岩石体基本力学参数测试实验

岩石力学实验指导书及实验报告

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辽宁工程技术大学编

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 g

d 1

2-+=

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。 三、测定步骤：

1、将试样放入105~110ο

C 的烘箱中烘至恒重后取出、放在干燥器内冷却至室温、称重得g

2、丝线绑住试件、置于刚过熔点的石蜡中1~2秒钟提出、检查试件上，蜡有无气泡、可用小电烙铁或热针刺破并涂平孔眼、在天平上称重得g 1

3、将蜡封后的试件挂在天平钩上、在水中称重得g 2

四、结果计算：

n

s g g g

g d g g g

d ---=

121

式中：d g ——岩石的干密度，克／厘米3； g ——试件干重，克；

g 1——蜡封试件在空气中重，克； g 2——蜡封试件在水重中，克； d s ——水的密度，克／厘米3；

g n ——石蜡密度，克／厘米3，0.90克／厘米3。

岩石在天然状态下所含水分的重量与岩石烘干后的重量之比为岩石的含水率。

一、仪器设备

天平、烘箱、干燥箱。 二、试验步骤

1、从岩样中心取保持天然含水状态的边长约4~6厘米的立方体试件，即称重得g 1，在现场采取的岩石，测含水率就要用塑料袋把欲测岩石密封住，保持水分。

2、将试件放在105~110ο

C 烘箱中烘至恒重后取出，放置干燥器中冷却至室温，称重得g 2。

三、测定结果计算：

%1002

2

1⨯-=

g g g w 式中：w ——岩石天然含水率；

1g ——保持天然水分的试件重量，克； 2g ——烘至恒重的试件重量，克。

试验四、岩石单向抗压强度的测定

一、仪器设备

材料试验机、游标卡尺。

二、标准试件规格：采用直接为50mm 的圆柱体，高径比为2 ：1；也可采用50

×50×100mm 的长方体。 三、测定步骤：

1、 测试件尺寸（试件直径应在其高度中部两个互相垂直的方向量测，取算术

平均值）填入记录表内。

2、 选择压力机度盘：一般应满足0.2P ＜P max ＜0.8P 式中：P max ——预计最大破坏载荷，KN P ——压力机度盘最大值，KN

3、 开动压力机，使其处于可用状态，将试件置于压力机承压板中心，调整球

形坐，使试件上下受力均匀，0.5~1.0MPa 的速度加载直至破坏。

四、测定结果的计算： 试件的抗压强度：

F

P R

式中：R ——试件抗压强度，MPa

P ——试件破坏载荷，N F ——试件面积，mm 2

试验五、岩石抗拉强度的测定（劈裂法）

一、仪器设备：

材料试验机、劈裂法实验夹具、游标卡尺。 二、试件规格

标准试件采用圆盘形，直径50mm 、厚25mm ；也可采用50×50×50mm 得方形试件。 三、测定步骤：

1、2同抗压强度相同。

3、通过试件直径的两端，沿轴线方向画两条互相平行的线作为加载基线，把试件放入夹具内，夹具上下刀刃对准加载基线，放入试验机的上下承压板之间，使试件的中心线和试验机的中心线在一条直线上。

4、开动试验机，以每秒0.03~0.05MPa 的速度加载直至破坏。

四、测定结果计算：

DL

P

R L 14.32

式中：R L ——岩石单向抗拉强度，MPa

P ——试件破坏载荷，N D ——试件直径，mm L ——试件厚度，mm

抗拉强度测定记录表