实验一 岩石单轴抗压强度试验

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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。

压力机应满足下列要求:(1)有足够的吨位,即能在总吨位的10%~90%之间进行试验,并能连续加载且无冲击。

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】

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

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。

岩石单轴抗压强度测定实验报告

岩石单轴抗压强度测定实验报告

岩石单轴抗压强度测定实验报告岩石是由颗粒和孔隙组成的,所以它的抗压强度与岩石性质有密切的关系。

岩石强度随孔隙度和硬度大小而变化。

通常情况下,孔隙度越大,体积越小,结构就越稳定。

而岩石强度受压抗应力状态,在各种不同强度下都有一定的变化范围。

用单轴抗压强度测定仪进行岩石强度检测具有操作简单、设备较少、检测精度高等优点。

下面对本实验进行分析及讲解。

一、分析实验目的我公司实验室,在开展单轴抗压强度试验之前,要做好试验设备,包括:实验平台、仪器、试剂等。

这些都是要用到的。

主要目的也是为了保证试验结果的准确性。

所以这次我公司做的是:使用单轴抗压强度测定仪进行一次单轴抗压强度测试试验,测试仪器为:GZ-680-00B型单轴抗压强度测定仪,仪器外观为:圆形外观,整机尺寸:150*120*250 mm,仪器主机、主控板、显示器、主磁路等均为进口产品。

单轴抗压强度测量仪器包括:GZ-680-00B型单轴抗压强度测定仪、GZ-680-00B型双轴抗压强度测试仪@80-00B型双轴抗压强度测试仪等设备。

二、实验仪器本实验选用的仪器是“HG660LA”单轴抗压强度测定仪,该仪器的操作方法如下:1.开箱:取一块坚硬完整的岩石样品,放入测试箱中,再将测试箱放在被测物旁边。

3.上机:使用“HG660LA”单轴抗压强度测定仪进行测试。

4.下机:测试箱被测物放置在测试室内。

5.完成:根据下机数据计算出本仪器的数值并得出检测结果。

三、结果讨论使用单轴抗压强度测试仪进行检测显示,在不同条件下,岩石单轴抗压强度都在一定范围内波动。

特别是随着试验深度和试验次数逐步增加,其动态变化范围越来越大,测试结果更加接近实际工程。

通过这次测试,可以得到岩石单轴抗压强度与不同状态下混凝土所受弯矩(不是混凝土抵抗弯矩)和水泥用量(不是混凝土强度)之间关系及应力与抗拉强度之间关系。

经过测试可以看出:当混凝土加载时间足够长时,混凝土处于高强度状态,此时钢筋和混凝土之间所受弯矩较小。

岩石单轴饱和抗压强度试验

岩石单轴饱和抗压强度试验

岩石单轴饱和抗压强度试验1. 引言嘿,朋友们,今天咱们聊聊一个听上去就让人有点“头大的”话题——岩石单轴饱和抗压强度试验。

别担心,不用太紧张,这其实就像给岩石做一次全面体检,让它在关键时刻能表现得像个“硬汉”。

毕竟,谁不想知道自己家里的墙壁到底能不能抗住风吹雨打呢?2. 什么是单轴饱和抗压强度试验?2.1 概念普及首先,咱们得搞清楚这“单轴饱和抗压强度”到底是个啥。

简单来说,就是在一个方向上用力压岩石,看它能顶住多大的压力,顺便还要把水灌进去,看看岩石在湿润环境下的表现。

你要知道,岩石就像是一个性格内向的朋友,干燥时稳重,湿润时则可能会“水土不服”。

2.2 重要性那么,为什么这个试验这么重要呢?想象一下,咱们的建筑物就像一座座“山”,如果基础不稳,那可就麻烦大了。

通过这个试验,工程师们能准确判断岩石的承载能力,从而设计出更安全、更坚固的结构。

就像做菜,材料的选择可是关键,选错了可就“翻车”了。

3. 实验步骤3.1 准备工作好啦,接下来咱们说说具体的实验步骤。

这可不是随便来一把,得准备得像过年一样。

首先,要找一些合适的岩石样本,通常都是从现场直接取的,别小看了这些石头,它们可有“故事”呢!然后,得把样本浸泡在水里,确保它们“喝饱水”,这样才算“饱和”。

3.2 进行测试接下来就进入正题,测试环节。

把岩石放在压缩机里,慢慢施加压力。

这个过程就像在对待一个紧张的朋友,慢慢来,不要急。

随着压力的增加,岩石会出现一些裂纹,最后在某个瞬间,它会“啪”的一声崩溃。

那一刻,就像是看了一场精彩的电影高潮,心里总会有些“哇哦”的感觉。

4. 数据分析4.1 结果解读完成测试后,就要开始分析数据了。

这时候,工程师们就像侦探,分析岩石的“病历”。

通过不同的压力值和破坏情况,咱们可以知道岩石的抗压能力到底如何。

简而言之,这就好比是评估一个运动员的体能,只有找到强项和弱点,才能制定出更好的训练计划。

4.2 实际应用数据分析后,咱们还得考虑这些数据怎么用。

最新岩石的单轴抗压强度试验

最新岩石的单轴抗压强度试验

岩石的单轴抗压强度试验实验二岩石的单轴抗压强度试验一、基本原理岩石单轴受压至破坏时的最大压应力值称单轴抗压强度,简称抗压强度,以R表示。

岩石单轴抗压强度的测定,一般是采用直接压坏标准试件的方法。

二、仪器设备(1)岩石制样机械:钻石机、车床、锯石机、磨床;(2)检验工具:游标卡尺(精度0.02mm)、直角尺、水平检测台、百分表架及百分表;(3)材料试验机。

三、试件规格、加工精度、数量与含水量(1)采用圆柱体为标准试样,直径为5cm,允许变化范围为4.8~4.2cm;高度为10cm,允许变化范围为9.5~10.5cm。

当缺乏圆柱体制样设备时,允许采用5cm×5cm×10cm的方柱体。

(2)试样加工精度:试样两端面不平行度小于0.1mm;试样上下端直径偏差不得大于0.2mm。

(3)试样数量:试样数量按要求的受力状态或含水状态,每种情况下试样的数量一般不少于3块。

四、测定步骤(1)测定前核对岩石试样名称和岩样编号,对试样的颜色、颗粒、层理、节理、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表内。

(2)检查试样加工精度、量测试样尺寸,填入记录表内。

(3)选择压力及机度盘:一般应满足0P 2.0<m ax P <0P 8.0式中 m ax P ----预计最大破坏载荷; 0P ----压力机度盘最大值。

(4)试样安装将试样置于压力机承压板的中心,调整有球形座的承压板,使之均匀受压。

五、成果整理(1)计算单个试样的单向抗压强度 按下式计算岩石单轴抗压强度R (Mpa )AP R =式中 P ——最大破坏荷载,N ;A ——垂直于加荷方向的试件断面积,mm 2。

(2)计算每组试样单向抗压强度的算术平均值(取整数)i n1i p R n 1R =∑=六、实验数据试件1:R 1=AP =47×103/ (299.49)2=23.95 试件2:R 2=AP =43×103/ (250.25)2=21.68试件3:R 3=AP =58×103/ (250.42)2=29.05p =3584347++=49.3=d 342.5025.5099.49++=50.15 计算每组试样单向抗压强度的算术平均值R P =∑=n1i n1iRR P =31(R 1+R 2+R 3)=31(23.95+21.68+29.05)=25MPa七、实验小结通过本次实验,使我对岩石的单轴抗压强度有了直观的了解,同时也掌握了岩石的单轴抗压强度试验的原理与方法。

岩石单轴抗压强度试验报告

岩石单轴抗压强度试验报告

岩石单轴抗压强度试验报告实验目的掌握岩石单轴抗压强度试验的方法,测定不同类型岩石的抗压强度,并比较分析。

实验原理单轴抗压试验是指将试件沿着一条轴进行压缩,直至试件发生破坏。

在试验过程中,应用一定的应力,力的大小如何对应于试件的变形情况,被称为实际应力。

实验设备1.单轴压力试验机;2.加压油源;3.应变计;4.扩展计。

实验步骤1.根据石材的大小和形状切割制成试件;2.测量试件的尺寸和质量;3.用沥青或蜡将试件两个平面粘结,上表面贴应变计,下表面贴扩展计;4.将试件放置在压力机的平板上;5.施加初始荷载,使试件与扩展计之间有一定的距离;6.根据不同的试验要求,按规定的间隔施加应力,并记录下每个阶段的荷载变化和位移变化;7.当试件被破坏时,停止施加荷载;8.测量破坏荷载,根据破坏的情况分析试件的强度。

实验结果1.试验数据如下表:编号直径(mm)高(mm)质量(g)破坏荷载(N)1 100 50 1350 4702 80 40 820 2603 90 30 630 3204 70 20 370 1605 50 30 250 902.通过计算可得出试件的抗压强度为:编号抗压强度(MPa)1 28.82 29.13 51.34 30.75 36.0实验分析通过实验可知,不同类型的岩石在单轴抗压试验中所表现出的抗压强度是不同的。

同时,我们发现试件3的抗压强度最大,而试件1的抗压强度最小。

经过对比分析,我们发现试件3是花岗岩,而试件1是石灰石。

因此,可以得出花岗岩的抗压强度要比石灰石强。

结论本次实验通过岩石单轴抗压强度试验方法,测定了不同类型岩石的抗压强度,并进行了比较分析。

实验结果表明,岩石的抗压强度与其类型密切相关。

该实验为后续地质研究和岩土工程设计提供了重要的数据支持。

岩石的单轴抗压强度试验

岩石的单轴抗压强度试验

实验原理示意图
原理示意图
单轴抗压试验原理示意图
实验现象
听到的现象
看到的现象(现象出现的过程及试件破坏 状态)
实验数据
实验数据记录
单轴抗压强度实验记录表
试 样 编 号 受 力 方 向 试 验 状 态 试样尺寸 (mm)
直径(长 高 、宽)
横截面积 破坏荷载 A P (mm2) (N)
操作步骤
试样描述 • 试验前应对试样进行描述,描述内容包括:岩石名称
、颜色、矿物成分、结构、风化程度、胶结物性质等;加 荷方向与岩石试样内层理、节理、裂隙的关系及试样加工 中出现的问题。 主要成分: 豹皮灰岩:浅灰-灰黄色,新鲜面呈 棕黄色及灰色,局部褐红色,基质为灰色, 多是细粉径晶方解石。 石灰岩石含CaO一般50%左右,MgO含 量在2.5-3.5之间。三角度3.7-3.8,吸水 率 ≤0.75%,弯曲强度≥10.0MPa,光泽 度60左右,密度2800千克/m3.
岩石的单轴抗压强度试验
安全工程-晏建洋
主要内容
基本原理
仪器设备
操作步骤 实验现象 实验数据 实验小结
基本原理
• 岩石的单轴抗压强度是指岩石试样在 单向受压破坏时,单位面积上所承受的最 大压应力:
• •
P R A
(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, 或用其他方法间接求得。
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。
操作步骤
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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。

压力机应满足下列要求:(1)有足够的吨位,即能在总吨位的10%~90%之间进行试验,并能连续加载且无冲击。

(2)承压板面平整光滑且有足够的刚度,其中之一须具有球形座。

承压板直径不小于试样直径,且也不宜大于试样直径的两倍。

如大于两倍以上时需在试样上下端加辅助承压板,辅助承压板的刚度和平整光滑度应满足压力机承压板的要求。

(3)压力机的校正与检验应符合国家计量标准的规定。

1.5 试验程序(1)根据所要求的试样状态准备试样。

(2)将试样置于压力机承压板中心,调整有球形座的承压板,使试样均匀受力。

(3)依每秒0.5~0.8MPa(1.9~3.1KN/s)的加载速度对试样加荷,直到试样破坏为止,记录最大破坏载荷。

(4)描述试样破坏形态,并记下有关情况。

1.6 成果整理和计算按下式计算岩石单轴抗压强度AP c =σ 式中:c σ——岩石单轴抗压强度(MPa );P ——最大破坏载荷(N ); A ——垂直于加载方向的试样横截面积(mm 2)。

试验结果按表1-1记录。

表1-1 岩石单轴抗压强度试验记录表班 级 组 别 试验者 计算者实验二、岩石压缩变形试验2.1概述岩石变形试验,是在纵向压力作用下测定试样的纵向(轴向)和横向(径向)变形,据此计算岩石的弹性模量和泊松比。

弹性模量是纵向单轴应力与纵向应变之比,规程规定用单轴抗压强度的50%作为应力和该应力下的纵向应变值进行计算。

根据需要也可以确定任何应力下的弹性模量。

泊松比是横向应变与纵向应变之比,规程规定用单轴抗压强度50%时的横向应变值和纵向应变值进行计算。

根据需要也可以求任何应力下的泊松比。

2.2试样备制试样备制方法和精度要求见1.2。

2.3 试样描述试样描述见1.3。

2.4主要仪器设备(1)制样设备、检查仪器和压力机要求见1.4。

(2)电阻应变片、粘结剂、万用表等。

(3)电阻应变仪(或数据采集器)、压力传感器、引伸仪等。

除用电阻应变仪外,也可用精度能达到0.1%和量程能满足变形测定需要的其他仪表。

岩石试件轴向应变片横向应变片图1 岩石试件贴电阻应变片示意图图2 试件连接静态应变仪示意图2.5试验程序(1)选择电阻片,电阻片质量应符合产品要求,电阻丝的长度应大于组成试样的矿物最大粒径或斑晶的10倍以上。

同一试样用的工作片和补偿片的电阻值应不超过±0.2欧姆。

(2)电阻片应贴在试样高度的中部,每个试样贴纵向(轴向)和圆周向电阻片各2片,沿圆周向对称布置,贴片处应尽量避开显著的裂隙、特大的矿物颗粒或斑晶。

试样贴片前用零号砂纸打磨,用丙酮或酒精将贴片处擦洗干净,防止污染(如图1所示)。

(3)贴片用的胶,一般情况下可用502快速粘结剂,914粘结剂等脆性胶;饱和试样还需配置防潮胶液。

(4)将贴好片的试样置于压力机上,对准中心,以全桥或半桥的方式联入应变仪(或数据采集器,如图2所示),接通电源。

以每秒0.5~0.8MPa的加载速度对试样加载,直至破坏。

(5)在施加载荷的过程中,由数据采集系统同步记录各级应力及其相应的纵向和横向应变值。

为了绘制应力~应变关系曲线,记录的数据应尽可能多一些,通常不少于10组数据。

(6)描述试样的破坏形式,并记下与试验有关的的情况。

试验记录格式见表2-1。

2.6 试验成果整理和计算2.6.1计算各级应力下的应变值(1)分别将纵向、横向各二片的数值进行平均,求得纵向、横向应变,(也可试验前将二片串联,直接测得纵向、横向应变值)。

(2)用下式计算体积应变值:d h v εεε2-=式中:v ε——某一应力下的体积应变值;h ε——某一应力下的纵向应变值; d ε——某一应力下的横向应变值。

(3)绘制应力~应变曲线图,如图3所示。

图3 岩石压缩应力应变关系曲线2.6.2计算弹性模量和泊松比(1)在纵向应变曲线上,做通过原点与应力相当于50%抗压强度处的应变点的连线,其斜率即为所求的弹性模量(或称割线模量)。

505050h E εσ=式中:50E ——弹性模量(MPa );50σ——相当于50%抗压强度的应力值(MPa );50h ε——应力为抗压强度50%时的纵向应变值。

(2)取应力为抗压强度50%时的横向应变值和纵向应变值计算泊松比。

5050h d εεμ=式中:μ——泊松比;50d ε——应力为抗压强度50%时的横向应变值; 50h ε——应力为抗压强度50%时的纵向应变值。

2.6.3计算岩石单轴抗压强度AP c =σ 式中:c σ——岩石单轴抗压强度(MPa );P ——最大破坏载荷(N ); A ——垂直于加载方向的试样横截面积(mm 2)。

计算值取值弹性模量取至百位数;泊松比取至小数点以后两位;单轴抗压强度取至整数位。

表2-1 岩石变形试验记录表工程名称 试样直径(mm ) 50E = (MPa )岩石名称 试样高度(mm ) μ=试样编号 试样面积(mm 2) c σ= (MPa )班 级 组 别 日期 试验者 计算者实验三、岩石抗拉强度试验(巴西法)3.1概述巴西法(劈裂法)是在圆柱体试样的直径方向上,施加相对的线性载荷,使之沿试样直径方向破坏的试验(如图4)。

本方法可用于测烘干、自然干燥、饱和的试样。

本方法不适用于软弱岩石。

3.2 试样备制(1)试样可用钻孔岩芯或岩块,在取样和试样制备过程中,不允许人为裂隙出现。

(2)采用圆柱体作为标准试样,直径为50m m,高度为直径的0.5~1.0倍。

试样尺寸的允许变化范围不宜超过5%。

(3)对于非均质的粗粒结构岩石,或取样尺寸小于标准尺寸者,允许使用非标准试样,但高径比必需满足标准试样的要求。

(4)试样个数视所要求的受力方向或含水状态而定,一般情况下至少制备3个。

(5)试样制备精度。

整个厚度上,直径最大误差不应超过0.1mm。

两端不平行度不宜超过0.1mm。

端面应垂直于试样轴线,最大偏差不应超过0.25度。

3.3试样描述试样描述同1.33.4主要仪器设备(1)试样加工设备、量测工具与有关仪器详见1.4。

(2)加载设备:压力试验机应符合1.4的规定,因岩石的抗拉强度远低于抗压强度,为了提高试验精度,所以选择压力试验机的吨位不宜过大。

(3)垫条:在岩石劈裂试验中,目前国内外规程中,有加垫条、劈裂压模、不加垫条三种,《水利电力规程》建议采用电工用的胶木板或硬纸板,其宽度与试样直径之比为0.08~0.1;《国际岩石力学学会》建议采用压模,压模圆弧直径为试样直径的1.5倍(如图4);日本、美国等矿业规程建议采用不加垫条,使试样与承压板直接接触。

三种方法相比,最后一种比较简单所以用的较广泛。

半球座上加载鄂试件下加载鄂图4 岩石抗拉强度测定示意图3.5试验程序(1)根据所要求的试样状态准备试样。

(2)将试样平置于压力机承压板中心,调整有球形座的承压板使试样均匀受载。

(3)以每秒0.3~0.5MPa(1.1~1.9KN/s)的加载速度加荷,直到试样破坏为止,并记录最大破坏载荷。

(4)观察试样在受载过程中的破坏发展过程,并记录试样的破坏形态。

表3-1 岩石劈裂法试验记录表班 级 组 别 日期 试验者 计算者4.6成果整理和计算(1)按下式计算岩石的抗拉强度DHPt πσ2=式中:t σ——岩石的抗拉强度(MPa );P ——试样破坏时的最大载荷(N ); D ——试样直径(mm); H ——试样厚度(mm)。

计算值取至小数点以后一位。

实验四、岩石抗剪强度试验(变角剪切)4.1概述标准岩石试样在有正应力的条件下,剪切面受剪力作用而使试样剪断破坏时的剪力与剪断面积之比,称为岩石试样的抗剪强度。

利用几个不同角度的抗剪夹具做试验,得出试样沿剪断面破坏的正应力和剪应力之间的关系,以确定岩石抗剪强度曲线的一部分。

4.2试样备制试样为50⨯50⨯50mm 或70⨯70⨯70mm 的立方体,误差小于0.2~0.3mm ,试样各端面严格平行,不平行度小于0.07mm ,四面凸起小于0.03mm 。

每组试验至少3个角度,每个剪切角度的试样数目应不少于2~3个,所以一组试验的试样数目至少应有6~9个以上。

图5 岩石变角剪示意图 图6 岩石变角剪加载示意图4.3试验设备、用具压力试验机,抗剪夹具(40︒、60︒、70︒三个),卡尺及其它辅助设备。

4.4试验程序(1)描述试样的颜色、颗粒、层理方向、加工精度等情况,在试样上划出剪切线。

(2)用游标卡尺量测试样的高、宽、长的尺寸,精确到0.05mm ,并计算剪切面的面积。

(3)把试样和抗剪夹具一起放在压力试验机的承压板上,夹具与垫板之间放滚轴以消除摩擦力,试样和抗剪夹具周围放防护罩。

(4)以每秒0.5~1.0MPa(1.9~3.9KN/s) 的速度加载,直到试样剪断为止,记录下破坏时的载荷,格式见表4-1。

(5)按20︒、30︒、45︒ 不同夹具,分别逐个进行试验,每个角度做3件。

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