试件轴向压力方向与试件轴线一致。
（3）启动试验机，以一定的加载速度对试件施加轴向压力，当试件破坏时，记录破坏时的最大轴向压力。
2. 岩石抗拉强度试验（劈裂试验）：（1）将岩石试件加工成标准尺寸，并对试件表面进行打磨。
（2）将试件放入万能试验机，调整试验机夹具，使试件劈裂面与试验机轴线一致。
（3）启动试验机，以一定的拉伸速度对试件施加拉伸力，当试件破坏时，记录破坏时的最大拉伸力。
3. 岩石变形试验：（1）将岩石试件加工成标准尺寸，并对试件表面进行打磨。
（2）将试件放入岩石力学试验机，调整试验机夹具，使试件轴向压力方向与试件轴线一致。
（3）启动试验机，以一定的加载速度对试件施加轴向压力，记录试件的变形情况。
4. 岩石水理性质试验：（1）测定岩石的吸水性：将岩石试件放入量筒中，加入一定量的水，记录试件吸水后的质量。
（2）测定岩石的软化性：将岩石试件浸入水中，记录试件饱和后的抗压强度。
岩石物理试验实施细则
土工作业指导书岩石物理试验实施细则文件编号：版本号：编制：批准：生效日期：岩石物理试验实施细则一、含水率试验1.试验方法岩石含水率试验应采用烘干法，并适用于不含结晶水矿物的岩石。
2. 试件应符合下列要求：2.1保持天然含水率的试件应在现场采取，不得采用爆破或湿钻法。
试件在采取、运输、储存和制备过程中，含水率的变化不应超过1％。
2.2每个试件的尺寸应大于组成岩石最大颗粒的10倍。
2.3每个试件的质量不得小于40ｇ。
2.4每组试验试件的数量不宜少于5个。
3.试件描述应包括下列内容：3.1岩石名称、颜色、矿物成分、结构、风化程度、胶结物性质等。
3.2为保持试件含水状态所采取的措施。
4. 主要仪器和设备应包括下列各项：4.1烘箱和干燥器。
4.2天平。
5. 试验应按下列步骤进行：5.1称制备好的试件质量。
5.2将试件置于烘箱内，在105～110℃的恒温下烘干试件。
5.3将试件从烘箱中取出，放入干燥器内冷却至室温，称试件质量。
5.4重复本条5.2、5.3程序，直到将试件烘干至恒量为止，即相邻24ｈ两次称量之差不超过后一次称量的0.1％。
5.5称量精确至0.01ｇ。
6. 试验成果整理应符合下列要求：6.1按下列公式计算岩石含水率：0100ssm m m ω-=⨯ 式中ω-----岩石含水率（%）；0m -----试样烘干前的质量（g ）； s m -----干试样的质量。
6.2计算值精确至0.1。
6.3含水率试验记录应包括工程名称、试件编号、试件描述、试件烘干前后的质量。
二、颗粒密度试验 1.试验方法岩石颗粒密度试验应采用比重瓶法，并适用于各类岩石。
2.试件应符合下列要求：2.1将岩石用粉碎机粉碎成岩粉，使之全部通过0.25mm 筛孔，用磁铁吸去铁屑。
2.2对含有磁性矿物的岩石，ω应采用瓷研钵或玛瑙研钵粉碎岩石，使全部通过0.25mm 筛孔。
3.试件描述应包括下列内容：3.1粉碎前应描述岩石名称、颜色、矿物成分、结构、风化程度、胶结物性质等。
岩石的地质学实验
岩石的地质学实验岩石是地质学中的重要研究对象，通过实验可以对岩石的性质和形成过程进行深入研究。
地质学实验涵盖了多个方面，包括岩石的物理性质、化学性质、形态特征以及岩石变形和分解等。
本文将重点介绍几种常见的岩石地质学实验。
一、岩石物理性质实验1. 密度测定实验密度是岩石的一个重要物理性质，通常使用质量和体积来表示。
在实验中，我们可以通过称量岩石样品的质量并浸入水中测定体积，然后计算出岩石的密度。
这种实验方法被称为浮法测定。
2. 孔隙度和孔隙率实验岩石的孔隙度是指岩石中的总体积中孔隙占据的部分的比例。
孔隙度和孔隙率通常可以通过测量岩石样品的饱和质量（即含水量）和干质量，然后计算出来。
这些数据对于水文地质和油气勘探等领域具有重要意义。
3. 磁化率实验磁化率是研究岩石磁性的重要参数。
使用磁化率仪可以测量岩石样品在外加磁场作用下的磁化率。
这种实验方法可以用于研究地磁场对岩石反应的影响，以及岩石中可能存在的磁性矿物。
二、岩石化学性质实验1. 酸蚀实验酸蚀实验可以用于确定岩石中存在的酸溶性矿物。
在实验中，可以选择一种酸性试剂（如盐酸）来与岩石样品接触，观察是否产生气泡或溶解反应，从而推断岩石中酸溶性矿物的存在。
2. 岩石溶解实验溶解实验可以用于研究岩石中的可溶性矿物。
在实验中，可以选择一种溶液（如氢氧化钠溶液）与岩石样品接触，观察是否发生溶解反应。
通过溶解实验可以确定岩石中的可溶性矿物类型以及它们的溶解特性。
3. 物理吸附实验物理吸附实验可以研究岩石表面的吸附性质。
在实验中，可以使用一种吸附剂（如活性炭）与岩石样品接触，观察吸附剂上吸附的气体分子或溶质的种类和数量。
这种实验方法对于研究岩石中的孔隙结构和孔隙表面特征具有重要意义。
三、岩石形态特征实验1. 岩石显微镜观察实验显微镜观察实验可以研究岩石的显微结构和组成。
通过使用显微镜，可以观察到岩石中的矿物颗粒、晶体结构以及岩石中可能存在的裂缝和变形等特征。
2. 岩石薄片制备实验岩石薄片制备实验是为了进行岩石显微镜观察而进行的。
观察岩石的三种方法
观察岩石的三种方法
观察岩石的三种方法分别为：
1. 直接观察法：这是最基本的一种方法，即直接用肉眼或放大镜等工具观察岩石的外部特征和内部结构。
可以观察岩石的颜色、纹理、晶体形态、断口等特征，以及是否存在矿物、化石等。
2. 化学试验法：这种方法是通过化学试验来检测岩石中是否含有某些特定的矿物或元素。
例如，用酸来检测碳酸盐类矿物，用火焰试验来检测金属元素等。
3. 物理实验法：这种方法是利用物理性质来研究岩石的性质，包括密度、硬度、磁性、热膨胀系数等。
例如，用锤子敲击岩石来测试岩石的硬度，用磁铁来检测岩石中的磁性等。
需要注意的是，观察岩石时需要遵守安全规范，不要随意捡拾路边的岩石进行观察。
同时，对于未知的岩石，应该先进行初步的观察和分类，然后再进行化学试验和物理实验，以确保实验安全性和有效性。
室内岩石试验(单轴)
在作用力不断增大的过程中，岩石的变形和破坏是 一个统一的连续过程，破坏是累进性的。
提
纲
一、引言 二、单轴压缩强度和变形试验
二、单轴压缩强度和变形试验
试件在轴向压力下产生轴向压缩、横向 膨胀，最后导致破坏—单轴压缩试验。可测 定试件的抗压强度和弹性常数 一）基本原理 二）仪器设备 三）试验方法 四）成果整理及参数取值
二、单轴压缩强度和变形试验
（三）计算岩石弹性模量和泊松比
σb −σa Eav = ε lb − ε la ε db − ε da μav = ε lb − ε la
二、单轴压缩强度和变形试验
—试验方法 5、精度要求： a、试件两端面不平 整度误差不得大于 0.05mm； b、沿试件高度，直 径的误差不得大于0.3mm； c、端面应垂直于试 件轴线，最大偏差不得大 于0.250。
二、单轴压缩强度和变形试验
—试验方法
6、试件含水状态： 天然含水状态、烘干状态、饱和状态。 1） 烘干状态 将试件置于烘箱内，在105～1100C温度下烘24h，取出放 入干燥器内冷却至室温后称重。 2）饱水状态 a、自由水法饱和试件 将试件放入水槽，先注水至试件高度的1/4处，以后每隔 2h分别注水至试件高度的1/2和3/4处，6h后全部淹没试件 。 试件在水中自由吸水48h后，取出试件并沾去表面水分称重。
二、单轴压缩强度和变形试验
—试验方法 2、设计试验控制程序 1）按照试验规程： 轴向荷载控制：0.5～1.0MPa/s 2）国际岩石力学协会推荐加载速度 轴向位移控制：0.1mm/min
二、单轴压缩强度和变形试验
—试验方法 3、设计数据采集程序 data1—以Force （轴向荷载）作为主控参数， 每间隔一定值连续采集一组数据，包括： LVDT（轴 向位移） 、Strain（轴向应变）、CIRC（环向位 移）。 data2—以LVDT（轴向位移） 作为主控参数， 每间隔一定值连续采集一组数据，包括： Force （轴向荷载） 、Strain（轴向应变）、CIRC（环向 位移）。
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实验一 岩石的抗压强度实验
单轴抗压强度试验是测试岩石抗压强度最为直接的方法之一。
当无侧限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。
岩块的抗压强度通常是采用标准试件在压力机上加轴向荷载，直至试件破坏。
如设试件破坏时的荷载为c p (N)，横断面面积为A (mm 2)，则岩块的单轴抗压强度c σ(MPa)为：
A
P c
c =
σ ①单轴抗压强度试验方法
在岩体力学中，岩石的单轴抗压强度是研究最早、最完善的特性之一。
单轴抗压强度的试验方法是在带有上、下承压板的试验机内，按一定的加载速度单向加压致试件破坏。
此外，对试件的加工也有一定的要求。
即试件的直径或者边长为4.8-5.2mm 、高度为直径的2.0-2.5倍、试件两端面的不平整度不得大于0.05mm 、在试件的高度上直径或者边长的误差不得大于0.3mm 、两个端面应垂直于试件轴线，最大偏差不得大于0.25°。
实验二 岩石的抗拉强度实验
一、原理
抗拉强度是岩石力学性质的重要指标之一。
由于岩石的抗接强度远小于其抗压强度，故在受载时，岩石往往首先发生拉伸破坏，这一点在地下工程中有着重要意义。
由于直接拉伸试验受夹持条件等限制，岩石的抗拉强度一般均由间接试验得出。
在此采用国际岩石学会实验室委员会推荐并为普遍采用的间接拉伸法（劈裂法，又舟巴西法）测定岩样的抗拉强度。
由弹性理论可以证明，圆柱或立方形试件劈裂时的抗拉强度由下式确定
Dt
P u
bt πσ2=
式中：P u —试件破坏时的荷载；
D —圆柱体试件的直径或立方体试件高度； t —圆柱体试件厚度或立方体试件宽度。
止式认为在试件破裂面上的应力为均匀拉应力，实际上在试件受压接触点处，压应力值大于均匀拉应力值的12倍以上，然后迅速下降，以圆柱试件为例，在距圆柱试件中心大约0.8r（半径）处，应力值变为零，然后变为拉应力，至圆板中心附近拉应力取最大值，因此做劈裂试验时常在圆柱样中心附近首先产生拉伸断裂，圆柱体试件受压直径面上的应力分布如图1－1所示。
图1－1
二、仪器设备
1．压力机，规格10吨；
2．试样加工设备：钻石机、切石机、磨光机、卡尺、角尺、测量平台、放大镜、金刚砂、玻璃板、烘箱、干燥器等；
3．垫条：直径为1.5mm或为2.0mm的钢丝。
三、操作步骤
1．试样制备
规格为υ5厘米或5×5厘米的岩样，每组3个，加工允许尺寸误差小于0.2mm，两端面平行度小于0.1mm，端面应垂直于试样轴线，最大偏差小于0.25度。
对于非均质粗粒结构岩石，或取样尺寸小于标准尺寸者，允许采用非标准试样，但高径比应满足标准试样的要求。
2．试样安装
将准备好的试样连同垫条按图1－1所示的形式旋转在压力机上下压板间，然后调整压力机的横梁或活塞，使试样固定，应注意使试样上、下两垫条刚好位于包含压力机加荷板中心线的垂直面内，以避免荷载的偏心作用。
3．施加荷载
以每秒3~5kg/cm2的加荷速率加压，直至试样破坏，记录最大破坏荷载，并描述试样破坏情况。
四、成果计算
按上式计算岩石抗拉强度，计算值取至小数点后一位。
五、记录试验数据，分析试验结果
岩石劈裂法试验记录表
工程名称试验者
实验三岩石的抗剪强度实验
一、原理
岩石的抗剪断强度，是岩石在外部剪切力作用下，抵抗剪切破坏的能力。
通过岩石剪切试验，确定岩石剪切破坏时剪切面上的正应力σ与剪应力τ之间的关系，确定岩石的内摩擦角υ和凝聚力C，从而获得岩石的抗剪断强度。
岩石抗剪断试验方法包括单剪法、双剪法、变角板法、斜角压切法和扭转剪切法等。
本次试验采用变角板法，将岩石试样置于特制的夹具中，放在压力机的上、下压板之间，利用压力机施加垂直荷载，使整体试样沿所限定的剪切角剪断（图2－1），根据静力平衡条件分析剪断面上所受的法向应力和剪应力，绘制法向应力和抗剪断强度关系曲线，求得岩石的凝聚力和内摩擦角。
图2－1变角板法装置示意图
二、仪器设备
1．试样加工器具，锯石机、磨光机、卡尺、角尺、金钢砂、玻璃板、烘箱等；
2．100~200吨压力机；
3．专门夹具一套，夹具倾角α＝30°、40°、50°、60°、70°。
三、操作步骤
1．试样制备
试样为岩芯或岩块，用锯石机锯取，并做一定的磨光处理，尺寸为7×7×7厘米或5×5×5厘米，试样每组不少于6个，描述试样特征，并用色笔在试样上划出中心线，注明试样的切剪角。
用卡尺逐个测量试样尺寸，计算剪切面积。
2．安装试样
将夹具连同试样放在压力机下压板上，以压力机轴为准对准中心，并在夹具周围放置防护罩。
调整压力表指针至零点。
3．加荷观测
关上压力机回油阀，打开送油阀，接上电源，以每秒钟1~2kg/cm2的速度加荷。
观察压力表指针的移动。
当试样发生初裂时，记下当时的荷重，直至试样破
坏为止。
由此荷重便可确定岩石的极限抗剪强度。
4．描述试样
升起压力机上压板，取出被剪断的试样进行破裂外貌描述，并保留试样。
5．重复试验
分别以不同α角的夹具重复2、3、4步骤进行试验，取得不同α角时岩石剪断时的荷重。
6．试验结果整理
（1）计算不同α角的夹具下试样剪断时所受正应力和剪应力：
)
c o s (s i n )s i n (c o s ααταασf A
P
f A
P
-=+=
式中：σ—剪断面上的法向压应力（公斤／厘米2）； τ—剪断面上极限剪应力（公斤／厘米2）；
P —压力机加在夹具中试样上的最大铅直荷重（公斤）； A —剪断面面积（厘米2）；
f —滚珠的摩擦系数，由摩擦校正试验决定； α—用夹具固定的剪断面与水平面的夹角（度）。
（2）绘制岩石极限强度曲线：
以每一α角剪断面上的正应力σ为横座标，剪应力τ为纵座标，连接各点得
σ-τ曲线。
（3）由σ-τ关系曲线计算抗剪断强度指标C和Φ值；
a、按曲线整理
如图所示，内摩擦角为Φ′凝聚力为C′抗剪断强度为
τ=σ设tgΦ′+C′
b、按直线整理
按最小二乘法求得直线方程
τ=σ设tgΦ″+C″
四、记录试验数据，分析试验结果。