岩石力学第8章 岩体现场试验
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。
岩石力学实验
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一、实验目的
1．熟练掌握岩石单轴抗压实验试件尺寸测量方法； 2．观察岩石试件破坏过程，准确分析其破坏类型； 3．根据试件破坏单轴压应力，计算岩石的单轴抗压强度； 4．熟悉岩石应力-应变曲线各阶段的意义，计算岩石弹性 模量与割线模量。
1.百分表；2.百分表架；3.试件；4.实验台
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四、实验步骤
(3) 试件直径测量
取岩石试件上中下三断面测量位置，采用游标卡尺分别测量垂直于中轴线 且互成90°方位的试件直径，填入试样尺寸记录表中，并分析直径误差。
上断面
中断面
下断面
互成90°测量
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四、实验步骤
(4) 试件长度测量 将试样断面分为相互垂直的4个方位，采用游标卡尺分别测量不同方
为此，需要在实验室内严格控制某些因素的情况下进行岩石力学实验，然后将所得结果 应用到实践中去。
取样
实验
应用
确定研究 工区、钻 取具有代 表性岩心
室内岩石力学 实验（单轴压 缩、巴西劈裂、 三轴实验等） 获得岩石力学 性质及参数
建立本构方程和破 坏准则，结合地质 环境特征（地应力、 温度、地层压力等） 进行工程实际应用 （如判定井壁破裂 坍塌条件等）
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岩石单轴抗压实验
➢ 实验目的 ➢ 实验原理 ➢ 实验仪器 ➢ 实验步骤 ➢ 结果处理 ➢ 报告编写
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一、实验目的
1、掌握岩石硬度的测定方法； 2、掌握岩石塑性系数的测定方法。
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岩体力学的实践教学环节(2篇)
第1篇一、引言岩力学是地质工程领域的重要学科，研究岩石的力学性质、力学行为及其工程应用。
为了使学生更好地理解和掌握岩力学的基本原理和方法，提高学生的实践能力和综合素质，本文将对岩体力学的实践教学环节进行探讨。
二、实践教学环节设计1. 实验教学（1）岩石力学性质实验岩石力学性质实验是岩力学实践教学的重要环节，主要包括岩石的密度、弹性模量、抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等指标的测定。
实验内容如下：1.1 岩石样品制备：将岩石样品加工成规定尺寸的圆柱形或立方体，并清洗干净。
1.2 岩石密度测定：采用排水法测定岩石的密度。
1.3 岩石弹性模量测定：采用超声波法测定岩石的弹性模量。
1.4 岩石抗压强度测定：采用单轴压缩试验测定岩石的抗压强度。
1.5 岩石抗拉强度测定：采用单轴拉伸试验测定岩石的抗拉强度。
1.6 岩石抗剪强度测定：采用三轴压缩试验测定岩石的抗剪强度。
（2）岩石力学模型实验岩石力学模型实验旨在模拟岩石在工程中的力学行为，主要包括以下内容：2.1 岩石裂隙扩展实验：研究岩石在加载过程中裂隙的扩展规律。
2.2 岩石破坏机理实验：分析岩石在加载过程中的破坏机理。
2.3 岩石应力波传播实验：研究岩石中应力波的传播规律。
2.4 岩石力学参数反演实验：根据岩石的力学性质反演岩石的力学参数。
2.5 岩石力学模型应用实验：将岩石力学模型应用于实际工程问题。
2.6 岩石力学数值模拟实验：采用有限元等方法对岩石力学问题进行数值模拟。
2.7 岩石力学实验数据处理与分析：对实验数据进行处理和分析，得出结论。
2.8 岩石力学实验报告撰写：根据实验结果撰写实验报告。
2.9 岩石力学实验成果展示：组织实验成果展示，交流学习经验。
2.10 岩石力学实验考核：对实验过程和结果进行考核，检验学生实践能力。
2.11 岩石力学实验总结：总结实验经验，提出改进措施。
2.12 岩石力学实验考核与评价：对实验成果进行评价，检验学生实践能力。
岩体真三轴现场试验规程
岩体真三轴现场试验规程一、引言岩体工程是岩石力学的一个重要研究领域，为了更好地了解岩石的力学性质和岩体的稳定性，进行真三轴现场试验是必不可少的手段。
本文将介绍岩体真三轴现场试验的规程，包括试验前的准备工作、试验设备和仪器的选择、试验过程的操作要点以及试验结果的分析和处理。
二、试验前的准备工作1. 确定试验目的和试验参数：根据岩体工程的实际情况确定试验的目的和所需求的参数，例如岩石的抗压强度、抗剪强度等。
2. 选择试验地点：选择合适的试验地点是保证试验结果准确性的重要因素，应考虑地质条件、岩层特征等因素。
3. 准备试验设备和仪器：选择适用于真三轴试验的设备和仪器，包括压力机、应变仪、压力传感器等。
4. 岩石样本的采集与制备：根据试验要求采集合适的岩石样本，并进行必要的制备工作，如切割成规定尺寸的试样。
三、试验设备和仪器的选择1. 压力机：选择合适的压力机是进行真三轴试验的关键，应考虑试验参数范围、试样尺寸等因素，确保压力机的质量和性能满足试验要求。
2. 应变仪：应变仪用于测量试样的应变变化，在真三轴试验中起到重要作用，应选择灵敏度高、测量范围广的应变仪。
3. 压力传感器：压力传感器用于测量试样所受的轴向压力，应选择精度高、稳定性好的压力传感器。
四、试验过程的操作要点1. 样本的装配：将岩石样本装入试验设备中，并按照试验要求进行应力加载和应变控制。
2. 应变测量：通过应变仪测量试样的应变变化，及时记录并保证测量数据的准确性。
3. 轴向压力控制：根据试验要求，通过调节压力机的加载速率和加载方式，控制试样所受的轴向压力。
4. 剪切力控制：根据试验要求，通过调节剪切装置的加载速率和加载方式，控制试样的剪切力。
5. 试验参数的记录：在试验过程中，及时记录试验参数的变化，例如加载速率、应变变化等。
五、试验结果的分析和处理1. 数据处理：将试验过程中获得的数据进行整理和处理，包括计算岩石的抗压强度、抗剪强度等参数。
岩石力学试验技术
岩石力学试验技术岩石力学现场试验技术【摘要】：岩体现场试验成为岩石工程设计和施工中必不可少的了解岩体力学性能的手段[]1，本文通过对岩体现场试验的总结，全面的认识了岩石力学当中岩体的现场试验技术。
只有深入正确的认识了岩体的试验技术，才能更好地解决工程当中的一些实际问题，因此，岩体的现场试验对研究岩石力学以及工程有着十分重要意义。
岩石的力学性质，一方面取决于它的受力条件，另一方面还受岩体的地质特征及其赋存环境的影响。
通过岩体的现场试验，可以更好的了解岩石的力学性能。
【关键词】：岩石力学，现场试验技术，流变特性，物理模型1引言岩石力学试验及其试验技术是岩石专业中最基本的内容，是岩石力学理论及其工程应用研究的基础。
我国的岩石力学试验研究工作最早起步于1958年三峡工程的岩石力学试验研究，1958年6月国家科委决定组织中国科学院、水利电力部、建工部等部门的下属单位及相关高等院校协作攻关，并于同年成立了三峡岩基专题研究组，为我国岩石力学试验技术的发展以及对岩石力学研究工作的重视和促进奠定了基础[]2。
半个世纪以来，岩石力学岩石力学试验及其试验技术的研究为解决我国水利、能源、交通、矿山、人防、和铁道领域工程中的岩石力学问题作出了重大贡献；另一方面，随着工程实践的积累和深入，岩石力学试验技术也在不断的完善与发展。
2 试验技术早期人们对岩石的认识是建立在室内岩石力学试验基础上的，随着科学技术的发展和岩石力学研究的不断深入，人们认识到室内岩石力学试验并不能完全代表工程岩体的力学性能。
主要原因是由于漫长的地质年代经受多次的构造运动作用和侵蚀、剥蚀、风化作用，在岩体中有许多的结构面，其产状、规模和性状各不相同。
岩体可以看做是不连续面与岩块结构复合体，不连续结构面的存在大大降低了岩体的力学性能。
所以，室内岩块试验与现场岩体试验有很大的差别。
岩体的现场试验可以按多种形式分类，比如可以按照受力方式、受荷过程测试参数等进行分类。
岩石力学性质测试技术研究
岩石力学性质测试技术研究1. 引言岩石力学性质是指岩石在外力作用下的力学行为和性能。
研究岩石力学性质对于工程建设、地质勘探和自然灾害防治等领域具有重要意义。
本文将介绍岩石力学性质测试技术的研究进展。
2. 试验方法岩石力学性质的试验方法主要包括室内试验和现场试验两种。
2.1 室内试验室内试验是在实验室环境下进行的试验，通常通过对岩石样品进行加载或应力应变循环测试来获取其力学性质参数。
常用的室内试验方法包括单轴压缩试验、剪切试验、抗拉试验等。
2.2 现场试验现场试验是在实际工程场地进行的试验，通过在岩石体上施加加载或监测其反应来获取其力学性质参数。
常用的现场试验方法包括岩石钻孔取芯试验、地下水位监测、地下应力测量等。
3. 岩石力学性质参数岩石力学性质参数是表征岩石性能的指标，常用的包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、弹性模量等。
3.1 抗压强度抗压强度是指岩石在一定条件下抵抗垂直加载的能力。
室内试验中常用的测试方法有单轴压缩试验和扰动法试验。
3.2 抗拉强度抗拉强度是指岩石在拉力作用下的抵抗能力。
室内试验中常用的测试方法有直接拉伸试验和间接拉伸试验。
3.3 抗剪强度抗剪强度是指岩石在剪切力作用下的抵抗能力。
室内试验中常用的测试方法有直剪试验和剪切试验。
3.4 弹性模量弹性模量是指岩石在弹性变形状态下的刚度。
常用的测试方法有静态弹性模量试验和动态弹性模量试验。
4. 测试技术研究进展随着科技的进步，岩石力学性质测试技术也在不断发展。
以下将介绍一些研究的新技术和方法。
4.1 声发射技术声发射技术是通过监测岩石中产生的声波信号来分析岩石的破裂和变形状况。
该技术可以实时监测岩石的力学行为，对于工程结构的安全评估和地质灾害的预警具有重要意义。
4.2 数值模拟技术数值模拟技术是通过基于岩石力学理论的数学模型对岩石进行仿真计算，以获取其力学性质。
该技术可以对复杂的力学问题进行精确分析，为工程设计和施工提供科学依据。
4.3 无损检测技术无损检测技术是通过无需对岩石进行破坏性试验的方法，如超声波检测和红外热像仪检测，来获取岩石的力学性质参数。
岩体力学实验
岩体力学实验一.实验目的岩石单轴压缩是指岩石在单轴压缩条件下的强度、变形和破坏特征。
通过该实验掌握岩石单轴压缩实验方法，学会岩石单轴抗压强度、弹性模量、泊松比的计算方法；了解岩石单轴压缩过程的变形特征和破坏类型。
二.实验设备、仪器和材料1.钻石机、锯石机、磨石机；2.游标卡尺，精度0.02mm；3.直角尺、水平检测台、百分表及百分表架；4.YE-600型液压材料试验机；5.JN-16型静态电阻应变仪；6.电阻应变片（BX-120型）；7.胶结剂，清洁剂，脱脂棉，测试导线等。
三.试样的规格、加工精度、数量及含水状态1. 试样规格：采用直径为50 mm，高为100 mm的标准圆柱体，对于一些裂隙比较发育的试样，可采用50 mm×50 mm×100 mm的立方体，由于岩石松软不能制取标准试样时，可采用非标准试样，需在实验结果加以说明。
2. 加工精度：a 平行度：试样两端面的平行度偏差不得大于0.1mm。
检测方法如图5-1所示，将试样放在水平检测台上，调整百分表的位置，使百分表触头紧贴试样表面，然后水平移动试样百分表指针的摆动幅度小于10格。
b 直径偏差：试样两端的直径偏差不得大于0.2 mm ，用游标卡尺检查。
c 轴向偏差：试样的两端面应垂直于试样轴线。
检测方法如图5-2所示，将试样放在水平检测台上，用直角尺紧贴试样垂直边，转动试样两者之间无明显缝隙。
3.试样数量： 每种状态下试样的数量一般不少于3个。
4.含水状态：采用自然状态，即试样制成后放在底部有水的干燥器内1～2 d ，以保持一定的湿度，但试样不得接触水面。
四.电阻应变片的粘贴1.阻值检查：要求电阻丝平直，间距均匀，无黄斑，电阻值一般选用120欧姆，测量片和补偿片的电阻差值不超过0.5Ω。
2.位置确定：纵向、横向电阻应变片粘贴在试样中部，纵向、横向应变片排列采用“┫”形，尽可能避开裂隙，节理等弱面。
3.粘贴工艺：试样表面清洗处理→涂胶→贴电阻应变片→固化处理→焊接导线→防潮处理。
岩石力学试验指导书
实验一、岩石变形试验一、试验目的本试验目的在于测定规则岩石试件在单轴压缩应力状态下的纵向和横向变形，据此计算岩石的弹性模量和泊松比。
弹性模量分为初始弹性模量，割线弹性模量和切线弹性模量。
它们均由试验结果绘制的应力~应变曲线确定。
泊松比是指单向压缩条件下横向应变与纵向应变之比；对于岩石，一般用应力~应变曲线近于直线段平均纵向应变与相应应力段平均横向应变计算。
二、试验方法目前，实验室广泛采用电测法测定岩石变形。
即用转换元件将待测非电量的变形转换成电量输入电子仪器进行测量。
（1）采用圆柱体试件，试件直径50mm,高100mm。
（2）沿试件高度，直径的误差不超过0.03cm试件两端面不平行度误差，最大不超过0.005cm ；（3）端面应垂直于轴线，最大偏差不超过0.25 ° ；（4）直径应沿试件整个高度上分别量测两端面和中点三个断面的直径，取其平均值作试件直径；高度应在两端等距取三点量测试件的高，取其平均值，作为试件的高，同时检验两端面的不平整度。
尺寸测量、均应精确到0.1mm。
3、试件描述（1 ）岩石名称、颜色、矿物成分、结构、风化程度、胶结物性质等；（2）加荷方向与岩石试件内层理、节理、裂隙的关系及试件加工中出现的问题；4、电阻应变片粘贴（1） .选择合适的应变片待用。
同一组所用的应变片应是同一包装袋中的，并且两片之间的电阻值相差不应超过0.5欧姆。
轴线在应变片底座上标出。
在拿取和摆放应变片时，注意不要用手接触应变片的底座，也不要与其它未经清洗的物体接触，以免造成污染。
禁止用镊子或其他坚硬的器具夹持敏感栅部分，防止人为损伤应变片。
（2） .用细沙布打磨试件需要粘贴应变片表面。
打磨方向与贴片方向成交叉45°, 面积约为5X 10mm2o（3） .用棉球蘸少量丙酮（酒精）擦洗贴片位置，棉球脏了再换一个，只到棉球不变色为止。
用铅笔画出贴片位置的方位线，然后在用棉球擦一次。
此后，被清洗的表面不能与其它不清洁的物体接触。
岩体力学实训过程
岩体力学实训过程引言：岩体力学是研究岩石在受力作用下的变形和破裂规律的科学。
岩体力学实训是岩石力学理论与实践相结合的一种教学方法，通过实际操作和实验观测，加深学生对岩石力学理论的理解和应用能力。
本文将以岩体力学实训过程为标题，介绍岩体力学实训的基本内容和步骤。
一、实训准备在进行岩体力学实训之前，需要进行一系列的准备工作。
首先，根据实训的目的和要求，确定实训的内容和实验方案。
其次，准备实验设备和器材，包括岩石样本、试验机、测量仪器等。
同时，制定实验安全措施，确保实训过程的安全性。
二、实训内容岩体力学实训内容主要包括以下几个方面：岩石力学性质的测试、岩石力学参数的测定、岩石变形和破坏的实验研究等。
具体内容如下：1. 岩石力学性质的测试岩石力学性质的测试是岩体力学实训的基础环节。
通过对岩石样本的物理力学性质进行测试，包括密度、孔隙率、抗压强度、抗拉强度、弹性模量等。
测试结果可以为后续实验提供基础数据。
2. 岩石力学参数的测定岩石力学参数的测定是岩体力学实训的核心内容。
通过对岩石样本进行不同试验，如压缩试验、拉伸试验、剪切试验等，测定岩石的力学参数，如杨氏模量、泊松比、强度参数等。
这些参数对于岩体力学的分析和计算具有重要意义。
3. 岩石变形和破坏的实验研究岩石变形和破坏的实验研究是岩体力学实训的重要环节。
通过对岩石样本进行加载实验，观察岩石的变形和破坏过程，探究岩石的力学特性和破坏机制。
这些实验可以帮助学生深入理解岩石的力学行为和力学规律。
三、实训步骤岩体力学实训的步骤一般包括以下几个环节：试验前的准备、试验操作、数据处理分析和实验报告撰写等。
1. 试验前的准备在进行岩体力学实训之前，需要进行充分的准备工作。
首先，了解实验的目的和要求，明确实验方案。
其次，检查实验设备和器材的完好性，确保实验的正常进行。
同时，制定实验安全措施，保障实验的安全性。
2. 试验操作在进行岩体力学实训的试验操作时，需要严格按照实验方案进行。
现场岩石(体)力学参数快速测试方法
现场岩石（体）力学参数快速测试方法
4
CT层析成像技术
现场岩石（体）力学参数快速测试方法
4.1作用及原理
作用:获取两个钻孔间岩体结 构的精细图像。
基本原理:如图为声波成像模 型
现场岩石（体）力学参数快速测试方法
首先得到传播路径的传播时间
1
tik V sik r ds
现场岩石（体）力学参数快速测试方法
谢谢！
探头直径现场岩石体力学参数快速测试方法现场岩石体力学参数快速测试方法32跨孔测试法在岩石工程中测量某一区域岩体波速的测试方法跨孔测试法是在两个不同的钻孔中进行一钻孔中激发弹性波另一钻孔中接收弹性波根据两钻孔距离和弹性波旅行时间计算出震源与接受点之间岩体的平均波速作用
现场岩石（体）力学 参数快速测试方法
现场岩石（体）力学参数快速测试方法
现场岩石（体）力学参数快速测试方法
4.1作用及原理 给以参考模型M（r）上式变为
现场岩石（体）力学参数快速测试方法
写成矩阵形式
式中= - ：真实模型和参考模 型的时间残值；
：Jacobi矩阵元素；
：真实模型和参考模型的波速 修正值
在给定模型M（r)后，求解上式得 到，被测区域岩体波速分布为
现场岩石（体）力学参数快速测试方法
松动层是确定岩石稳定性及支护 设计的重要依据,特别是在锚喷结 构支护中,要根据松动层来设计锚 固的深度。
通过研究声波在岩体中的传播特 性和分析声学参数(波速、衰减系 数、振幅、频谱等)的变化,从而 了解岩体有关物理力学参数和结 构特征,并能及时提供信息指导现 场施工。
移动探头可以获得孔壁岩体 声波速度随钻孔深度变化的 曲线
岩体力学实训过程
岩体力学实训过程实训开始前，我们首先进行了必要的准备工作。
在实验室里，老师向我们介绍了实验的目的和步骤，并向我们展示了实验所需的仪器设备。
在实验开始之前，我们需要进行实验器材的检查，确保其完好无损，并熟悉其使用方法。
实训的第一部分是岩石的采集和样品制备。
我们需要前往现场采集不同类型的岩石样品，如花岗岩、砂岩等。
在采集过程中，我们要注意保护自己的安全，并遵守环保规定。
采集回来的岩石样品需要进行初步处理，去除杂质和不符合实验要求的部分。
然后，我们将岩石样品制备成适合实验的标准试样，确保其尺寸和形状符合实验要求。
接下来，我们进行了岩石力学性质的测试。
首先是岩石的密度和孔隙度测试。
通过测量岩石的质量和体积，我们可以计算出其密度，并利用浸水法测定孔隙度。
这些数据对于岩石的力学性质分析非常重要。
然后，我们进行了岩石的抗压强度测试。
在实验中，我们将试样放入压力机中，逐渐增加压力，直到试样发生破坏。
通过测量最大承载力和变形情况，可以计算出岩石的抗压强度和变形模量等参数。
接着，我们进行了岩石的拉伸和剪切强度测试。
在拉伸实验中，我们将试样固定在拉伸机上，逐渐施加拉力，直到试样发生断裂。
通过测量最大承载力和变形情况，可以计算出岩石的拉伸强度和变形模量等参数。
在剪切实验中，我们将试样放入剪切仪中，逐渐增加剪切力，直到试样发生破坏。
通过测量最大剪切力和剪切位移，可以计算出岩石的剪切强度和剪切模量等参数。
我们还进行了岩石的弹性模量和泊松比测试。
在实验中，我们使用弹性恢复仪来测量岩石的应力-应变关系。
通过施加不同的应力，测量相应的应变，可以计算出岩石的弹性模量和泊松比等参数。
这些参数对于岩体的应力分析和变形预测具有重要意义。
在实训的最后阶段，我们对实验结果进行了分析和总结。
通过对不同类型岩石的力学性质进行对比，我们可以得出一些结论，并与理论知识进行对照。
我们还讨论了实验中可能存在的误差和不确定性，并提出了改进的建议。
这些分析和总结对于加深我们对岩体力学的理解和应用具有重要意义。
第六节 岩体力学性能的现场测试
S <1 2
时，为绝对刚性； 为绝对刚性； 时，为有限刚度； 为有限刚度； 时，为绝对柔度； 为绝对柔度；
当 1 2 ≤ S ≤ 10 当
S > 10
3.测试 3.测试岩体的变形可在垫板下面测定，也可在通过垫板 测试 中心的轴线上距垫板一定距离处量测 多次小循环
P-压力
单次小循环
大循环
T-时间
图4-33 岩体现场变形试验加荷过 程示意图
设备装置主要由四部分组成( 32) 2、设备装置主要由四部分组成(图4—32)： 垫板(承压板) 方形或圆形，面积： 25材料：弹性、刚性。 垫板(承压板)：方形或圆形，面积：0.25-1.2m2，材料：弹性、刚性。 千斤顶或压力枕) 500kN 3000kN kN— 加荷装置 (千斤顶或压力枕)： 500kN—3000kN 传力装置(传力支柱、传力柱垫板)； 变形量测装置(测微计)。 变形量测装置(测微计) 传力装置(传力支柱、传力柱垫板)
径向压缩的荷载要保持其变形在弹性范围内，径向位移的测定， 径向压缩的荷载要保持其变形在弹性范围内，径向位移的测定，不是在混凝土和岩 面衬砌的接触面上，而是在岩体内部大约15cm的深处测量。 的深处测量。 面衬砌的接触面上，而是在岩体内部大约 的深处测量 变形模量按弹性厚壁圆筒的条件计算。 变形模量按弹性厚壁圆筒的条件计算。 设岩体内任一点的位移为
2
（4-80）
式中：p-荷载; r-垫板的半径; μ-岩体的泊松比; E——岩体的 弹性模量
b.垫板的平均位移 b.垫板的平均位移
s0′ = mp (1 − µ 2 ) / E A
（4－81）
式中，A-受荷表面的面积；m-系数它取决于垫板的形状、刚 度以及荷载分布等情况，其m值可见表4－5
岩石物理力学性质试验规程
岩石物理力学性质试验规程一、试验目的岩石物理力学性质是评估和研究岩石工程行为的重要指标之一，本试验规程旨在规范岩石物理力学性质试验的操作程序，确保结果准确可靠。
二、试验仪器1. 岩石强度试验机：能够施加等速加载或恒定应变的试验机，带有适当的测量和记录设备。
2. 岩石样品制备设备：包括岩石切割机、砂轮机、平面研磨机等，用于制备符合要求的岩石样品。
三、试验样品1. 样品采集：从实际岩石体中选择代表性样品，应满足试验目的和样品尺寸要求。
2. 样品制备：将采集到的岩石样品，经过切割、抛光等步骤制备成符合规定尺寸的圆柱样品或者立方体样品。
四、试验步骤第一步：试样准备1. 使用岩石切割机将岩石样品切割成圆柱或立方体样品，并确保样品光滑平整。
2. 样品的尺寸应符合设计和试验要求，直径为50-100mm，高度为50-200mm。
确保样品尺寸和几何形状的测量准确。
第二步：试验前的准备1. 样品表面清洁：用清水和毛刷清洁样品表面，确保无杂质和污垢的影响。
2. 样品称重：用天平称量样品质量，记录准确数值以备后续计算使用。
3. 湿润试样：根据试验要求，在试样表面涂刷薄薄的润湿剂，并确保试样完全湿润。
第三步：试验操作1. 安装试样：将试样放置于试验机上，调整好位置并固定好。
2. 设置加载方式：根据试验要求和设计加载方式，选择等速加载或恒定应变加载。
3. 进行试验：根据试验方法和标准，按照不同的加载速率施加力或变形，持续记录试样的负荷、位移或变形等数据。
第四步：试验数据处理1. 数据记录：使用数据采集装置实时采集试验数据，并记录下来。
2. 数据计算和分析：对试验得到的数据进行计算和分析，包括计算岩石的应力-应变关系、弹性模量、抗压强度、剪切强度等指标。
3. 结果检查和比较：将试验结果与设计要求进行比较，判断试验结果的可靠性和合理性。
五、试验结果报告1. 报告内容：试验结果报告应包含样品信息、试验方法、试验结果以及分析和讨论等内容。
岩体现场弹性模量钻孔测定法
试洞法加压区大，代表性较好，但费用特高； 平板法次之，费用较高，测点很少，且受表面松 动影响，测值偏低；钻孔法较灵活，费用最低， 特点是可利用地质勘探孔进行测试，覆盖面较大， 测试深度较深，数据较多，通过统计分析可以获 得最接近现场特性的数据。 钻孔法分钻孔膨胀计(Dilatometer)和钻孔 弹模计(Borehole Jack)两种，前者用橡胶囊加 压，压力较低, 最高20MPa, 适用于软岩；后者 用活塞对部份孔壁加压，压力较高，可达70MPa， 既适用于硬岩也适用于软岩，一种规格的弹模可 适用于二种孔径的钻孔、还可测定岩体的各向异 性。
项目 古德曼千斤顶
76 76*205 1212-12*60 69 703 90° 90° 53.7*205 64.2 12.5 2 0.01 10 0.5 -Ø48 70 507 45° 45° 29*248 70 6 2 0.001 6 0.05 70
GYGY-90
90 90*300 44-Ø57.4 70 725 45° 45° 34.4*300 70 6 2 0.001 6 0.05 70
GYGY-110
110 110*360 44-Ø70 70 1077 45° 45° 42*360 70 8 2 0.001 8 0.05 70
钻孔直径(mm) 钻孔直径(mm) 外形尺寸(mm) 外形尺寸(mm) 活塞规格(mm) 活塞规格(mm) 最高压力(MPa) 最高压力(MPa) 最大出力(kN) 最大出力(kN) 接触角(2 接触角(2 β) 承压区面积(mm*mm) 承压区面积(mm*mm) 承压区平均压力(MPa) 承压区平均压力(MPa) 活塞行程(mm) 活塞行程(mm) 回程活塞( 回程活塞(个) 位移计灵敏度(mm) 位移计灵敏度(mm) 位移量程(mm) 位移量程(mm) 压力计灵敏度(MPa) 压力计灵敏度(MPa) 压力计量程(MPa) 压力计量程(MPa)
岩石物理力学性质试验规程
岩石物理力学性质试验规程1. 引言本文档旨在为岩石物理力学性质试验提供一套规程，以确保试验的准确性和可重复性。
岩石物理力学性质试验是评价岩石力学性质的重要手段，对于岩石工程和地质工程的设计、施工和预测具有重要意义。
2. 试验目的岩石物理力学性质试验的主要目的是获取岩石的基本力学性质参数，如强度、弹性模量、抗剪强度和抗压强度等，用于岩石力学特性的研究和实际工程应用。
3. 试验方法3.1 试验设备•岩石力学试验机•强度试验装置•弹性模量试验装置•抗剪强度试验装置•抗压强度试验装置•试样制备工具3.2 试样制备1.根据试验要求，选择合适的岩石样本，并保证样本的完整性和充分代表性。
2.对选择的岩石样本进行表面处理，去除杂质和不良部分，使试样表面平整。
3.根据试验要求，制备符合规格要求的试样，如立方体试样、圆柱体试样等。
3.3 试验步骤1.在试验前，对试验设备进行检查和校准，确保设备正常运行和准确测量。
2.将待测样品安装到相应的试验装置上。
3.进行预加载试验，以调整试验装置并确保样品与装置紧密贴合。
4.根据试验要求，施加恒定速度或恒定荷载进行试验。
5.在试验过程中，记录试验数据包括荷载、变形和时间等。
6.在试验结束后，根据试验结果进行数据处理和分析。
4. 数据处理4.1 强度参数计算根据试验数据，计算岩石的强度参数，如抗拉强度、抗压强度等。
计算公式如下：抗拉强度 = 断裂荷载 / 试样横截面积抗压强度 = 最大荷载 / 试样横截面积4.2 弹性模量计算根据试验数据，通过应力-应变关系计算岩石的弹性模量。
计算公式如下：弹性模量 = 斜率 × 试样长度 / 试样变形4.3 抗剪强度计算根据试验数据，计算岩石的抗剪强度。
计算公式如下：抗剪强度 = 最大剪应力 / 试样抗力4.4 数据分析根据试验数据和计算结果，进行数据分析，包括数据可信度评估、异常数据排除和数据统计等。
5. 结果与报告根据试验数据和数据分析结果，撰写试验报告，报告应包括以下内容：•试验目的和背景•试验方法和步骤•试验结果和数据分析•结果讨论和结论•参考文献6. 安全注意事项在进行岩石物理力学性质试验时，需注意以下事项：•牢固固定试验设备，确保设备的稳定性和安全性。
岩体力学试验流程
岩体力学试验流程今天咱们来聊聊岩体力学试验的流程呀。
这就像是一场探索岩石力量秘密的有趣旅程呢。
想象一下，有一座大大的山，山上全是各种各样的岩石。
科学家们想知道这些岩石到底有多结实，能承受多大的压力，这时候就要做岩体力学试验啦。
最开始呀，要先找到合适的岩石样本。
就像我们找东西一样，得挑那些能代表整座山的岩石哦。
比如说，不能只找山脚下特别小的石头，得去山上不同的地方找一些大的、小的、看起来不一样的岩石块。
这就好比我们从一群小朋友里，选不同身高、不同胖瘦的小朋友来做游戏，这样才能知道所有小朋友的特点呀。
找到岩石样本后呢，要把它们小心地运到实验室。
这个过程可不容易呢，就像我们捧着很珍贵的宝贝一样，不能让岩石受到碰撞或者损坏。
要是不小心把岩石弄碎了一点，那试验结果可能就不准啦。
到了实验室，就要测量岩石的大小和形状啦。
就像我们量自己的身高和体重一样，要知道岩石的尺寸呢。
这时候会用到尺子之类的工具，把岩石的长、宽、高都量得清清楚楚。
比如说，一块岩石长10厘米，宽8厘米，高5厘米，就像给岩石做了一个小小的身份证，记录下它的基本信息。
接下来就是给岩石加压力啦。
这就像我们在推一个很重的东西一样。
不过给岩石加压力是用专门的机器哦。
一点点地增加压力，看看岩石什么时候会开始出现裂缝，什么时候会完全破碎。
就像我们吹气球，一开始慢慢地吹，气球会慢慢变大，但是吹到一定程度，气球就会“砰”的一声破了。
岩石也是这样，压力加到一定程度，它就会承受不住啦。
在这个过程中，科学家们会仔细地观察岩石的变化。
他们会眼睛一眨不眨地看着岩石，就像我们看很精彩的魔术表演一样。
看到岩石上出现了小裂缝，就赶紧记录下来，是在多大的压力下出现的裂缝呀，裂缝是从哪里开始的呀。
这些记录都非常重要呢。
做完试验后呀，还要把所有的数据整理好。
就像我们把自己的玩具收拾好，放在不同的盒子里一样。
把关于岩石的大小、形状、承受压力的数据都整理得整整齐齐，这样才能根据这些数据知道这座山的岩石到底有多强壮啦。
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（3）加荷与测量 将组装后的探头放入孔内顶定深度,并经定向后立即 施加0.5MPa的初始压力,探头即自行固定，读取初始读 数。试验的最大压力一般为预定压力的1.2～1.5倍。压 力分7～10级，进行分级加荷。 （4）试验数据分析 试验完成后，计算变形参数并绘制相关曲线。岩体 的变形参数按弹性理论计算：
第8章 岩体现场试验
8.1 岩体现场试验的必要性
岩石力学之所以不同于其他固体力学就在于所研究 的岩体特性，在于为之服务的岩石工程特性及所处的环 境条件。认识岩体特性，了解岩体的力学特性最直接、 有效、可靠的方法就是进行岩石力学试验与测试。
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8.2 岩体现场试验的分类
随着科学技术的不断发展，岩石力学试验手段和试 验方法在不断地更新和完善。岩体现场试验可以按多种 形式分类，如可以按受力方式、受荷过程、测试参数等 进行分类。但总的来说，岩体现场试验可以为动力学试 验和静力试验两大类。静力试验包括现场岩体变形试验、 现场岩体强度试验、岩体应力测试和岩体原位观测。动 力学岩体现场试验主要是岩体波动测试，各种现场岩体 试验方法分类如图8.1所示。
பைடு நூலகம்
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（2）主要仪器设备 主要仪器和设备有：液压千斤顶(刚性承压板法)、 环形液压枕(柔性承压板法或中心孔法)、液压泵及高压 管路、稳压装臵、刚性承压板、环形钢板与环形传力、 传力柱、垫板、楔形垫块、反力装臵、测表支架和变形 测表等。图8.2所示为刚性承压板试验装臵 。图8.3为柔 性承压板中心孔法的装臵图。
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图8.4 相对变形变化的计算 (a)逐级一次循环法 (b)逐级多次循环法
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（4）试验数据分析 当采用刚性承压板法量测岩体表面变形时,按下列公 式计算变形参数：
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8.3.2 钻孔变形试验法 岩体钻孔变形试验是通过放入岩体钻孔中的压力计 或膨胀计，施加径向压力于钻孔孔壁，量测钻孔井巷岩 体变形，按弹性理论公式计算岩体变形参数。它有两种 力学模型，一种是全孔壁受压，一种是半孔壁受压，如 图8.5所示。目前一般都采用全孔壁受压。钻孔变形试 验适用于软岩和中坚硬岩体。
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8.4 岩体现场强度试验
岩体现场强度试验是在现场直接测试岩体或结构面 的抗压强度和抗剪强度。目前主要有结构面剪切试验、 岩体直剪试验、单轴压力试验和三轴剪切试验等方法。 其中，单轴压力试验主要测定岩体的单轴抗压强度；三 轴剪切试验可以测定岩体的强度指标和变形参数如图 8.7所示。
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图8.7 野外原位三轴试验方案
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8.4.1 岩体结构面剪切试验 结构面剪切试验是将同一类型岩体结构面的一组试 体，在不同法向压力下进行剪切，根据库仑定律确定岩 体结构面的抗剪强度参数。岩体结构面直剪试验可分为： 在结构面未扰动情况下进行的第一次剪断，通常称为抗 剪断试验；剪断后，沿剪断面进行的剪切试验，称为抗 剪试验。结构面剪切试验适用于岩体中的各类结构面。 （1）试体的制作 在试验地段的开挖时，在岩体的预定部位加工与原 岩相联的试体 ,试体一般为立方体，最小边长大于 50cm， 高度一般取最小边长的 1/2以上，结构面剪切面积大于2 500cm2，试体间距大于最小边长。
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8.3.1 承压板试验法 承压板法试验是在岩体的表面放臵一块有足够刚度 （一般要大于岩体刚度）的钢板，然后对钢板加压，测 定岩体的变形，从而获得岩体的变形参数的方法。它可 分为刚性承压板法和柔性承压板法，一般根据岩体的强 度和设备情况而定，对坚硬完整岩体宜用柔性承压板， 半坚硬和软岩宜用柔性承压板。岩体的变形测量既可在 岩体的表面，也可在岩体的内部进行。该试验一般在平 洞或井巷中进行，如在露天试验，须设计反力装臵。
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图8.5 钻孔变形法的两种力学模型
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图8.6 钻孔变形法的试验装臵示意图
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（1）试验点与钻孔 由于钻孔变形法的探头依靠自重在钻孔中上下移动， 因此它只适用于铅直钻孔，孔斜不能超过5°，试验孔 应铅直，孔壁应平直光滑。钻孔的实际长度要大于加压 段1/3。孔径根据仪器要求确定。 （2）主要仪器设备 钻孔变形法的主要仪器设备有钻孔压力计或钻孔膨 胀计、起吊设备、扫孔器、模拟管以及校正仪等。试验 前向钻孔内注水至孔口,将扫孔器放入孔内进行扫孔,直 至上下连续3次收集不到岩块为止。将模拟管放入孔内 直至孔底，如畅通无阻时才能进行试验。图8.6为钻孔 变形法的试验装臵示意图。
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（1）试验点的选择 试验点的面积应大于承压板，加压面积应大于2 000cm2。试点表面范围内受扰动的岩体,宜清除干净并 修凿平整；岩面的起伏差不宜大于承压板直径的1%。 在承压板以外,试验影响范围以内的岩体表面,应平整、 无松动岩块和石碴。试点表面应垂直预定受力方向。试 点表面以下3.0倍承压板直径深度范围内岩体的岩性宜 相同。
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图8.2 刚性承压板法的试验装臵 (a)钻直方向加荷 (b)水平方向加荷
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图8.3 柔性承压板中心孔法安装
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（3）加荷与测量 系统安装完后，启动千斤顶稍微加压，使整个系统 紧密结合。待水泥浆和混凝土达到龄期后便可开始试验。 最大试验压力可取预定压力的1.2倍。最大压力一般按5 等分分级施加。加压前应对测表进行初始稳定读数观测, 每隔10min同时测读各测表1次,连续3次读数不变,方可 开始加压试验,并将此读数作为各测表的初始读数值。钻 孔轴向位移计各测点观测,可在表面测表稳定不变后进行 初始读数。加压方式一般采用逐级一次循环法或逐级多 次循环法。当采用逐级一次循环法时，每次循环压力应 退至零。
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图8.1 岩体现场试验的方法分类
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8.3 岩体现场变形试验
岩体变形试验主要用来测定岩体的变形指标，如变 形模量、泊松比等。主要方法有承压板法、钻孔变形测 量法、狭缝法、隧洞压水变形、单轴压缩法和三轴压缩 法等。其中以承压板法、钻孔变形测量法和三轴压缩法 较好。但三轴试验必须配合地应力的测量，如果无地应 力测量资料，围压条件不清楚，就无法进行三轴试验。 表8.1给出了各种变形试验的优缺点比较。下面主要介 绍承压板法和钻孔变形测量法。