岩体力学实验..

合集下载

岩石力学实验报告_3

岩石力学实验报告_3

试验一、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,KN3、 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:FP R式中:R ——试件抗压强度,MPaP ——试件破坏载荷,N F ——试件面积,mm 2试验二、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:DLPR L 14.32式中:R L ——岩石单向抗拉强度,MPaP ——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。

研究岩石的实验报告(3篇)

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。

岩体力学实验报告

岩体力学实验报告

岩体力学试验报告专业:姓名:学号:组次:同济大学岩体工程研究室二〇一三年九月试验一块体密度试验一、试验目的二、试验记录:岩石块体密度量积法试验记录表项目编号:试验者:校核者:试验日期:三、回答问题1、岩石块体密度试验有哪几种方法?各适用于什么条件?2、量积法试件应符合什么要求?3、含水率对块体密度有何影响?四、试验中的问题及对本次试验的意见和建议:五、成绩评定:岩石单轴抗压试验一、试验目的二、试验记录:岩石单轴抗压强度试验记录表项目编号:试验者:校核者:试验日期:三、试件破坏形态(画草图)四、回答问题1、压力机上为何要配球型调节座?2、影响试验结果的试验因素有哪些?五、试验中的问题及对本次试验的意见和建议:六、成绩评定:试验三岩石抗拉强度(劈裂法)一、试验目的二、试验记录:岩石单轴抗拉强度试验(劈裂法)记录表项目编号:试验者:校核者:试验日期:三、试件破坏形态(画草图)四、回答问题1、为何劈裂法试验可测得岩石的单轴抗拉强度?2、影响试验结果的试验因素有哪些?五、试验中的问题及对本次试验的意见和建议:六、成绩评定:试验四岩石单轴压缩变形试验一、试验目的二、试验记录:岩石压缩变形记录表试验者:校核者:试验日期:试验者:校核者:试验日期:试验者:校核者:试验日期:三、绘制应力-纵向应变、横向应变-纵向应变关系图四、回答问题1、本试验的关键步骤有哪些?2、本试验对应变片的大小和粘贴方式有何要求?五、试验中的问题及对本次试验的意见和建议:六、成绩评定:试验五直剪试验一、试验目的二、试验记录:直剪试验记录表项目编号:试验者:校核者:试验日期:三、绘制τ~σ关系曲线:四、试验成果分析:根据剪应力和法向应力绘制关系曲线,按库伦表达式确定相应的岩石抗剪强度参数。

五、回答问题1、直剪试验的特点是什么,其适用于哪类岩体?2、在剪切过程中为何会有扩容现象?六、试验中的问题及对本次试验的意见和建议七、成绩评定试验六三轴压缩强度试验一、试验目的二、试验记录:(见记录表)岩石三轴压缩试验记录表项目编号:仪器编号:试验日期:试验者:计算者:校核者:三、试验破坏形态(画草图)四、τ~σ坐标图上绘制莫尔应力圆五、试验成果分析:根据库伦-莫尔强度理论确定岩石三轴应力状态下的强度参数。

岩体动力学试验方法

岩体动力学试验方法

岩体动力学试验方法岩体动力学试验方法是研究岩石在受到外力作用下的力学性质和行为的一种实验方法。

通过这种方法可以模拟岩体在地震、爆炸等外力作用下的响应,从而提供有关岩体稳定性、破坏机理和动态力学特性的重要信息。

本文将介绍岩体动力学试验方法的基本原理、常用的试验设备和具体操作步骤。

一、基本原理岩体动力学试验方法是基于力学原理和岩石力学理论的。

岩石是一种具有应变硬化和破裂特性的复杂材料,其力学性质受到多种因素的影响,包括岩石的组成、结构、孔隙度、饱和度等。

岩体动力学试验方法通过施加动态载荷,观测岩石的应力、应变和变形等参数的变化,从而研究其力学行为和破坏机理。

二、试验设备常用的岩体动力学试验设备包括冲击试验机、振动试验机和爆炸试验装置等。

其中,冲击试验机用于模拟地震或爆炸等冲击载荷,振动试验机用于模拟地震波的振动载荷,爆炸试验装置用于模拟爆炸载荷。

这些设备可根据不同试验需求进行调整和改进,以满足不同岩石材料和试验条件的要求。

三、操作步骤1. 样品准备:选择代表性的岩石样品,根据试验要求切割成适当的尺寸和形状。

同时,对样品进行必要的处理和处理,以消除可能的孔隙、裂缝和弱面等缺陷。

2. 试验参数设置:根据试验目的和要求,确定试验参数,包括载荷类型、载荷幅值、频率和持续时间等。

这些参数应与实际工程或地震条件相匹配,以获得可靠的试验结果。

3. 试验装置调试:根据试验方法和设备说明书,调试试验装置,确保其正常运行和准确测量。

同时,对设备进行校准和检查,以保证试验数据的准确性和可靠性。

4. 试验执行:将岩石样品安装在试验装置中,根据试验要求施加载荷。

同时,通过传感器和数据采集系统实时监测和记录岩石的应力、应变和变形等参数。

5. 数据分析:根据试验数据,进行数据处理和分析,包括计算应力-应变曲线、应力波形和位移响应等。

通过这些分析,可以获得岩石的力学参数和破坏特征。

6. 结果评价:根据试验结果,评价岩石的力学性质和破坏机理。

《岩体力学》岩石单轴抗压强度试验

《岩体力学》岩石单轴抗压强度试验

《岩体力学》岩石单轴抗压强度试验一、试验的目的测定岩石的单轴抗压强度R c。

当无侧限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。

本次试验主要测定天然状态下试样的单轴抗压强度。

二、试样制备1、试料可用钻孔岩心或坑槽探中采取的岩块。

在取料和试样制备过程中,不允许人为裂隙出现。

2、本次试验采用圆柱体作为标准试样,直径为50mm,允许变化范围为48~54mm,高度为100mm,允许变化范围为95~105mm。

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,允许采用非标准试样,但高径之比宜为2.0~2.5。

4、制备试样时采用的冷却液,必须是洁净水,不许使用油液。

5、对于遇水崩解、溶解和干缩湿胀的岩石,应采用干法制样。

6、试样数量:每组须制备3个。

7、试样制备的精度。

(1)在试样整个高度上,直径误差不得超过0.3mm。

(2)两端面的不平行度,最大不超过0.05mm。

(3)端面应垂直于试样轴线,最大偏差不超过0.25°。

三、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,风化程度,胶结物性质等特征。

2、节理裂隙的发育程度及其分布,并记述受载方向与层理、片理及节理裂隙之间的关系。

3、量测试样尺寸,检查试样加工精度,并记录试样加工过程中的缺陷。

试件压坏后,应描述其破坏方式。

若发现异常现象,应对其进行描述和解释。

四、主要仪器设备1、钻石机、切石机、磨石机或其他制样设备。

2、测量平台、角尺、放大镜、游标卡尺。

3、压力机,应满足下列要求:(1)压力机应能连续加载且没有冲击,并具有足够的吨位,使能在总吨位的10%—90%之间进行试验。

(2)压力机的承压板,必须具有足够的刚度,其中之一须具有球形座,板面须平整光滑。

(3)承压板的直径应不小于试样直径,且也不宜大于试样直径的两倍。

如压力机承压板尺寸大于试样尺寸两部以上时,需在试样上下两端加辅助承压板。

《岩体力学》岩石试件加工制备实验

《岩体力学》岩石试件加工制备实验

《岩体力学》岩石试件加工制备实验一、试验的目的(1)掌握岩样取样要求和方法(2)掌握岩石试件制备中取芯、切割、打磨操作及制备后岩样干燥、饱和方法和要求。

本次试验主要为岩石力学性能试验加工制备符合要求的岩样。

二、主要仪器设备(1)试件加工设备钻石机、切石机、磨石机或其他制样设备。

取芯机 切割机 磨石机 图1-1 岩石试件加工设备(2)量测工具与有关仪器游标卡尺,直角尺, 放大镜,天平(称量大于500g ,感量0.01g ),烘箱和干燥箱,水槽、煮沸设备。

岩石磨三、岩样采样要求1)采样(1)采样数量应根据工程性质决定,岩样可在试坑、平洞、竖井、天然地面、边坡及钻孔中采取,所取岩样应具有代表性,采取岩样时,应让岩样受到最小程度扰动,并保持岩块、岩芯原状结构及天然湿度;用钻机取样时,每节岩芯两端面完整长度不宜小于12厘米,除此以外的取样,应将岩石修凿成15~17厘米见方岩块,制样时应注意岩石结构不被破坏,经爆破后的岩石,在选取试样时更应注意;对于风化度高的软质岩石和结构面较发育的破碎岩石,每节岩芯两端面完整长度不宜小于10厘米,岩块制成10厘米见方,涉及变形模量、弹性模量、三轴试验每节岩芯两端面完整长度不宜小于20厘米、直径不宜小于10厘米,岩块制成20厘米见方岩块。

(2)采取岩样数量应满足所要求进行的试验项目和试验方法的需要。

下表为室内岩石试验加工成标准试件后,各试验项目试样数量表,采取岩样数量参考下表酌情多取试样。

岩石试验加工成标准试件后各试验项目试样数量见表1-1表1-1岩石各试验项目试样数量表注:①、表中所列“试样重量或体积”指对应试验项目加工成标准试件时试样所需数量,如工程需要做多种试验时,应视具体情况多取样品。

②、特殊试验项目的取样数量,可酌量采取。

③、加工力学试件后试样可兼做物理试验项目或用剩余试样加工物理试验项目试件。

④、力学项目属破坏性试验,试件必须单独加工,采样时应满足需要。

2)、岩样的封装(1)要保持天然含水量、易风化、干缩湿胀类岩石,在采取后应立即密封包装,密封时可先用胶布封严再涂上融蜡,以防岩石中水分散失或吸潮;密封后的岩样在装箱前应存放于室内阴凉和防冻的地方。

岩石力学实验测试方法--崔振东(中科院地质与地球物理)

岩石力学实验测试方法--崔振东(中科院地质与地球物理)
3、评价岩石的工程性状,提供评价和设计参数。
3
二、岩石力学试验相关设备 1、岩石力学试样制备设备
岩石钻孔取芯机、岩石切割机、岩石磨平机、 岩石抛光机、岩石预制裂纹切割机等。
钻孔取芯机
4
岩石切割机
精密切割机
5
岩石磨平机
6
岩石抛光机
7
岩石预制裂纹切割机
8
2、试验设备 微机伺服电子万能试验机、微机伺服液压试验 机、及其他特殊试验设备(如点荷载仪、霍普金 森杆撞击系统等)。
21
实验步骤:
试验前测量:原始尺寸、含水 率、密度、矿物成分、微结构等。



初始条件设定:清零、量程等
试样安装:点击“下降”按钮 移动横梁,调整至合适位置,将 试样放入夹具或粘贴在加载端, 施加几十牛的初始载荷拉紧。 加载试验:设定试验速度(以 ASTM和ISRM标准为主),点击 “上升”按钮开始拉伸试验,试 样断裂后试验机自动停止加载。
31
实验结果处理:
Instron 加载平台
Instron 引伸计
Instron 控制系统
Instron 液压动力源
Instron 液压油降温水箱
10

MTS-SANS CMT系列微机控制电子万能试验机
最大载荷 100KN ,采用 Powertest 软件控制加载过程和数据采集,可 进行岩石单轴拉伸、单轴压缩与三点弯曲试验。并配备有高低温箱和 WK650 型高精度温控器,温控范围 -70℃—350 ℃,可实现高低温环境下 的拉伸、压缩与弯曲试验。
13
热电阻温度传感器
光纤温度传感器
利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变 化的原理进行测温。
14
4、其他辅助设备:夹具、应变片、声发射仪等。

岩体力学实验指导书

岩体力学实验指导书

岩体⼒学实验指导书实验4 测定岩⽯的静⼒变形参数⼀、基本原理岩⽯的变形是指岩⽯在外荷载作⽤下,内部颗粒间相对位置变化⽽产⽣与⼤⼩的变化,反映岩⽯变形性质的参数常⽤的有:弹性模量和泊松⽐。

岩⽯变形模量是指试样在单向压缩条件下,压应⼒与纵向应变之⽐,⼜可分为:1、初始模量:应⼒应变曲线原点处的切线斜率。

2、切线模量:对应于应⼒应变曲线上某⼀点M处的切线斜率。

3、割线模量:应⼒应变曲线某⼀点M与原点O的联线的斜率;⼀般取单轴抗压强度的50%的应变点与原点联线的斜率代表该岩⽯的变形模量。

泊松⽐是指单向压缩条件下横向应变与纵向应变之⽐;⼀般⽤单轴抗压强度的50%对应的横向与纵向应变之⽐作为岩⽯的泊松⽐。

本试验是将岩⽯试样置于压⼒机上加压,同时⽤应变计或位移计测记不同压⼒下的岩⽯变形值,求得应⼒应变曲线,然后通过该曲线求岩⽯的变形模量和泊松⽐。

⽬前,测记变形(或应变)的仪表很多,如电阻应变仪、千分表、线性差动变换器等等,其中以电阻应变仪使⽤最⼴,在此着重介绍这种仪器的测量⽅法。

电阻应变仪测量岩⽯应变的基本原理是将电阻应变⽚粘贴在试样的表⾯,当岩⽯受压变形时,电阻应变⽚与岩⽯⼀起变形,并使其电阻值产⽣变化,通过电阻应变仪的电桥装置,测出该变化的电阻值并⾃动转换为应变值,此值即为岩⽯的应变值。

⼆、仪器设备1、制样设备:钻岩机、切⽯机、磨⽚机等;2、测量平台;3、压⼒机;4、静态电阻应变仪;5、惠斯顿电桥、万⽤表、兆欧表;6、电阻⽚及贴⽚设备;7、电线及焊接设备。

三、操作步骤1、试样制备(1)样品可⽤钻孔岩芯或在坑槽中采取的岩块,在取样和试样制备过程中,不允许发⽣认为裂隙。

(2)试件规格:采⽤直径5厘⽶,⾼为10厘⽶的⽅柱体,各尺⼨允许变化范围为:直径及边长为±0.2厘⽶,⾼为±0.5厘⽶。

(3)试样制备的精度应満⾜如下要求:a沿试样⾼度,直径的误差不超过0.03cm;b试样两端⾯不平⾏度误差,最⼤不超过0.005cm;c端⾯应垂直于轴线,最⼤偏差不超过0.25°;d ⽅柱体试样的相邻两⾯应互相垂直,最⼤偏差不超过0.25°。

  1. 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. 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. 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)。

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。

五.实验步骤1. 测定前核对岩石名称和试样编号,并对岩石试样的颜色、颗粒、层理、裂隙、风化程度、含水状态等进行描述。

2. 检查试样加工精度。

并测量试样尺寸,一般在试样中部两个互相垂直方向测量直径计算平均值。

3. 电阻应变仪接通电源并预热数分钟后,连接测试导线,接线方式采用公1—百分表 2-百分表架 3-试样 4水平检测台图5-1 试样平行度检测示意图1—直角尺 2-试样 3- 水平检测台图5-2 试样轴向偏差度检测示意图图5-3 电阻应变片粘贴共补偿半桥连接方式。

4. 将试样放置在试验机的承压板中心,然后对纵向、横向应变片分别进行反复预调平衡。

5. 施加初载荷,检查试验机和应变片工作情况,正常后以1.0~2.0 kN/s 的加载速度均匀加载,按估计破坏载荷的十分之一间隔读数,纪录相应载荷下的纵向、横向应变,均匀加载直至试样完全破坏。

每个测试过程读数不得少于7个点,同一试样的纵向、横应变尽可能同时读出。

6. 记录破坏载荷值及加载过程中出现的现象,并对试样破坏形态进行描述。

六.实验结果整理1. 岩石单轴抗压强度:式中: R C —试样单轴抗压强度,MPa ;P —试样破坏载荷,N ; S —试样初始截面积,mm 2。

岩石单轴抗压强度测定结果填入表5-1。

表5-1 岩石单轴抗压强度测定结果2. 绘制岩石单轴压缩应力-应变曲线实验结束后检查每一组的实验结果,废弃可疑数据,分别计算试样所受应力σ和与之对应的纵向应变ε1、横向应变ε2以及体积应变值εv ,体积应变值按下式计算:将单轴压缩实验记录与计算结果填入表5-2。

然后以纵向应力为纵坐标,以C PR S=122v εεε=+应变为横坐标描出并光滑连接测点。

岩石试样单轴压缩实验的应力-应变曲线,如图5-4。

表5-2 岩石单轴压缩变形测定纪录3.弹性模量:根据岩石单轴压缩实验的应力-应变曲线计算变形参数。

由于岩石压缩过程中各个阶段的变形情况有所不同,弹性模量又分为切线模量E τ(又称弹性模量或杨氏模量)和割线模量E 50(又称变形模量),分别按下式计算:1/10图5-4 岩石单轴压缩实验的应力-应变曲线3D式中: △σ—纵向应力-应变曲线中直线段的纵向应力增量,MPa ;△ε—纵向应力-应变曲线中直线段的纵向应变增量;σ50—单向抗压强度的50%的应力值,MPa ; ε50—试样与σ50对应的纵向应变值。

4.泊松比:岩石在单轴压缩过程中纵向变形的同时横向也发生相应变形,在轴向应力-纵向应变与轴向应力-横向应变曲线上,对应直线段纵向应变和横向应变的平均值计算泊松比μ:式中:μ—岩石的泊松比;ε1p —纵向应力-纵向应变曲线中对应直线段部分的应变的平均值; ε2p —纵向应力-横向应变曲线中对应直线段部分的应变的平均值。

弹性模量E τ、变形模量E 50及泊松比μ测定结果填入表5-3:表5-3 弹性模量E τ、变形模量E 50及泊松比μ测定结果七.实验报告要求实验结束后认真独立填写实验报告,实验报告应包括以下内容:1. 实验目的;2. 主要实验仪器;3. 实验步骤;4. 原始数据及实验数据整理;E τσε∆=∆505050E σε=21p pεμε=5.对本实验的建议。

八.思考题1. 试验机上为何要配备球形调节座?2. 影响单轴压缩实验结果的实验因素有那些?3. 单轴压缩破坏的类型有那几种?实验六岩石常规三轴压缩实验一.实验目的岩石常规三轴压缩实验是指岩石试样在轴对称应力组合方式(σ1>σ2=σ3)的三轴压缩实验。

通过该实验使学生掌握岩石常规三轴实验方法,并能根据岩石在不同围压下实验结果计算出内摩擦角 与粘结力c,绘制出岩石的强度曲线,进一步理解岩石的强度准则。

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.干燥器;4.直角尺、水平检测台、百分表及百分表架;5.YE-2000型液压材料试验机;6.三轴室,三轴液压源;7.热缩管、胶带、密封圈等。

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。

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:每种岩石同一状态下,试样数量一般不少于5个,每个试样在一定围压下的进行实验。

4.含水状态:采用自然状态,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.实验步骤1.测定前核对岩石名称和试样编号,并对试样的颜色、颗粒、层理、裂隙、风化程度、含水状态等进行描述。

2.检查试样加工精度。

并测量试样尺寸,一般在试样中部两个互相垂直方向测量直径计算平均值。

3.围压一般取5MPa、10 MPa、15 MPa、20 MPa和25 MPa。

4.试验机量程,一般应满足0.2P0<P max<0.8P0,式中:P0为试验机最大量程,kN;P max为预计试样最大破坏载荷,kN。

5.试样的安装,首先把钢垫块端部擦净,将试样置于上、下垫块之间,使三者中心为一条直线,再将试样与垫块套上热缩管,热缩管长度稍大于试样高度,用吹风机缓慢加热热缩管,并再用密封胶带固定试样两端,见图6-1。

6.打开三轴室上压盖,再将制备好的试样下垫块置下放入三轴室底座中心,上好压力室顶盖活塞,将装有试样的三轴室放入试验机的下承压板上,并使三轴压力室的中心与试验机的中心一致。

7.注油排气,打开压力室的放气阀,启动围压油泵向压力室注油排气,当压力室有油排除时关闭排气阀。

8.接通电源,开动开压力机,打开送油阀,使压送油阀,然后调整试验机上承压板位置与压力室的上压头接触,缓缓打开送油阀施加50 kN的纵向载荷固定试样。

9.施加围压,缓缓施加围压到指定值,稳定数2分钟后,使围压保持恒定时,要求变动范围不应超1—上垫块;2—密封圈;3—岩石试样;4—下垫块图6-1 试样防油安装示意图过选定的2%。

10. 再以1.0 kN/s ~2.0 kN/s 的加载速度均匀加载,直至试样破坏,立即关闭液压泵卸载阀,再打开试验机的回油阀卸轴压。

11. 纪录破坏载荷及围压值。

打开三轴室的放气阀,卸掉上压盖取出试样,破坏类型描述。

五.实验结果整理1.计算一定侧压力作用下岩石的抗压强度σ1: 式中: σ1max —岩石三轴抗压强度,MPa ;P —纵向破坏载荷,N ; F —试样初始截面积,m 2。

2.计算内摩擦角和粘结力。

在直角坐标系绘制σ3-σ1的关系曲线图6-2, 对实验值采用最小二乘法进行线性回归,计算出其斜率m 和纵轴上的截距b ,即b m +=31σσ线性方程,其中m 和b 可用下式计算:∑∑∑∑∑∑--=2323231313)(σσσσσσσn b∑∑∑∑∑--=23233113)(σσσσσσn n m 式中: σ1—岩石三轴抗压强度,MPa ;σ3—围压,MPa ; n —试样数量。

根据库伦-摩尔准则,岩石的内摩擦角φ和粘结力c 可利用参数m 和b 按下式计算:11arcsin+-=m m φ 图6-2 围压与纵向抗压强度关系曲线图6-3 岩石三轴试验摩尔园及包络线1P Sσ=φφcos 2sin 1-=bc3.绘制摩尔圆及其包络线:在纵横相同比例的直角坐标系内,选取3~5个σ3值,用回归后的直线方程b m +=31σσ计算出相应的σ1值。

再分别以(σ3+σ1)/2,0为圆心,以(σ1-σ3)/2为半径绘制出一组摩尔圆,摩尔圆的外包络线,即为该组岩石的强度曲线,包络线在Y 轴上的截距为粘结力c ,与X 轴的夹角为内摩擦角φ。

岩石三轴压缩实验结果填入表6-1。

表6-1 三轴压缩实验结果六.实验报告要求实验结束后认真独立填写实验报告,实验报告应包括以下内容:1. 实验目的;2. 主要实验仪器;3. 实验步骤;4. 原始数据及实验数据整理;5. 对本实验的建议。

七.思考题1. 三轴实验过程中主要主意事项有哪几项?2. 通过三轴实验说明岩石承载能力与哪些因素有关?3. 你对本次实验的建议和意见。

4. 实验七 岩石抗拉强度测定一.实验目的岩石抗拉强度是指岩石承拉伸条件下能够承受的最大应力值。

通过该实验使学生掌握采用巴西劈裂法测定岩石抗拉强度的方法,并与岩石抗压强度进行比较,从而了解脆性岩石材料的强度特点。

相关文档
最新文档