岩石力学实验报告

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岩石力学实验报告

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中南大学土木工程学院岩土工程实验室

目 录

一、 单轴抗压强度试验……………………………………………………2 二、 单轴压缩变形试验……………………………………………………3 三、 间接抗拉强度试验(劈裂法)………………………………………6

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一.单轴抗压强度试验

1. 单轴抗压强度试验适用于能制成规则试件的各类岩石。

2. 试件可用岩芯或岩块加工制成。试件在采取、运输和制备过程中,应避免产生裂缝。 3. 试件尺寸要求:

⑴圆柱体直径宜为48~54mm。

⑵含大颗粒的岩石,试件的直径应大于岩石最大颗粒尺寸的10倍。 ⑶试件高度与直径之比宜为2.0~2.5。 4. 试件精度要求:

⑴试件两端面不平整度误差不得大于0.05mm。 ⑵沿试件高度,直径的误差不得大于0.3mm。

⑶端面应垂直于试件轴线,最大偏差不得大于0.250。 5. 主要仪器和设备:

⑴钻石机、锯石机、磨石机、车床等。 ⑵测量平台。

⑶检测合格并能按规定速率连续而均匀地加荷的200KN压力试验机。 6. 试验应按下列步骤进行:

⑴将试件置于压力机承压板中心,使试件两端面接触均匀。

⑵以每秒0.5~1.0MPa的速度加荷直至破坏,记录破坏荷载及加载过程中出现的现象。 ⑶试验结束后,应描述试件的破坏形态。 7. 试验成果整理应符合下列要求:

⑴按下列公式计算岩石单轴抗压强度:

R=

P A式中 R——岩石单轴抗压强度(MPa)

P——试件破坏荷载(N) A——试件截面积(mm2)

⑵计算值取3位有效数字。

⑶单轴抗压强度试验记录应包括工程名称、取样位置、试件编号、试件描述、试件尺寸和破坏荷载。

抗压强度试验记录

工程项目 岩石名称 试样编号

试验者___________ 计算者__________ 校核者___________ 试验日期__________

试件处理情况 试件尺寸(mm) 长 宽 直径 高 试件截 面积A(mm2) 极限 荷载P(N) 石料产地 用途 抗压强度 平均抗压强度(MPa) 备注 PR= A(MPa)

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二.单轴压缩变形试验

1.单轴压缩变形试验适用于能制成规则试件的各类岩石。

2.试件可用岩心或岩块加工制成。试件在采取、运输和制备过程中,应避免产生裂缝。 3.试件尺寸要求:

⑴圆柱体直径宜为48~54mm。

⑵含大颗粒的岩石,试件的直径应大于岩石最大颗粒尺寸的10倍。 ⑶试件高度与直径之比宜为2.0~2.5。 4.试件精度要求:

⑴试件两端面不平整度误差不得大于0.05mm。 ⑵沿试件高度,直径的误差不得大于0.3mm。

⑶端面应垂直于试件轴线,最大偏差不得大于0.250。 5.主要仪器和设备:

⑴钻石机、锯石机、磨石机、车床等。 ⑵测量平台。

⑶检测合格并能按规定速率连续而均匀地加荷的200KN压力试验机。 ⑷惠斯顿电桥、万用表、兆欧表。 ⑸电阻应变仪。 6.试验步骤:

⑴选择电阻应变片时,电阻片阻栅长度应大于岩石颗粒的10倍,并应小于试件的半径;同一试件所选定的工作片与补偿片的规格、灵敏系数应相同,电阻值相差应不大于±0.2Ω。

⑵电阻应变片应牢固地粘贴在试件中部的表面,并应避开裂隙或斑晶。纵向或横向电阻应变片的数量不得少于2片,其绝缘电阻值应大于200MΩ。

⑶将试件置于压力机承压板中心,使试件受力均匀。

⑷以每秒0.5~1.0MPa的速度加荷,逐级测读荷载与应变值直至破坏,测值不应少于10组。 ⑸记录加荷过程及破坏时出现的现象,并对破坏后的试件进行描述。 7.试验成果整理应符合上列要求:

⑴岩石单轴抗压强度按下式计算:

R=

P A式中 R——岩石单轴抗压强度(MPa)

P——试件破坏荷载(N) A——试件截面积(mm2)

⑵按下列公式计算各级应力:

??P A 式中 σ——各级应力(MPa)

P——与所测各组应变值相应的荷载(N)

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A——试件载面积(mm)

⑶绘制应力与纵向应变及横向应变关系曲线。

⑷按下式计算岩石平均弹性模量和岩石平均泊松比:

Eav??b??a

?Ib??Ia?db??da

?Ib??Ia3

?av?

式中 Eav——岩石平均弹性模量

?av——岩石平均泊松比

?a——应力与纵向应变关系曲线上直线段始点的应力值 ?b——应力与纵向应变关系曲线上直线段终点的应力值 ?Ia——应力为?a时的纵向应变值 ?Ib——应力为?b时的纵向应变值

?da——应力为?a时的横向应值 ?db——应力为?b时的横向应值

⑸按下式计算岩石割线弹性模量及相应的岩石泊松比:

E50??50 ?l50?50??d50 ?l50式中 E50——岩石割线弹性模量 ?50——岩石泊松比

?50——相当于岩石单轴抗压强度50%时的应力值 ?l50——应力为?50时的纵向应变值 ?d50——应力为?50时的横向应变值

⑹岩石弹性模量值取3位有效数字;泊松比计算值精确至0.01。

⑺单轴压缩变形试验记录应包括工程名称、取样位置、试件编号、试件描述、试件尺寸、各级荷载下的应力及纵向横向应变值、破坏荷载。

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岩石压缩变形试验记录

试样编号 岩石力学 时间 荷载 应力 ? 灵敏系数: 纵向应变 测点编号 平均值横向应变 测点编号 平均值石料产地 用途 附注 (N)) (MPa) 分 秒

??1 ??2 ??1???22 ??1 ??2 ??1???22 试验者___________ 计算者__________ 校核者___________ 试验日期__________

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三.间接抗拉强度试验(劈裂法)

1. 目的和适用范围

⑴岩石抗拉强度试验是在试件直径(或中心线)方向上,施加一对线性荷载,使试件沿直径(或中心线)方向破坏,间接测定岩石的抗拉强度。

⑵本法适用于能制成规则的各类岩石。 2.仪器设备

⑴试件加工设备:钻石机、锯石机、磨石机和车床。

⑵检测合格并能按规定速率连续而均匀地加荷的200KN压力试验机。 ⑶卡尺:精度0.1 mm。 ⑷直径为2 mm的钢丝。 3.试样

制备直径和高均为50 mm的圆柱体或边长为50 mm的正立方体试件3个以上。加工误差不得大于0.5 mm,试件两端应平行和平整,承压面要平直。 4.试验步骤

⑴描述试件,记录各试件的层理、纹理,注明加压面,并编号。 ⑵根据需要,对试件作饱水或烘干处理。

⑶通过试件直径(或中心线)的两端,沿轴线方向划两条相互平行的加载基线, ⑷将试件置于试验机承压板中心,调整平行,使试件均匀受荷。

⑸以0.3~0.5 MPa /S速度连续而均匀地加荷,直至试件破坏为止。记录破坏荷载,并对破坏后的试件进行描述。

5.结果整理

⑴按下式计算立方体试件的间接抗拉强度,精确至0.1 MPa:

Rt?2PP?0.6366 ?bhbh式中:Rt——试件的间接抗拉强度,MPa;

P——试件破坏时的极限荷载,N; b——试件劈裂面的宽度,mm;

h ——试件劈裂面的高度,mm。

立方体试件受压示意图

⑵按下式计算圆柱体试件的间接抗拉强度,精确到0.1 MPa:

Rct?

2PP?0.6366 ?DLDL6

式中:Rct——石料试件的间接抗拉强度,MPa;

P——破坏时的极限荷载,N;

D——圆柱体试件的直径,mm; L——圆柱体试件的高度,mm。

⑶岩石的间接抗拉强度为同组3个(视所要求的受力方向或含水状态而定,每种情况下须制备3个)试件试验结果的算术平均值,并附有最大值和最少值。

间接抗拉强度试验(劈裂法)记录

试样编号 石料产地 岩石名称 用途 试试件描述 试件断面尺寸 极 限 备 R拉(MPa) 件 (mm) 荷 载 注 编与 圆柱体 立方体 圆柱体 立方体 平均 P 号 抗拉 高 宽 高 试件处理 直 强度 Rct= Rt = 径 L b h (N) (MPa) D 2P2P ?bh?DL 试验者__ 计算者__________ 校核者___________ 试验日期__________

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本文来源:https://www.bwwdw.com/article/zf38.html

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