岩石破碎功、坚固性系数、强度关系的实验研究(1)
岩石力学实验报告
岩石力学实验报告《岩石力学实验报告》摘要：本次实验旨在研究岩石的力学性质，通过实验数据的收集和分析，得出岩石的抗压强度和抗拉强度等重要参数。
实验结果表明，岩石的力学性质受到多种因素的影响，包括岩石的成分、结构、孔隙度等。
本实验为岩石力学性质的研究提供了重要的数据支持。
引言：岩石是地球表面的重要构成物质，其力学性质对于地质灾害的预测和岩土工程的设计具有重要意义。
岩石力学实验是研究岩石力学性质的重要手段之一，通过对岩石样品进行拉伸、压缩等实验，可以得出岩石的抗压强度、抗拉强度等重要参数。
本次实验旨在通过岩石力学实验，研究岩石的力学性质，为岩石工程领域提供重要的数据支持。
实验材料和方法：本次实验选取了多种不同类型的岩石样品，包括花岗岩、砂岩、页岩等。
实验方法主要包括拉伸实验和压缩实验。
拉伸实验通过拉伸试验机对岩石样品进行拉伸，得出岩石的抗拉强度。
压缩实验通过压缩试验机对岩石样品进行压缩，得出岩石的抗压强度。
实验过程中，需要注意对岩石样品的选择和制备，以及实验条件的控制。
实验结果和分析：通过实验数据的收集和分析，得出了不同类型岩石的抗压强度和抗拉强度等重要参数。
实验结果表明，不同类型的岩石具有不同的力学性质，受到岩石成分、结构、孔隙度等因素的影响。
花岗岩具有较高的抗压强度和抗拉强度，砂岩和页岩的力学性质相对较弱。
此外，实验结果还表明，岩石的力学性质受到温度、湿度等环境因素的影响，这为岩石工程的设计和施工提出了新的挑战。
结论：本次实验通过岩石力学实验，研究了岩石的力学性质，得出了岩石的抗压强度和抗拉强度等重要参数。
实验结果表明，岩石的力学性质受到多种因素的影响，包括岩石的成分、结构、孔隙度等。
这为岩石工程的设计和施工提供了重要的数据支持，也为岩石力学性质的研究提供了新的思路和方法。
希望本次实验的结果能够为岩石工程领域的发展和进步提供重要的参考。
岩石力学实验报告
岩石力学实验报告岩石力学实验报告引言岩石力学实验是研究岩石的物理力学性质和力学行为的重要手段。
通过实验可以探索岩石的力学特性，为工程建设和地质灾害防治提供依据。
本文将介绍一次岩石力学实验的过程和结果，以及对实验结果的分析和讨论。
实验目的本次实验的目的是研究不同岩石样本在不同加载条件下的力学特性，包括强度、变形和破裂行为。
通过实验结果，可以了解岩石在实际工程中的承载能力和稳定性，为工程设计和施工提供参考。
实验方法1. 样本准备：从现场采集不同类型的岩石样本，经过加工和处理后制备成标准试样，确保试样的尺寸和质量符合实验要求。
2. 强度试验：将试样放置在强度试验机上，施加逐渐增加的加载，记录试样的应力-应变曲线。
通过分析曲线，可以确定试样的弹性模量、屈服强度和抗拉强度等力学参数。
3. 变形试验：在加载过程中，观察试样的变形情况，包括弹性变形和塑性变形。
通过测量试样的应变和变形量，可以计算出试样的变形模量和变形能力等指标。
4. 破裂试验：在试样达到极限承载能力时，观察试样的破裂形态和破裂面的特征。
通过分析破裂面的形貌和结构，可以了解试样的破裂机制和破裂韧性。
实验结果与分析1. 强度试验结果：不同类型的岩石样本在强度试验中表现出不同的力学特性。
例如，花岗岩样本的强度较高，具有较高的抗压和抗拉强度；而砂岩样本的强度较低，容易发生破裂。
通过对不同样本的应力-应变曲线进行比较分析，可以得出不同岩石类型的强度参数，为岩石工程设计提供依据。
2. 变形试验结果：在加载过程中，不同岩石样本表现出不同的变形特性。
弹性模量较高的岩石样本具有较小的弹性变形，而塑性变形较大的岩石样本具有较低的弹性模量。
通过测量试样的应变和变形量，可以计算出岩石的变形模量和变形能力，为岩石的变形预测和变形控制提供参考。
3. 破裂试验结果：不同岩石样本的破裂形态和破裂面特征各异。
有些岩石样本呈现出韧性破裂，破裂面较为平滑；而有些岩石样本呈现出脆性破裂，破裂面较为粗糙。
岩石的硬度与塑性系数实验(1)
中国石油大学钻井工程实验报告实验日期：成绩：班级：学号：姓名：教师：同组者：岩石硬度及塑性系数的测定一、实验目的1．通过实验了解岩石的物理机械性质；2．通过实验，学习掌握岩石硬度、塑性系数的测定方法。
二、实验仪器设备1．实验仪器设备示意图(如图1)2．压模(如图2)图1 仪器设备示意图图2 压膜结构圆柱体压模用高强度钢制成胚体后嵌入硬质合金锥，将硬质合金锥磨成柱体(尺寸如图所示)d=1.2～2.5mm，使压模与岩石的接触面积始终不变，便于计算岩石的抗压与极限强度-硬度值。
要求压模的两端绝对平行，硬质合金应垂直地镶入胚体中，经研磨后的柱体，必须用读数显微镜测出直径的准确数据。
3．硬度计由底座、液缸及活塞、支柱、横梁组成，并可固定位移传感器、压力传感器、压模及岩样。
4．加压系统用活塞式手摇液压泵给液缸加压力液，使活塞上升并使压模加压力给岩样，管路中装有压力表以观察压力的变化。
5．位移计位移计固定在硬度仪的横梁上，用它测量压模压入岩样的深度，将机械位移量转换成电量。
6．压力传感器将所加压力的物理量转换成电量。
7．函数记录仪由位移计、压力传感器输入的信号经放大、相敏、检波、滤波的电信号输给函数记录仪。
三、实验原理利用手摇泵加压，压力传递给压模（硬质合金压头），岩样与压头和位移传感器接触之后，用手摇泵慢速均匀加载，压头吃入岩样直至破碎，函数记录仪记录整个过程的载荷与位移值，通过载荷与位移的关系曲线计算岩石硬度和塑性系数。
四、实验步骤1．岩样制备将岩样(岩心)切磨成成正方(圆柱)体，其高度不小于50mm，被测面积不小于40×100mm，被测两端面应加以研磨，使岩样平滑且相互平行(直径50mm的岩样两端面不平行不应超过0.5mm)。
岩样制备后应在100°C的烘箱中烘干2～2.5小时，然后放在干燥器内备用。
2．用读数显微镜读出压膜压头直径，记录压头直径。
3．打开无纸记录仪，将岩样置于硬度仪的活塞上面，顺时针转动手摇油泵，活塞缓慢上升，使岩样与压力传感器位移传感器接触。
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。
第1讲：概述、岩石的破坏形式及强度试验
3.3.1 定义与试验
一、定义：指岩石试件在无侧限的条件下，受轴 向压力作用破坏时单位面积上承受的荷载。
Rc P / A
单位： MPa
45
2
式中：P——无侧限的条件下的轴向破坏荷载 A——试件横断面面积
二、试件标准： 圆柱形试件：直径D＝5cm或7cm ，高H=（2－2.5)D 长方体试件：边长L= 5cm或7cm, 高H=（2－2.5)L
（4）长期强度：岩石在长期荷载作用下 的强度，即稳定蠕变与不稳定蠕变的分界 点。 （5）抗压强度：抵抗压缩破坏的能力。 （6）抗剪强度：抵抗剪切破坏的能力。 （7）抗拉强度：抵1、脆性破坏：岩石在变形较小（ε＜3%）时，几乎就由弹性 变形直接发展为急剧、迅速的破坏，坚硬岩石大都表现为脆 性破坏。
由于试件不易加工， 除研究直接的拉伸的 夹具外，研究了大量 的间接试验方法。
岩石的抗拉强度很小，一般只有抗压强度的 1/10～1/50。
3.4.2 直接拉伸试验
Rt PT / A
（MPa）
关键技术 ①试件和夹具之间的连接 ②加力P与试件同心
3.4.3 间接方法：劈裂法和点荷载试验法
（一）劈裂法（巴西法）： 对称径向压裂法由巴西人提出
矿物颗粒的10倍,( D＝50mm的依据) 高径比：研究表明； h/d≥(2－3)较合理。
（3）加载速度 加载速度越大，表现强
度越高(如图示) 规范：加载速度为0.5—
0.8MPa/s。
3.4 岩石的抗拉强度
3. 4.1 定义 3.4.2 直接抗拉试验 3.3.3 间接抗拉试验
3.4.1 定义
岩石试件在受到轴向拉应力后其试件 发生破坏时的单位面积上所受的拉力。
同σ下的抗剪强度τf,绘成关系曲线σ －τf，如图 示：
岩石力学-实验报告 (1)
岩石力学-实验报告《岩石力学》综合复习资料一、填空题1、岩石的抗拉强度是指。
可采用方法来测定岩石的抗拉强度，若试件破坏时的拉力为p，试件的抗拉强度为σ，可用式子表示。
2、在加压过程中，井眼的切向或垂向的有效应力可能变成拉应力，当此拉应力达到地层的时，井眼发生破裂。
此时的压力称为。
当裂缝扩展到倍的井眼直径后停泵，并关闭液压系统，形成，当井壁形成裂缝后，围岩被进一步连续地劈开的压力称为。
如果围岩渗透性很好，停泵后裂缝内的压力将逐渐衰减到。
3、在钻井中，岩石磨损与其相摩擦的物体的能力称作岩石的，表征岩石破碎的难易程度的称作岩石的。
4、垂直于岩石层面加压时，其抗压强度，弹性模量；顺层面加压时的抗压强度，弹性模量。
5、在单向压缩荷载作用下，岩石计试件发生圆锥形破坏的主要原因是。
6、岩石蠕变应变率随着湿度的增加而。
7、一般可将蠕变变形分成三个阶段。
第一蠕变阶段或称；第二蠕变阶段或称；第三蠕变阶段或称。
但蠕变并一定都出现这三个阶段。
8、如果将岩石作为弹性体看待，表征其变形性质的基本指标是和。
9、随着围压的增加，岩石的破坏强度、屈服应力及延性都。
10、为了精确描述岩石的复杂蠕变规律，许多学者定义了一些基本变形单元，它们是、、。
将这些变形单元进行不同的组合，用以表示不同的变形规律，这些变形模型由、、。
11、在岩体中存在大量的结构面（劈理、节理或断层），由于地质作用，在这些结构面上往往存在着软弱夹层；其强度。
这使得岩体有可能沿软弱面产生。
12、岩石的力学性质取决于组成晶体、颗粒和之间的相互作用以及诸如的存在。
13、在三轴不等压情况下，随着最小主应力σ3的增加，岩石的破坏强度及延性，屈服应力。
二、选择题1、劈裂试验得出的岩石强度表示岩石的a抗压强度b抗拉强度c单轴抗拉强度d剪切强度2、岩石的吸水率指a岩石试件吸入水的重量和岩石天然重量之比b岩石试件吸入水的重量和岩石干重量之比c岩石试件吸入水的重量和岩石饱和重量之比d岩石试件岩石天然重量和岩石饱和重量之比3、已知某岩石的饱水状态与干燥状态的抗压强度之比为0.72，则该岩石a软化性强，工程地质性质不良b软化性强，工程地质性质较好c软化性弱，工程地质性质较好d软化性弱，工程地质性质不良4、当岩石处于三向应力状态且比较大的时候，一般将岩石考虑为a弹性体b塑性体c弹塑性体d完全弹性体5、在岩石抗压试验中，若加荷速率增大，则岩石的抗拉强度a增大b减小c不变d无法判断6、在岩石的含水率试验中，试件烘干时应将温度控制在a95-105℃b100-105℃c100-110℃d105-110℃7、在缺乏试验资料时，一般取岩石抗拉强度为抗压强度的a1/2-1/5b1/10-1/50c2-5倍d10-50倍8、某岩石试件的相对密度ds=2.60，孔隙比e=0.05，则该岩石的干密度ρd为a2.45b2.46c2.47d2.489、下列研究岩石弹性、塑性和粘性等力学性质的理想力学模型中，哪一种被称为凯尔文模型a弹簧模型b缓冲模型c弹簧与缓冲器并联d弹簧与缓冲器串联10、岩石的割线模量和切线模量计算时的应力水平为aσb/2bσc/2cσddσ50三、判断改错题1、根据库伦——纳维尔破坏准则破裂面外法线方向与最大主应力之间的夹角为452、岩石抗压强度实验要求岩心轴径比小于2。
爆破工程名词解释
名词解释1. 岩石坚固性及坚固性系数岩石坚固性：岩石抵抗任何外力造成其破坏的能力，或岩石破碎的难易程度。
坚固性系数：岩石坚固性在量的方面用坚固性系数f（无量纲量）表示，其值计算方法f=Rc/10，Rc 为岩石的单轴抗压强度（MPa）。
2. 装药最小抵抗线和临界抵抗线装药最小抵抗线：装药中心到自由面的垂直距离。
装药临界抵抗线：当装药处在此抵抗线时，自由面上刚好显现爆破迹象，大于此值，则看不到，小于此值，爆破现象显现。
3. 炸药的爆力和猛度炸药爆力：炸药爆炸后爆生气体膨胀做功的能力，体现了炸药的静作用。
炸药猛度：炸药爆炸后冲击波和应力波作用强度，体现了炸药的动作用。
4. 毫秒延期电雷管毫秒延期电雷管：通电后以毫秒量级间隔时间延迟爆炸的电雷管。
5. 爆轰波和爆速爆轰波：炸药体内传播的伴随有化学反应的冲击波。
爆速：爆轰波在炸药体内传播的速度。
6. 爆破作用指数爆破作用指数：爆破漏斗半径与装药最小抵抗线的比值。
7. 不耦合装药系数不耦合装药系数：炮孔直径与装药直径的比值，此系数值大于等于1，等于1 时为耦合装药。
8. 水压爆破水压爆破：在容器状构筑物中注满水，将药包悬挂于水中适当位置，起爆后，利用水的不可压缩性将炸药爆炸时产生的压力传递给构筑物壁面，使之均匀受压而破碎。
9. 定向倒塌爆破定向倒塌爆破：使爆破的建筑物按设计方向倒塌和堆积的爆破方法。
10. 煤矿许用炸药煤矿许用炸药：允许使用在有沼气的工作面或矿井的炸药，这种炸药中加有消焰剂（食盐），用以吸收炸药爆炸释放的热量，降低爆温和抑制沼气的爆炸反应。
11. 预裂爆破预裂爆破：在主爆区爆破之前，沿开挖边界钻一排密集炮孔，少量装药，不耦合装药结构，齐发起爆，爆破后形成一条贯穿裂缝。
在此预裂缝的屏蔽和保护下（预裂缝能反射应力波和地震波，减少对保护区岩体的破坏）进行主爆区爆破。
使之获得较为平整的开挖面。
12. 聚能爆破效应聚能爆破效应：利用爆轰产物运动方向与装药表面垂直或大体垂直的规律，做成特殊形状的装药，就能使爆轰产物聚集起来朝着一定方向运动，提高能流密度，增强爆破效应，此种现象称为聚能爆破效应。
完整word版,实验一 岩石的抗拉强度实验
实验一 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DtP ubt 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φ5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。
岩石的坚固性系数
岩石的坚固性系数由俄罗斯学者于1926年提出的岩石坚固性系数（又称普氏系数）至今仍在矿山开采业和勘探掘进中得到广范应用。
岩石的坚固性区别于岩石的强度，强度值必定与某种变形方式(单轴压缩、拉伸、剪切）相联系，而坚固性反映的是岩石在几种变形方式的组合作用下抵抗破坏的能力.因为在钻掘施工中往往不是采用纯压入或纯回转的方法破碎岩石，因此这种反映在组合作用下岩石破碎难易程度的指标比较贴近生产实际情况。
岩石坚固性系数f表征的是岩石抵抗破碎的相对值。
因为岩石的抗压能力最强,故把岩石单轴抗压强度极限的1/10作为岩石的坚固性系数,即(1—19)式中： -—岩石的单轴抗压强度,MPa.f是个无量纲的值，它表明某种岩石的坚固性比致密的粘土坚固多少倍，因为致密粘土的抗压强度为10MPa。
岩石坚固性系数的计算公式简洁明了，f值可用于预计岩石抵抗破碎的能力及其钻掘以后的稳定性。
根据岩石的坚固性系数（f）可把岩石分成10级（表1—9)，等级越高的岩石越容易破碎。
为了方便使用又在第Ⅲ,Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ,Ⅶ级的中间加了半级。
考虑到生产中不会大量遇到抗压强度大于200MPa的岩石，故把凡是抗压强度大于200MPa的岩石都归入Ⅰ级。
这种方法比较简单，而且在一定程度上反映了岩石的客观性质。
但它也还存在着一些缺点：(1）岩石的坚固性虽概括了岩石的各种属性（如岩石的凿岩性、爆破性，稳定性等),但在有些情况下这些属性并不是完全一致的。
(2) 普氏分级法采用实验室测定来代替现场测定，这就不可避免地带来因应力状态的改变而造成的坚固程度上的误差。
中国地质大学安全工程教研室”:〈岩土钻掘工程学〉表1—9 按坚固性系数对岩石可钻性分级表。
岩石力学参数检测实验实验内容
岩石力学参数检测实验实验内容1.岩石标准试件的制备：实验开始前，需要选择一种代表性的岩石样品，并将其制备成标准试件。
试件通常是圆柱形或立方体形状。
制备试件的过程包括坚硬岩石的切割、抛光和清洗。
2.岩石物理参数测试：岩石的物理参数包括密度、孔隙度和饱和度等。
密度是岩石质量和体积之比，可以通过称重试验来测定。
孔隙度是岩石中孔隙空间的比例，可以通过气体浸渍法或液体置换法进行测定。
饱和度是岩石孔隙中被液体填充的程度，可以通过浸水试验或浸液试验进行测定。
3.岩石强度参数测试：岩石的强度参数是衡量岩石抵抗外力破坏的能力。
主要的强度参数有抗压强度、抗拉强度和抗剪强度等。
这些参数通常需要通过压缩试验、拉伸试验和剪切试验来测定。
在实验中，需要控制试件的加载速率和采样数量，确保测试结果准确可靠。
4.岩石弹性模量测试：岩石的弹性模量是衡量岩石在外力作用下变形程度的参数。
主要包括弹性模量、剪切模量和泊松比等。
实验测定弹性模量通常采用静态压缩试验和动态试验。
静态压缩试验测定弹性模量时，需要保持试件在线性阶段内，即应力和应变之间呈现线性关系。
而动态试验可以通过冲击试验和振动试验来测定弹性模量。
5.岩石断裂特性测试：岩石的断裂特性是描述岩石在破坏过程中出现的裂纹和断裂的参数。
有些岩石在受到外力作用时，会出现明显的断裂现象。
断裂特性可以通过拉伸试验、压缩试验和剪切试验来研究。
实验中需要记录岩石断裂前后的荷载和变形情况，以分析岩石的破坏过程。
岩石力学参数检测实验要求实验人员具备一定的力学知识和实验经验，必须严格按照实验规程进行操作，以确保实验结果的准确性和可信度。
实验完成后，需要对实验结果进行统计和分析，并编制实验报告，总结实验过程和结论。
岩石的普氏系数
岩石的普氏系数(普氏硬度表示矿岩的坚固性的量化指标 )普氏硬度表示矿岩的坚固性的量化指标.人们在长期的实践中认识到，有些岩石不容易破坏，有一些则难于破碎。
难于破碎的岩石一般也难于凿岩，难于爆破，则它们的硬度也比较大，概括的说就是比较坚固。
因此，人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。
坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数，也叫普氏硬度系数f值）。
坚固性系数f=R/100 (R单位 kg/cm2)式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。
通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。
如：① 极坚固岩石 f=15～20（坚固的花岗岩，石灰岩，石英岩等）② 坚硬岩石 f=8 ～10（如不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等）③ 中等坚固岩石 f=4 ～6 （如普通砂岩，铁矿等）④ 不坚固岩石 f=0.8～3 （如黄土、仅为0.3）矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质，但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。
强度是指矿岩抵抗压缩，拉伸，弯曲及剪切等单向作用的性能。
而坚固性所抵抗的外力却是一种综合的外力。
（如抵抗锹，稿，机械碎破，炸药的综合作用力）。
奥国矿物学家摩氏(Frederich Mohs)创立一种硬度表，作为评判矿物硬度的标准。
最软者为滑石，最硬者为金刚石，共有十种矿物，定为十级，分别为：滑石(Talc)石膏(Gypsum)指甲 2.5方解石(Calcite)铜币 3.5-4萤石(Fluorite)磷灰石(Apatite)钢刀 5.5玻璃 5.5 -6正长石(Orthoclase)钢锉 6.5石英(Quartz)黄玉(Topaz)刚玉(Corundum)金刚石(Diamond)摩氏硬度表中所刊载的数字，并没有比例上的关系。
例如正长石硬度6，并不表示他是方解石硬度的两倍，数字的大小仅表明硬度排行而已。
当鉴定硬度时, 如果没有以上的摩氏硬度计, 可用其他东西代替,如小刀其硬度约为5.5;铜币约为3.5至4; 指甲约为2至3;玻璃硬度为6。
岩石破裂与断裂特征的实验研究
岩石破裂与断裂特征的实验研究岩石破裂与断裂特征一直是地质领域研究的重要课题之一。
通过对岩石破裂现象的实验研究，可以深入了解岩石在不同载荷下的应力分布、应力释放方式以及断裂过程中的介质变形等各个方面，为地质灾害预测、资源勘探与工程建设提供重要的理论依据。
本文将通过实验的方式探讨岩石破裂的机理及其断裂特征，并对实验结果进行详细分析和讨论。
实验材料与方法在进行岩石破裂实验之前，我们首先需要准备实验所需的材料和仪器设备。
对于岩石破裂实验而言，常用的材料有花岗岩、石灰岩、砂岩等。
根据实验需求，选择合适的岩石样本，并进行精细的制备和标定。
实验中使用的仪器设备包括应力-应变测量仪、压力仪、扫描电镜等。
应力-应变测量仪用于测量岩石在加载过程中的应力变化，压力仪可用于监测岩石内部的压力情况，扫描电镜用于观察岩石的断裂表面形貌。
实验设计与结果分析根据实验的目的和要求，我们可以设计不同类型的岩石破裂实验。
比如，可以通过加载单轴压缩实验来模拟地壳中的应力状态，观察岩石的变形过程和破裂特征；也可以进行剪切实验来研究岩石的剪切断裂机制。
以单轴压缩实验为例，实验开始时，将岩石样本放置在实验装置中，并施加垂直于样本轴向的加载力。
在加载的过程中，使用应力-应变测量仪记录岩石的应力变化情况，并及时观察和记录岩石的断裂特征。
实验结果显示，在加载初期，岩石的应力随加载力的增加而线性增加。
随着加载力的进一步增加，岩石出现了应力峰值，此时岩石发生了微细的裂纹形成。
当加载力继续增加时，岩石开始发生明显的破坏，断裂面逐渐扩展，最终导致岩石的断裂和破碎。
扫描电镜的观察结果显示，岩石的断裂面呈现出不规则的形态，具有明显的破碎纹理。
讨论与结论通过对岩石破裂实验结果的分析和讨论，我们可以得出一些初步的结论。
首先，在岩石单轴压缩实验中，岩石在加载初期表现出线性的应力-应变关系；当加载力继续增加时，岩石出现应力峰值，断裂面开始扩展，最终导致岩石的破裂和破碎。
岩石破碎学
岩石破碎学
岩石破碎学是研究岩石在施加不同的外力时如何破碎的学科，它可以帮助我们了解更多关于岩石结构，物理性质和力学特性的信息，使我们能够更好地利用它们。
它主要聚焦于分析岩石破碎的形式，机制，步骤和效果，以及其力学性质对岩石破碎影响程度的研究。
二、岩石破碎学的相关研究
1、岩石强度的测量
测定岩石的强度是岩石破碎学研究的重要方面，可以通过实验来测量岩石的抗压强度、抗拉强度、弹性模量和变形应力等它们的物理性质，从而了解它们本身的结构和强度，并在施加外力时如何变形和破碎。
2、破碎机制研究
对于岩石破碎机制的研究，我们可以用计算机模拟模拟不同的外力，探究岩石的破碎机制。
计算机模拟的结果有助于我们深入了解岩石特性，推断外力的大小，有助于更好地预测岩石的破碎效果。
三、岩石破碎学的应用
1、岩石的勘探开采
对岩石的破碎机制的研究有助于我们在勘探开采过程中更好地
进行矿物分选，从而提高采矿效率。
2、地质构造研究
通过研究岩石破碎形式和效果，我们能够更深入地了解岩石结构，以及不同的力学特征对岩石结构的影响，进而加深对地质构造的理解。
3、岩石的加工利用
除了勘探开采以外，岩石加工利用也是一个重要的作用。
研究岩石破碎机制，可以帮助我们更好地控制岩石破碎形式和效果，以便更好地加工利用它们。
四、总结
从上述内容可以看出，岩石破碎学是一门非常重要的学科，它可以帮助我们了解岩石实际的结构和特性，有助于我们更好地开采和利用岩石，使我们能够更好地利用它们，为人类的发展和社会的进步做出应有的贡献。
岩石力学实验报告
岩石力学实验报告本次实验旨在研究岩石在不同应力状态下的变形和破裂特性。
通过单轴压缩实验、三轴压缩实验和拉伸实验，测量了不同载荷下的应变、应力和变形量，并分析了岩石的强度和变形模式。
实验结果表明，岩石的强度和变形特性受到应力状态、岩石类型和裂隙特性等多种因素的影响。
关键词：岩石力学，单轴压缩实验，三轴压缩实验，拉伸实验，强度，变形模式1. 引言岩石是地球表面的基础构成元素之一，其力学特性对于地质灾害和工程安全等具有重要的影响。
岩石力学是研究岩石受力变形和破裂特性的学科，具有广泛的应用价值。
本次实验旨在通过单轴压缩实验、三轴压缩实验和拉伸实验，探究岩石在不同应力状态下的强度和变形模式。
2. 实验方法2.1 单轴压缩实验单轴压缩实验是一种常用的岩石力学实验方法，可以测量岩石在单向压缩载荷下的应变和应力。
实验中将岩石样本置于压力机中，施加垂直于样本轴向的压力，同时记录载荷和位移数据。
实验过程中应注意控制加载速度和采集数据点数，以保证实验数据的准确性。
2.2 三轴压缩实验三轴压缩实验是一种更加复杂的岩石力学实验方法，可以模拟真实的三维应力状态。
实验中将岩石样本置于三轴压力容器中，施加沿三个方向的压力，同时记录载荷和应变数据。
实验中还需考虑容器壁的摩擦力和容器中水的压力等因素。
2.3 拉伸实验拉伸实验是一种常用的岩石力学实验方法，可以测量岩石在拉伸载荷下的应变和应力。
实验中将岩石样本置于拉伸机中，施加沿样本轴向的拉力，同时记录载荷和位移数据。
由于岩石的拉伸强度通常较低，拉伸实验的结果常常受到一些外界因素的影响，如样本的形状和裂隙。
3. 实验结果与分析通过单轴压缩实验、三轴压缩实验和拉伸实验，得到了不同载荷下的应变、应力和变形量数据。
实验结果表明，岩石的强度和变形特性受到应力状态、岩石类型和裂隙特性等多种因素的影响。
3.1 单轴压缩实验结果在单轴压缩实验中，岩石样本在单向压缩载荷下会产生不同程度的变形和破裂。
《2024年三维条件下的岩石破裂过程分析及其数值试验方法研究》范文
《三维条件下的岩石破裂过程分析及其数值试验方法研究》篇一一、引言岩石破裂过程是地质学、岩土工程学等领域的重要研究内容。
随着科技的发展，对岩石破裂过程的研究已经从传统的实验室试验逐渐转向了数值模拟和计算机仿真。
本文旨在分析三维条件下的岩石破裂过程，并探讨其数值试验方法，为相关领域的研究提供理论依据和指导。
二、岩石破裂的基本原理岩石破裂是岩石在外力作用下产生的破坏现象。
岩石的物理性质、地质构造、温度和压力等因素都会对岩石的破裂过程产生影响。
岩石破裂过程中，通常伴随着能量释放和裂纹扩展等现象。
为了研究这些现象，我们需要了解岩石的物理性质和力学性质，如弹性模量、泊松比、强度等。
三、三维条件下的岩石破裂过程分析在三维条件下，岩石的破裂过程变得更加复杂。
需要考虑的因素包括地应力场、岩层结构、节理裂隙等因素的影响。
这些因素不仅会影响岩石的力学性质，还会影响裂纹的扩展和演化过程。
因此，在分析三维条件下的岩石破裂过程时，需要采用多种方法和手段。
首先，需要利用地质勘探手段获取岩石的物理性质和地质构造信息。
这些信息是进行数值模拟和计算机仿真的基础。
其次，需要利用岩石力学理论分析岩石的力学性质和破坏机理。
这包括对岩石的弹性、塑性、断裂等力学行为的深入研究。
最后，需要利用数值模拟和计算机仿真技术对岩石的破裂过程进行模拟和分析。
这可以更好地理解岩石的破裂机制和演化规律。
四、数值试验方法研究数值试验是研究岩石破裂过程的重要手段之一。
在三维条件下，需要采用更加先进的数值试验方法。
其中，有限元法、离散元法和颗粒流法等是常用的数值试验方法。
有限元法是一种常用的数值模拟方法，可以用于模拟岩石的弹塑性变形和破坏过程。
在有限元法中，将岩石划分为有限个单元，通过求解单元的力学平衡方程来模拟岩石的变形和破坏过程。
离散元法则是一种适用于模拟非连续介质的方法，可以更好地模拟岩层结构、节理裂隙等因素对岩石破裂过程的影响。
颗粒流法则是一种基于颗粒间相互作用的方法，可以更好地模拟岩石的颗粒特性和破坏机制。
岩石破碎功、坚固性系数、强度关系的实验研究(1)
ｌ破碎功学说
描述岩石材料破碎粒度与破碎功的关系主要有三 种学说，即Ｐ．Ｒ．Ｒｉｔｔｉｎｇｅｒｄｅ新表面说、Ｇ．Ｋｉｃｋ的相似 说和Ｆ．Ｃ．Ｂｏｎｄ的裂纹说［１］。 １．１新表面说
新表面说认为物体破碎前后，有所区别的只是增 加了新的表面，而获得新表面所需之能和破碎功成正 比。由于几何相似固体颗粒体积与其线性尺性系数测试装置
３０
重庆建筑大学学报
第３０卷
ｄ。＝Ｇ／∑一‘：“芋ｆ
（３）
式中，以为折算直径，ｍｍ；Ｇ必岩样的质餐，５０ ｇ；Ｇ为每
一粒级的岩样质量，ｇ；ｄ，为每一粒级岩样的平均直
径，ｍｍ。
新增表面积计算公式［８］：
Ｓ一６０Ｇ／（ｒ·ｄ。）
（４）
式中，Ｓ为破碎后岩样新增表面积，ｃｍ２；ｒ为岩样密
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｏｆ ｒｏｃｋ ｃｒｕｓｈｉｎｇ ｉｎ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｄｉｓａｓｔｅｒｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｒｏｃｋ ｏｕｔｂｕｒｓｔｓ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｄｏｎｅ ｏｎ ｔｈｅ ｃｒｕｓｈｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ Ｐｒｏｔｏｄｙａｋｏｎｏｖ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｏｃｋｓ，ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｕｎｉａｘｉａｌ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｔｈｉｓ ｗｏｒｋ ｗａｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｒｏｃｋ ｃｒｕｓｈｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ．Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ａｍｏｎｇ ＰｒｏｔｏｄｙａｋｏｎｏＶ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｒｕｓｈｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｕｎｉａｘｉａｌ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｏｃｋｓ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｕｓｉｎｇ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ Ｐｒｏｔｏｄｙａｋｏｎｏｖ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ａ ｒｏｃｋ ｉＳ ｌｉｎｅａｒｌｙ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｏｎ ｒｏｃｋ－ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｒｕｓｈｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｕｎｉａｘｉａｌ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｓｕｃｈ ａ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｓ ｔｏ ｔｈｅ ｃｒａｃｋｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｏｃｋ ｃｒｕｓｈｉｎｇ；ｃｒｕｓｈｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ；ｒｏｃｋ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｒｕｓｈｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ；ｃｒａｃｋｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ；Ｐｒｏｔｏｄｙａｋｏｎｏｖ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
岩石破碎学
岩石破碎学岩石破碎学：1. 什么是岩石破碎学？岩石破碎学是指对岩石，如砂岩、火山岩、页岩等，通过碎裂、压碎、破碎等手段进行研究、分析和记录，以获取该岩石的性质、结构和构造及其相关作用的研究领域。
2. 岩石破碎学的研究内容（1）岩石的性质研究：如碎裂性能、抗压强度、摩擦系数、密度、吸收率等；（2）岩石层状结构分析：如破碎及破碎层状结构、岩石构造结构、块状构造结构及块状结构等；（3）岩石力学性能研究：如岩石爆破破坏特性、岩石抗侵蚀性能及强度、岩石抗震性能及强度、岩石应力与变形特性、渗流应力控制现象及其规律等。
3. 岩石破碎学的重要作用（1）岩石的力学性能参数的准确测定。
可以为岩石爆破、岩土工程等提供重要参考依据，以确定岩石的破碎面及实际力学性能；（2）确定岩石的加工性能。
可以分析岩石表面的碎裂模式，进而为砂岩矿物提取、加工工艺、岩石粉碎设备、岩石磨料工业等提供重要技术支持；（3）确定岩石的构造结构。
可以分析岩石的构造结构、岩石的层状结构以及岩石表面的碎裂状况，可以为水利工程、矿井工程、岩溶工程、环境保护工程、土壤结构调整、土石流工程等提供重要基础性知识和技术参数支持。
4. 岩石破碎学的研究方法（1）大量实验。
需要从研究分析的角度，对岩石进行大量实验，包括碎裂性能试验、抗压试验、抗拉试验、抗剪试验、压实特性试验等；（2）数值模拟分析。
可以借助计算机软件，建立数值模型，通过数值计算在不同的破碎条件下的岩石破碎机制，从而探究岩石的力学性能；（3）新型技术。
如采用微波测绘技术对岩石的各个特征参数进行快速测量和分析；运用NURBS多面元网模型对岩石的破碎及碎裂场进行分析和研究。
5. 总结岩石破碎学是一门研究岩石结构、性能及其相关作用的重要分支，它的研究内容主要有岩石性质研究、岩石层状结构分析以及岩石力学性能研究。
它为岩石爆破、砂岩矿物提取加工工艺以及岩石表面碎裂模式研究等提供了重要技术支持，是岩石资源开发利用和水土保持工程的重要基础性研究领域。
冲击荷载下岩石强度及破碎能耗特征的尺寸效应研究的开题报告
冲击荷载下岩石强度及破碎能耗特征的尺寸效应研究的开题报告一、研究背景及意义岩石是地质工程中最基础的构成材料之一，其强度和破碎特性是地质工程设计和施工的重要参数。
在工程实践中，岩石的强度和破碎特性受到多种因素的影响，其中最常见的因素是加载速率和加载方式。
在爆炸、地震、冲击载荷等复杂环境中，岩石受到的冲击荷载会远远超过静态载荷，导致其应力状态、强度及破碎特性发生显著变化，这对地质工程施工和安全性构成一定的威胁。
因此，对岩石在冲击荷载下的强度及破碎能耗特征进行研究，对地质工程领域具有极为重要的意义。
此外，岩石的尺寸对其强度及破碎特性也具有重要影响，而这种影响与材料的尺寸效应有关。
在工程实践中，通常使用标准试件进行强度和破碎实验，但实验结果与实际往往存在一定的差异，因此需要对试件尺寸效应进行深入研究。
同时，根据实验结果制定合理的尺寸因素修正方法，可以有效提高岩石强度和破碎特性的预测准确性，为地质工程设计和施工提供可靠的参考依据。
二、研究内容和方法本研究拟对岩石冲击荷载下的强度及破碎能耗特征，以及试件尺寸效应进行研究，具体内容和方法如下：1. 岩石冲击荷载下的强度及破碎能耗特征研究该部分主要研究冲击荷载对岩石强度和破碎特性的影响，并分析其机理。
实验方法将采用冲击试验和压缩试验相结合的方式，研究不同冲击载荷下岩石的强度和能耗特征。
2. 试件尺寸效应研究该部分主要通过试件尺寸变化对强度及破碎特性的影响进行研究，并考察其机理。
实验方法将采用不同尺寸试件进行压缩试验，并通过试件尺寸效应修正方法，对预测结果进行比较和分析。
三、研究预期成果本研究旨在探究岩石冲击荷载下的强度及破碎能耗特征，以及试件尺寸效应的影响规律和机理，预期取得以下成果：1. 分析不同冲击载荷下岩石的强度及破碎能耗特征，研究其变化规律和机理。
2. 探究试件尺寸对岩石强度及破碎特性的影响，制定合理的尺寸修正方法，提高预测准确性。
3. 对岩石冲击荷载下的强度及破碎能耗特征等方面的研究结果，为地质工程设计和施工提供可靠依据，为工程安全保障提供支撑。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
度，ｇ／ｃｍ３。 岩檬粒发折算壹径。在０。０９６ ｍｍ １：２下岩石破碎
粒度组分对应的重量吾分比很夺，襁其表嚣积在岩撵
破碎盾灏增表面积中占很大比例。因此我们利用美国
Ｍｉｃｒｏｔｒａ公司生产的￥３５００激光救艘分析仪（见图２）
测试上述组分粒径范围的折算直径。￥３５００激光粒度
分析仪采用静态光散射技术和全程米氏理论处理，利 用模块式设计理念，使用三激光光源技术，引进“非球
＊收稿日期；２００８—０６—１２ 基金项目：国家自然科学研究摹金创新群体（５０６２１１４０３）；重庆市科技公关计划项目（ＣＳＴＣ．２００６ＡＡ７００２） 作者简介：郭臣业（１９８０一），男，蓐庆大学博士研究生，主要从事矿山岩石力学与工程等方面的研究。（Ｅ—ｍａｉｌ）ｑｉｈａ０００１＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ 鲜学福（联系人），男，中国工程院院士．博士生导师。（Ｅ—ｍａｉｌ）ｃｑｄｘ＠ｃｑｕ．ｅｄｕ．ｃａ
试样装在同一容器中。然后把每组捣碎后的试样一起 倒入孔径０．５ ｒｎｌ＇ｎ分样筛中筛分，端平分样筛轻筛，筛动 麟度约２００ ｍｍ，筛至本褥瀑下岩粉为览。最后，撼精下
的粉末用漏斗装入计餐筒内，轻轻敲打使之密实，再轻
轻插入具有刻度的活塞尺与筒内粉米面接触，在计量筒
秘相平处读数ｊＬ。冲击次数起取ｌｏ。重复上述步骤测 岩粉高度毛。坚固性系数的诗算采焉：
摘要：为了探索岩石突出等地下工程灾害中的岩石破碎功能关系，以岩石破碎理论为基础，进行了不同 岩石的破碎和坚固性捣碎实验、破碎粒度筛分分级实验、岩石单轴抗压强度实验。通过对不同岩石的坚
固性系数与破碎比功和单轴抗压强度等实验结果进行了回归，分析了三者之间的关系。研究表明，岩石 坚固性系数与岩石破碎比功、岩石单轴抗压强度之间线性相关，同时验证了岩石破碎功能关系符合裂纹
在有关岩石在冲击载荷条件下破碎程度与其功能 转换关系研究方面，人们发现，岩石类材料在冲击载荷 作用下的能耗、岩块数量、粒度、，值问有着数量关 系¨］。上个世纪８０年代以来，国内外一些学者Ｌ２＿ｊ从煤 与瓦斯突出理论角度对煤的破碎功进行了研究，开辟了 破碎功研究的先河。岩石破碎功的研究对于防治岩石 突出等地下工程灾害的研究有重要的理论意义，但国内 外对此研究较少【５－６］，本文拟对此做初步探索，寻找出岩 石类材料破碎功、坚固性系数、岩石强度之间的关系。
Ｗ—ｍｇｈ／６ｓ
（２）
其中ａ为岩样的破碎功，Ｊ；Ａ为单位质量岩样的破碎
功，Ｊ／ｇ；Ｗ为破碎比功，Ｊ／（ｇ·ｍ２）；竹为落锤冲击次
数；Ｇ为实验岩样总质璧，ｇ。测定岩样质量为５０ ｇ。 破碎前岩样块度秀１５＂－－＂２０ ｍｍ，秀了计算破碎詹
岩样产生的新表面积和折算直径，将已破碎岩样用符
合国家标准ＧＢ／Ｔ６００３．１—１９９７的金属丝编织网筛
第３０卷 第６期 ２００８年１２月
重庆建筑大学学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｊｉａｎｚｈｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｖ０１．３０ Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．２００８
岩石破碎功、坚固性系数、强度关系的实验研究
郭臣业１， 鲜学福１， 吴轩洪１， 姚伟静１， 张昌勇２
（Ｌ重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室，重庆４０００３０；２．永荣矿业有限公司永川煤矿生产科重庆永川４０２１９４）
计量篝
万方数据
图Ｉ 坚固性系数测试装置
Байду номын сангаас ３０
重庆建筑大学学报
第３０卷
ｄ。＝Ｇ／∑一‘：“芋ｆ
（３）
式中，以为折算直径，ｍｍ；Ｇ必岩样的质餐，５０ ｇ；Ｇ为每
一粒级的岩样质量，ｇ；ｄ，为每一粒级岩样的平均直
径，ｍｍ。
新增表面积计算公式［８］：
Ｓ一６０Ｇ／（ｒ·ｄ。）
（４）
式中，Ｓ为破碎后岩样新增表面积，ｃｍ２；ｒ为岩样密
ｌ破碎功学说
描述岩石材料破碎粒度与破碎功的关系主要有三 种学说，即Ｐ．Ｒ．Ｒｉｔｔｉｎｇｅｒｄｅ新表面说、Ｇ．Ｋｉｃｋ的相似 说和Ｆ．Ｃ．Ｂｏｎｄ的裂纹说［１］。 １．１新表面说
新表面说认为物体破碎前后，有所区别的只是增 加了新的表面，而获得新表面所需之能和破碎功成正 比。由于几何相似固体颗粒体积与其线性尺寸的立方
表ｌ表蠢榜耩耱瑾秀攀参数
２。２坚固性系数．厂测试实验
先将者样破碎成１５～２０ ｍｍ碎块，称取制备好的 试样５０ ｇ为～份，每５份为一组，共称取３组。捣碎测 试装置如图１所示。实验时将捣碎筒放置水泥地板上，
放入试件一份，将２。４艇重锤提高到６００ ｍｍ离度，使 其自由落下冲击试样，每份冲击三次，把５份捣碎后的
学说。实验结果对计算岩石动力灾害中的岩石破碎所需能量提供了实验基础和理论依据。
关键词：岩石破碎；破碎功；岩石破碎比功；裂纹说；坚固性系数
中图分类号：ＴＤ２３１．１
文献标志码：Ａ
文章编号：１００６－７３２９（２００８）０６—００２８－０４
Ｔｈｅ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ａｍｏｎｇ Ｒｏｃｋ Ｃｒｕｓｈｉｎｇ Ｅｎｅｒ ９ ｔｈｅ ＰｒｏｔｏｄｙａｋｏｎｏＶ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ａｎｄ Ｒｏｃｋ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｏｆ ｒｏｃｋ ｃｒｕｓｈｉｎｇ ｉｎ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｄｉｓａｓｔｅｒｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｒｏｃｋ ｏｕｔｂｕｒｓｔｓ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｄｏｎｅ ｏｎ ｔｈｅ ｃｒｕｓｈｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ Ｐｒｏｔｏｄｙａｋｏｎｏｖ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｏｃｋｓ，ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｕｎｉａｘｉａｌ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｔｈｉｓ ｗｏｒｋ ｗａｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｒｏｃｋ ｃｒｕｓｈｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ．Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ａｍｏｎｇ ＰｒｏｔｏｄｙａｋｏｎｏＶ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｒｕｓｈｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｕｎｉａｘｉａｌ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｏｃｋｓ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｕｓｉｎｇ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ Ｐｒｏｔｏｄｙａｋｏｎｏｖ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ａ ｒｏｃｋ ｉＳ ｌｉｎｅａｒｌｙ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｏｎ ｒｏｃｋ－ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｒｕｓｈｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｕｎｉａｘｉａｌ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｓｕｃｈ ａ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｓ ｔｏ ｔｈｅ ｃｒａｃｋｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｏｃｋ ｃｒｕｓｈｉｎｇ；ｃｒｕｓｈｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ；ｒｏｃｋ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｒｕｓｈｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ；ｃｒａｃｋｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ；Ｐｒｏｔｏｄｙａｋｏｎｏｖ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
认为同一种岩石破碎时不论其大小如何，其应力分 布、破碎样式和破碎矮的块度是相似的。即岩样在外载 荷作用下达劐晦界值时，破碎成小块的破碎沈是一定 的。相似说认为破碎比功为Ｗ＝ＫＫ·（１９（１／ｄ）一ｌｇ （１／Ｄ）），ＫＮ是取决于崧样性质和破碎方式的常数，Ｄ 是岩徉源戆块度，ｄ是者徉破碎痞块凌。 １．３裂纹说
ｆ一２０ｎ／Ｌ
（１）
式中 产蟋固性系数；村一试样冲击次数；Ｌ一试样筛
下岩粉计量菇度。
岩样的鳌固性系数测定结果也罗ｌｌ入表ｌ。
２．３破碎功测试实验
实验在图ｌ所示的装置上进行。落锤质最ｍ＝ ２。４ ｋｇ，冲击高度ｈ一６００ ｍｍ。捣翻敖在坚硬酶承泥
底板上，落锤施加予岩样上的功按群一ｍｇｈｎ计算，单 位质量岩样的破碎功Ａ—ｍｇｈｎ／Ｇ，破碎后产生单位新 表面积所消耗的功，即破碎比功：
万方数据
第６期
郭黢业，等：岩石破碎功、坚嘲性系数、强度关系的实验研究
２９
成正毙，聪西积与线性足寸的平方成芷毙，所以单位体 积所具有盼表面积与其几何尺专成反比。新表瑟学说 认为破碎比功为Ｗ—ＫＲ·（１／ｄ一１／Ｄ），ＫＲ是取决于 岩样性质和破碎方式的常数，Ｄ是岩样原始块度，ｄ是 岩样酸碎籍块度。 １．２相似说
２岩石的单轴抗压强度、坚圈性系数、破碎功 的实验研究
２．１单轴挽运强度测试实验 本实验以美国生产的ＭＴＳ８１５电液伺服囊看试验
系统作为动力设备，载荷采用安装在该材料机上的荷重 计测定，试件变形采用ＭＴＳ附带的引｛串计和环向链条 溅定，实验糟岩石蠹灰岩和棕灰色砂岩（其物穰力学参 数见表１）。本实验时用湿式加工法将所采集的岩样加 工成ｔＰ５０ ｍｍ×１００ ｍｍ的圆柱体试件，其加工精度满 足国际岩嚣力学学会建实验规范［７３翻要求，加工成壅使 其自然干燥状态后作蜜验。实验测得盐井灰岩、白马隧 道灰岩和犬坪砂岩的单轴抗压强度列入表１。
形”颗粒概念对米氏理论校正计算，确保颗粒粒度分布
测试的准确性。在测算折算直径时，不阕筛分组分的
每份样品测试３次，取测试值的平均德撵势折算壹径。
缨粒度器祥的折算直径觅表２。
裘３老石破碎臻与各学说懿褥灸獠震
３．２装样破碎沈功、坚固性系数、革轴抗压强凌的关系 破褡吃功是摇襞碎后产生单位毅凌瑟积所满耗酶
功，它与玻碎比密切相关。按照公式（３）、＜４＞计算出折 算赢径和新增表面积，计算结果见表４。根据表ｌ可知， 随着蛏固性系数，的减小，岩样的破碎比功也减小。因 此，破碎比功是反应岩石抵抗外力破碎的重要指标。根 据破碎比劝的意义，回归时强制逼近到零点（见图３），则 两者的线性关系为Ｗ一０．ＺＳ５ｆ（），＝０．９７９ ５）。关于岩 石单轴抗援强度与坚因性系数的关系，凌学者认为两者 是线健美系，也有学者玖为两者是二次关系嘲，根据表ｌ 中酶单辘撬筮强度值纛坚匿性系数，圈ｌ懿穗线性关系睦 线（见湖３）为拶一１９。０７８ｆ＋１８。３６１（ｙ一０．９８４ ３），有很 高的线性相关性。口＝６６．９４０ ９Ｗ＋１８．３６１ ０，即岩石单 轴抗压强度和岩石破碎比功之间有ａ＝ｋ。·Ｗ＋ｂｏ（尼。， ６０为常数）的线性关系。