岩石硬度及塑性系数的测定(实验报告)
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。
油页岩性能检测及其结果分析
油页岩性能检测及其结果分析朱文鉴1王镇泉2（1.北京探矿工程研究所，北京，100083；2.中国石油大学（北京），北京，102249）摘要：本文介绍了吉林扶余矿区和辽宁野马套海矿区的油页岩物理特性和力学特性的检测结果，结合油页岩的物理力学特性数据，作者分析了在油页岩矿区进行钻探施工采用PDC钻头的适应性和泥浆体系的优选结果。
为油页岩矿区进行地质勘探施工的钻头选型和泥浆体系优选提供一定的参考。
关键词：油页岩、适应性、试验分析油页岩是一种高灰分(>40%)的固体可燃有机矿产，低温干馏可获得类似天然石油。
它由无机物和有机物组成，常见的无机物有石英、粘土、长石碎屑物、碳酸盐等，有时还含有铜、钴、镍、钛、钒等化合物。
含油率＞３.５％，有机质含量较高，主要为腐泥质、腐殖质或混合型，其发热量一般大于4186.8kJ/kg，仅次于煤的发热量。
油页岩是一种重要的能源，又属非常规油气资源，在提供动力燃料和热电等方面发挥着较大的作用。
我国油页岩资源丰富，居世界第4位。
我国油页岩主要分布在20个省和自治区、47个盆地，共有80个含矿区。
全国油页岩资源为7199.37亿T，如果将油页岩折算成页岩油，全国页岩油资源为476.44亿T，如果扣除油页岩开发和干馏过程中的损失，全国页岩油可回收资源为119.79亿T。
随着我国经济社会高速的发展，能源需求日益增大，油气资源又相对缺乏，急切需要寻找和开发可替代能源，因此开发利用油页岩是重要的可行的发展之路。
1 油页岩力学特性测试解决油页岩地层的钻探工程问题是加快油页岩勘探开发进程的必要条件。
为解决油页岩钻探中存在的技术问题，采集了吉林和辽宁省油页岩矿区的油页岩（见表1、图1），进行了油页岩的物理化学性质、力学性能等指标严格测试。
为油页岩钻井液优选、破岩工具研制、钻进规程优化、油页岩开采等提供基础数据。
图1 野外采集的油页岩样品1.1 压入硬度、塑性系数测试岩石硬度是岩石抵抗其他物体刻划或压入其表面的能力，其衡量单位是Pa（帕）或者MPa （兆帕）。
岩石矿物实验报告
一、实验目的1. 通过对岩石和矿物的观察，了解其基本特征和分类；2. 培养实验操作技能，提高对岩石矿物学知识的掌握；3. 培养观察、分析、总结和归纳的能力。
二、实验时间与地点实验时间：2023年10月26日实验地点：地质实验室三、实验仪器与材料1. 实验仪器：显微镜、放大镜、岩石薄片、矿物薄片、条痕板、硬度计、岩石样品、矿物样品等；2. 实验材料：岩石、矿物、岩石薄片、矿物薄片、条痕板、硬度计等。
四、实验内容与步骤1. 观察岩石（1）观察岩石的颜色、硬度、风化程度等宏观特征；（2）观察岩石的断口、裂隙、层理等结构特征；（3）观察岩石的矿物成分。
2. 观察矿物（1）观察矿物的颜色、条痕、光泽、透明度等物理性质；（2）观察矿物的形态、晶体结构、解理等特征；（3）观察矿物的矿物学分类。
3. 岩石薄片观察（1）观察岩石薄片的光学显微镜图像，分析岩石的结构、构造、矿物成分等；（2）记录观察到的特征，进行岩石分类。
4. 矿物薄片观察（1）观察矿物薄片的光学显微镜图像，分析矿物的形态、晶体结构、解理等特征；（2）记录观察到的特征，进行矿物分类。
五、实验结果与分析1. 岩石观察结果本次实验观察到的岩石主要为花岗岩、片麻岩、砂岩等。
其中，花岗岩呈灰白色，硬度较高，风化程度较轻；片麻岩呈灰色，硬度较低，风化程度较重；砂岩呈灰色，硬度较低，风化程度较重。
2. 矿物观察结果本次实验观察到的矿物主要有石英、长石、云母、方解石等。
石英呈无色、白色，硬度7，透明度较高；长石呈白色、灰色，硬度6，透明度较高；云母呈白色、灰色，硬度2.5，透明度较高；方解石呈无色、白色，硬度3，透明度较高。
3. 岩石薄片观察结果观察到的岩石薄片主要为花岗岩、片麻岩、砂岩等。
其中，花岗岩薄片呈块状构造，矿物成分主要为石英、长石、云母等；片麻岩薄片呈片麻状构造，矿物成分主要为石英、长石、云母等；砂岩薄片呈层状构造，矿物成分主要为石英、长石、云母等。
岩石的几种试验法
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。
12．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。
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。
实验一 材料的硬度测试 材料硬度实验报告
实验一材料的硬度测试材料硬度实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是通过对不同材料进行硬度测试，了解材料硬度的概念和测量方法，掌握硬度测试仪器的使用，比较不同材料的硬度差异，并分析影响材料硬度的因素。
二、实验原理材料的硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。
硬度测试的方法多种多样，常见的有布氏硬度测试法、洛氏硬度测试法和维氏硬度测试法等。
布氏硬度测试法是通过一定直径的硬质合金球，在规定的试验力作用下压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面压痕的直径。
布氏硬度值就是试验力除以压痕球形表面积所得的商。
洛氏硬度测试法则是采用顶角为 120 度的金刚石圆锥体或直径为1588mm 的淬火钢球作为压头，在初始试验力和主试验力的先后作用下，将压头压入试样表面，然后卸除主试验力，测量残余压痕深度增量。
维氏硬度测试是用相对面夹角为 136 度的正四棱锥金刚石压头，在规定的试验力作用下压入试样表面，保持规定时间后，卸除试验力，测量压痕两对角线长度的平均值。
三、实验仪器与材料1、实验仪器布氏硬度计洛氏硬度计维氏硬度计读数显微镜抛光机2、实验材料45 号钢试样铝合金试样黄铜试样四、实验步骤1、试样制备用切割机将材料切割成合适的尺寸，确保试样表面平整、无缺陷。
使用砂纸对试样表面进行打磨，依次使用较粗的砂纸到较细的砂纸，直到试样表面光滑。
最后使用抛光机对试样表面进行抛光，使其达到镜面效果。
2、布氏硬度测试选择合适的压头和试验力。
对于较软的材料，通常选择较大直径的压头和较小的试验力；对于较硬的材料，则选择较小直径的压头和较大的试验力。
将试样平稳地放置在工作台上，调整压头位置，使其对准试样表面的中心。
缓慢加载试验力，保持规定的时间。
卸除试验力，使用读数显微镜测量压痕的直径。
3、洛氏硬度测试根据材料的预计硬度，选择合适的标尺。
将试样放置在工作台上，施加初始试验力，然后施加主试验力。
保持规定时间后，卸除主试验力，读取表盘上的硬度值。
岩石试验检测报告
岩石试验检测报告一、引言本报告旨在对所测岩石的物理力学性质进行检测与分析。
为了确保数据的准确性和可靠性，我们进行了相关试验并计算了试验结果。
试验对象为一块来自地下矿区的岩石样本。
本报告将详细介绍试验过程、结果和结论。
二、试验方法1.压缩试验采用标准压缩试验机对岩石样本进行压缩试验。
首先，将岩石样本放置在试验台上，固定好后施加压力。
试验过程中将记录压力与变形的关系，以绘制应力-应变曲线。
2.弯曲试验采用标准弯曲试验机对岩石样本进行弯曲试验。
将岩石样本放置于试验台上，以一定的速度施加弯曲力。
试验过程中将记录应力与变形的关系，以绘制应力-应变曲线。
3.剪切试验采用标准剪切试验机对岩石样本进行剪切试验。
将岩石样本放置于试验台上，施加垂直方向的力，试验过程中将记录应力与变形的关系，以绘制应力-应变曲线。
三、试验结果1.压缩试验结果根据压缩试验结果绘制的应力-应变曲线显示，岩石样本在初期变形阶段应变增加速度较快，之后应变增加速度逐渐减慢，直至达到极限强度。
极限强度为XXXMPa。
此外，岩石样本在达到极限强度后发生破坏。
2.弯曲试验结果根据弯曲试验结果绘制的应力-应变曲线显示，岩石样本在应力较低的情况下出现线性弯曲变形，之后弯曲变形速度逐渐加快。
最大应力为XXXMPa。
当应力超过一定值后，岩石样本出现断裂破坏。
3.剪切试验结果根据剪切试验结果绘制的应力-应变曲线显示，岩石样本在剪切荷载作用下呈现出较明显的塑性变形。
剪切强度为XXXMPa。
剪切试验结束后，岩石样本出现剪切破坏。
四、试验分析与结论通过分析试验结果，我们可以得出以下结论：1.岩石样本的极限强度为XXXMPa，属于XXX等级。
2.岩石样本的最大应力为XXXMPa，属于XXX等级。
3.岩石样本的剪切强度为XXXMPa，属于XXX等级。
综上所述，本次岩石试验结果表明，所测岩石样本在压缩、弯曲和剪切试验中具有较好的强度和稳定性。
此外，这些数据对岩石结构设计和施工具有重要参考价值。
岩石压入硬度的试验研究
岩石压入硬度的试验研究
岩石的硬度是指岩石抵抗外力侵蚀、破碎和磨损能力的性质。
为了研究岩石的硬度，通常会进行岩石的压入硬度试验。
岩石的压入硬度试验是通过对岩石样本进行压缩加载，测量岩石在加载过程中的变形和应力，以确定岩石的抗压能力。
压入硬度试验通常使用万能材料试验机来进行，该机器可以模拟实际的应力和变形情况。
试验过程中，在样本外表面施加一定的压力载荷，然后通过加载仪器测量加载力和变形情况。
根据加载力和变形的关系，可以得到岩石的应力-应变曲线，从而确定它的硬度。
在进行岩石压入硬度试验时，需要注意以下几点：
1. 样本准备：岩石样本应该具有代表性，尺寸适中，表面平整。
同时，样本的边缘应当经过精心的加工，以免在试验过程中发生不均匀破坏。
2. 试验参数：根据岩石的具体特性，确定合适的试验参数，包括加载速率、加载范围、循环次数等。
3. 数据采集：试验过程中，需要及时记录加载力和变形数据，以便后续分析处理。
通过进行压入硬度试验，可以得到岩石的压缩强度、弹性模量等重要指标，对评估岩石的稳定性、耐久性和可用性等方面具有重要意义。
岩石鉴定的实训报告书
一、实训目的通过本次岩石鉴定实训，使学生掌握岩石的基本特征、分类及鉴定方法，提高学生对岩石的认识和识别能力，为今后从事地质工作打下坚实的基础。
二、实训时间2023年10月25日三、实训地点地质实验室四、实训内容1. 岩石的基本特征岩石是地球表面的重要组成部分，主要由矿物质、有机质和岩石结构组成。
岩石的基本特征包括颜色、硬度、光泽、裂隙、节理等。
2. 岩石分类岩石主要分为三大类：岩浆岩、沉积岩和变质岩。
（1）岩浆岩：由岩浆冷却凝固而成，分为侵入岩和喷出岩。
（2）沉积岩：由风化、侵蚀、搬运、沉积、成岩等过程形成，分为碎屑岩、黏土岩和碳酸盐岩。
（3）变质岩：由原有岩石在高温、高压、化学作用等条件下发生变化而成，分为片麻岩、云母片岩、大理岩等。
3. 岩石鉴定方法岩石鉴定主要采用肉眼观察、仪器测试和化学分析等方法。
（1）肉眼观察：观察岩石的颜色、硬度、光泽、裂隙、节理等特征。
（2）仪器测试：使用放大镜、显微镜、X射线衍射仪、光谱仪等仪器对岩石进行测试。
（3）化学分析：对岩石进行化学成分分析，确定岩石的矿物组成和化学成分。
五、实训过程1. 教师讲解岩石的基本特征、分类及鉴定方法。
2. 学生分组，每组选取一块岩石样品。
3. 学生对岩石样品进行肉眼观察，记录颜色、硬度、光泽、裂隙、节理等特征。
4. 学生使用放大镜、显微镜等仪器对岩石样品进行观察，记录观察到的矿物特征。
5. 学生进行化学分析，测定岩石样品的化学成分。
6. 学生根据观察和测试结果，对岩石样品进行鉴定。
六、实训结果本次实训中，学生共鉴定出岩浆岩、沉积岩和变质岩各一块。
具体鉴定结果如下：1. 岩浆岩：颜色为灰色，硬度较高，光泽为金属光泽，裂隙发育，节理不明显。
经仪器测试和化学分析，确定为玄武岩。
2. 沉积岩：颜色为棕色，硬度较低，光泽为油脂光泽，裂隙发育，节理不明显。
经仪器测试和化学分析，确定为砂岩。
3. 变质岩：颜色为绿色，硬度较高，光泽为玻璃光泽，裂隙发育，节理明显。
岩石试验报告范文
岩石试验报告范文一、实验目的1.掌握岩石力学性质测试方法；2.了解岩石的索氏模量、泊松比、抗压强度和抗拉强度等力学性质；3.学会对岩石进行力学性质测试并分析结果。
二、实验仪器和材料仪器：压力机、拉力机材料：岩石样本三、实验步骤1.取得岩石样本，并清理样本表面；2.使用压力机进行抗压强度测试，记录岩石的抗压强度；3.使用拉力机进行抗拉强度测试，记录岩石的抗拉强度；4.通过压力机和拉力机的测试数据计算出岩石的泊松比和索氏模量；5.分析实验结果，总结岩石的力学性质。
四、实验结果与数据处理1.实验结果如下：岩石A的抗压强度为50MPa，抗拉强度为20MPa；岩石B的抗压强度为60MPa，抗拉强度为25MPa；2.根据实验数据计算出以下结果：岩石A的泊松比为0.25，索氏模量为20GPa；岩石B的泊松比为0.28，索氏模量为22GPa。
五、数据分析与讨论1.根据实验结果可以看出，岩石B相比于岩石A具有更高的抗压强度和抗拉强度，说明岩石B的结构更密实，抗性更大；2.岩石的泊松比反映了岩石的柔韧性和变形能力，泊松比越小，岩石的柔韧性越好；3.索氏模量是衡量岩石的弹性模量的指标，模量越大，岩石的刚性越好。
六、结论通过本次实验，我们对岩石的力学性质进行了测试，并得出以下结论：1.岩石B的抗压强度和抗拉强度均高于岩石A；2.岩石B相比于岩石A的泊松比更大，说明岩石B的柔韧性较差；3.岩石B的索氏模量较大，表明岩石B的刚性较好。
七、实验中存在的问题及改进方案1.在实验中，可能由于样本的不完全均质性，导致测试结果的误差较大。
可以尽量选取均质性好的样本进行测试，或者进行多次实验取平均值；2.实验中的仪器精度可能会影响测试结果的准确性，可以选择更高精度的仪器进行测试。
八、实验心得通过本次实验，我对岩石的力学性质有了更深入的了解。
岩石的力学性质对于土木工程，尤其是岩土工程的设计和施工具有重要意义。
希望能进一步学习和研究岩石力学，为工程实践提供可靠的理论依据。
岩石硬度及塑性系数测定
中国石油大学岩石硬度及塑性系数测定实验报告实验日期：2014年10月8日成绩：班级：学号：姓名：教师：同组者：岩石硬度及塑性系数测定岩石是钻井的主要工作对象。
在钻成井眼的过程中，一方面要提高破碎岩石的效率，另一方面要保证井壁岩层稳定，这些都取决于对岩石的工程力学性质的了解和认识。
岩石的工程力学性质包括岩石的机械性质、岩石的研磨性、岩石的可钻性等。
岩石的机械性质包括岩石的弹性、强度、脆性与塑性、硬度等。
本实验旨在了解岩石的机械性质，掌握岩石压入硬度及塑性系数的测量方法。
一、实验目的1、直观了解岩石的物理机械性质2、掌握岩石硬度及塑性系数的测量方法二、实验原理1、实验设备实验中使用岩石硬度仪来测量岩石的压入硬度及塑性系数，如图1所示。
该设备主要由手摇泵，液压罐，压模，载荷传感器，位移传感器，下板，支柱，上板和函数记录仪等构成。
图1 岩石硬度仪实物图压模主要由基体和硬质合金压头两部分构成，其结构及尺寸如图3 所示，其中d=1.5~2.5mm。
图2 压模结构及尺寸示意图2．测量原理利用手摇油泵将液压油压入液压罐，推动液压罐的活塞上升，使位移传感器与岩心托盘侧面伸出的铁片接触、岩样与压模接触，随着压力的增加，压模将逐渐压入岩样，压入的深度由位移传感器测出，压力由载荷传感器测出，测出的数据自动存入函数记录仪，具体参见动画“岩石硬度及塑性系数的测定”。
将函数记录仪中的数据文件转存入U 盘，在计算机上利用专用软件提取“位移”和“载荷”数据，作岩石的变形曲线，如图3所示。
其中，a 为脆性岩石，其特点是OD段为弹性变形阶段，达到D 点后即发生脆性破碎；b 为塑脆性岩石，其OA 段为弹性变形阶段，AB 段为塑性变形区，到达B 点时产生脆性破碎；c 为塑性岩石，施加不大的载荷即产生塑性变形，其后变形随变形时间的延长而增加，无明显的脆性破坏现象。
脆性岩石塑脆性岩石塑性岩石图3 压模压入岩石时的变形曲线硬度：塑性系数：式中： P Y ——岩石的硬度，MPa ；P ——岩石产生脆性破坏时的载荷，N ；S ——压模压头的底面积，mm 2P 0——岩石产生屈服时的载荷，N ；K p ——岩石塑性系数三、实验步骤1．岩样制备将被测岩石切割成正方（或圆柱）体，边长（或高度）不小于50mm ，被测量端面应加以研磨，使端面平滑且相互平行（直径50mm 的岩样两端面不平行度不超过0.5mm ），将切磨好的岩样置于100℃的烘箱中烘干2~2.5 小时，然后放在干燥器内备用。
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。
根据岩屑硬度和塑性系数确定地层岩石的力学性质
( 2) 用液压方式对岩屑表面施加载荷 , 直到岩 屑产生第一次体积破碎 , 从而获得最大的破碎载荷 和压入深度; ( 3) 在试验过程中, 通过压力传感器、 位移传 感器 , 用计算机数据采集系统自动获得压头压入岩 屑的载荷 位移变化曲线 , 并通过数据处理软件 自动获得岩石的硬度和塑性系数 ; ( 4) 根据岩屑硬度和塑性系数与岩石可钻性、 抗压强度及研磨性的关系式 , 获得钻井地层岩石的 力学性质。 新疆油田高泉井塔河组钻井地层岩屑的岩性 主要是泥岩、 石膏质泥岩及粉砂质泥岩, 获得的岩 屑颗粒较小, 为了准确测得地层岩石的力学性质 , 在试验前首先将岩屑颗粒用高强度粘胶固结在岩 屑盒中( 如图 2 所示 ) , 然后用试验机测试岩屑的硬 度和塑性系数。
917
c
= 0. 237H - 0. 016K
K s = 1. 024
c
= 9. 258K - 0. 075H 式中: 秒;
c
为岩石单轴抗压强度, MPa; 系数; K s 为岩石可钻性 , 为岩石的研磨性 , mg 。 回归分析表明: 岩石抗压强度与岩石的硬度和
图 2 岩 屑颗粒在岩屑盒中的分布情况 Fig. 2 Distribution of rock cuttings in the rock cuttings box
4 关系式的建立
在钻头选型和钻井参数优选中常用的地层岩 石力学参数是岩石可钻性、 硬度、 塑性系数、 抗压强 度和研磨性。从岩石可钻性、 抗压强度及研磨性的
发所必需的基础技术参数 , 常常应用于井眼稳定性 分析、 钻头选型和钻井参数优选、 油井出砂分析、 油 井压裂酸化的措施选取等领域。特别是在钻井现 场要进行钻头合理选型和钻井参数优选 , 最重要的 工作就是能及时准确地掌握钻井地层岩石的力学 性质。如果能在钻井现场能及时地获得地层岩石 的力学特性, 我们就可以确定钻头在具体井段用最 适合地层岩石特点的钻 头类型, 从 而提高钻井速 度, 节省大量的钻井成本。 获得地层岩石力学特性的方法有岩芯试验法 和测井资料预测法。岩芯试验法需要获得不同构 造、 不同层位、 不同井深的岩芯 , 而钻井工程中钻取
材料硬度测试实验实验报告
材料硬度测试实验实验报告一、实验目的材料的硬度是其重要的力学性能之一，通过硬度测试实验，可以评估材料抵抗局部塑性变形的能力，为材料的选择、使用和加工提供重要的参考依据。
本次实验的目的在于：1、熟悉和掌握常见的材料硬度测试方法及其原理。
2、学会使用硬度测试仪器，正确进行操作和测量。
3、对不同材料的硬度进行测定，并分析比较其硬度性能。
二、实验原理硬度是指材料抵抗其他较硬物体压入其表面的能力。
常用的硬度测试方法有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）和维氏硬度（HV）等。
1、布氏硬度测试原理布氏硬度是用一定直径的硬质合金球，在一定载荷作用下压入试样表面，保持一定时间后卸除载荷，测量压痕直径，然后根据压痕直径计算硬度值。
布氏硬度值的计算公式为：HB ＝2P/πD(D √D² d²) ，其中 P 为载荷，D 为硬质合金球直径，d 为压痕直径。
2、洛氏硬度测试原理洛氏硬度是用顶角为 120°的金刚石圆锥体或直径为 1588mm 的淬火钢球作为压头，在初载荷和主载荷作用下压入试样表面，根据压痕深度来确定硬度值。
洛氏硬度值通过表盘直接读出。
3、维氏硬度测试原理维氏硬度是用正四棱锥金刚石压头，在一定载荷作用下压入试样表面，保持一定时间后卸除载荷，测量压痕对角线长度，然后根据压痕对角线长度计算硬度值。
维氏硬度值的计算公式为：HV ＝18544P/d²，其中 P 为载荷，d 为压痕对角线长度的平均值。
三、实验设备和材料1、实验设备（1）布氏硬度计：用于测量布氏硬度。
（2）洛氏硬度计：用于测量洛氏硬度。
（3）维氏硬度计：用于测量维氏硬度。
（4）金相显微镜：用于观察材料的微观组织。
2、实验材料（1）不同种类的钢材，如低碳钢、中碳钢、高碳钢等。
（2）铝合金材料。
（3）铜合金材料。
四、实验步骤1、试样制备（1）将待测试的材料加工成标准的试样，尺寸和形状根据不同的硬度测试方法要求进行制备。
（2）对试样的表面进行打磨和抛光，以保证表面平整、光滑，无氧化皮、油污和划痕等缺陷。
中国石油大学华东-岩石硬度及塑性系数的测定实验报告
中国石油大学岩石硬度及塑性系数测定实验报告实验日期：成绩：班级：学号：姓名：教师：同组者：实验一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、设备岩石硬度仪示意图见图1，由函数纪录仪、载荷传感器、位移传感器和其主体组成。
岩石硬度仪主体由手摇泵、液压罐、支柱、上板、下板、压模组成，并可固定载荷传感器、位移传感器及岩样，位移传感器的转换器固定在函数纪录仪的外罩上。
（1）手摇泵：手摇泵容积为100mL，最大压强为20MPa，主要由泵桶、丝杠、丝杠压帽、活塞、堵头、堵头压帽、手轮、手柄组成。
（2）液压罐：液压罐的目的是将手摇泵施加的压力通过液缸内的液体推动活塞，带动岩心托盘上的岩样与压模接触、压裂，进而实现实验目的。
液压罐主要由液缸、压帽、活塞、活塞压盘、垫块、岩心托盘组成。
（3）压模：压模是由高强度钢制成胚体后镶入硬质合金压头，将硬质合金锥磨成柱体，压头直径d=2mm。
（4）支柱与上下板：支柱与上下板都由高强度钢制成，支柱的直径和上下板的厚度具有足够的强度满足实验的需求。
（5）位移传感器、载荷传感器：载荷传感器固定在上板上。
位移传感器固定在左支柱上，可上下移动。
位移传感器用来测定压模压入岩样的深度，载荷传感器用来测定压模压碎岩样所用的力。
（6）函数记录仪：采用多通道液晶数显仪，可实时观看图形显示或数字显示，并具有记忆功能，可将实验的数据记录下来，用U 盘导入计算机进行编辑。
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）记录压模压头的直径：2mm。
（2）打开记录仪开关，调整零点：按菜单，选择输入，按设置，输入密码，选择零点修正。
岩石硬度及塑性系数的测定(实验报告)
中国石油大学（钻井工程）实验报告实验日期：2010/10/17 成绩：班级：石工07-12学号：07133224 姓名：王舒华教师：同组者：白佳石巍实验1 岩石硬度及塑性系数测定一、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、实验原理利用手摇油泵加压，将液压传递给压模（硬质合金压头），推动活塞上升，使岩样与压模、位移传感器接触。
用手摇泵慢速均匀加载，随着载荷的增加，压模将逐渐压入岩样直至破碎，位移传感器测出压入深度，压力传感器测出作用在岩石上的载荷。
测出的载荷、位移信号传给函数记录仪，函数记录仪便自动记录下岩石的载荷与压入深度数据，利用专用软件将该数据导入计算机中进行数据处理，画出载荷与位移的关系曲线计算岩石硬度和塑性系数。
三、实验仪器1．手摇油泵2．压模（d=1.2~2.5mm）3．位移传感器、载荷传感器4．液压罐5．函数记录仪图1仪器设备示意图图2压膜结构四、数据处理1．根据每点作出的曲线求出岩石硬度Py表1原始数据表表2处理数据表根据表2作出吃入深度与载荷的关系曲线图如下图3：岩石的硬度为： SP =y P 其中： P —破碎时最大载荷，单位kg ；S —压模面积，单位2mm 。
由图3知： 在B 点破碎时最大载荷为P =639kg ，压模的d =2mm 。
所以， )(32.1993)/(40.203214.34163941P 222y MPa mm kg d P S P ==⨯⨯===π 按我国岩石硬度六类12级分类，该岩石为中硬6级。
2． 求塑性系数ODEO OABCO E F S S K ==A A p其中：AF —岩石破碎前耗费的总功，相当于OABCO S ；AE —弹性变形功，相当于面积ODEO S ；O P —屈服极限，kg ；OC —压入岩样深度，mm 。
由图3可得：OABCO S 所占的格数约为29格，ODEO S 所占的格数约为21格。
观察岩石的实验报告
实验名称：岩石观察实验实验目的：1. 了解岩石的基本特征和分类。
2. 培养观察和记录实验现象的能力。
3. 掌握岩石的物理性质和化学成分。
实验时间：2023年2月24日实验地点：实验室实验器材：1. 岩石样品：花岗岩、页岩、石灰岩、砂岩、火山岩2. 显微镜3. 实验记录本4. 岩石样本夹5. 砂纸6. 烧杯7. 稀盐酸实验步骤：1. 观察岩石样品的宏观特征，如颜色、形状、大小、硬度等。
2. 使用显微镜观察岩石的微观结构，如矿物成分、晶体形态等。
3. 用砂纸对岩石样品进行打磨，观察其物理性质，如磨痕、断裂面等。
4. 将岩石样品放入烧杯中，加入适量的稀盐酸，观察其化学反应，如气泡产生、颜色变化等。
5. 记录实验现象，分析岩石的物理性质和化学成分。
实验结果：1. 宏观观察：- 花岗岩：颜色为灰色，质地坚硬，具有明显的块状结构。
- 页岩：颜色为黑色，质地较软，具有明显的层状结构。
- 石灰岩：颜色为白色，质地较软，具有明显的颗粒状结构。
- 砂岩：颜色为黄色，质地坚硬，具有明显的颗粒状结构。
- 火山岩：颜色为黑色，质地坚硬，具有明显的气孔结构。
2. 显微镜观察：- 花岗岩：主要由石英、长石和云母组成，晶体形态明显。
- 页岩：主要由黏土矿物组成，晶体形态不明显。
- 石灰岩：主要由方解石组成，晶体形态明显。
- 砂岩：主要由石英和长石组成，晶体形态明显。
- 火山岩：主要由火山玻璃和火山矿物组成，晶体形态不明显。
3. 物理性质观察：- 花岗岩：磨痕不明显，断裂面呈块状。
- 页岩：磨痕明显，断裂面呈层状。
- 石灰岩：磨痕不明显，断裂面呈颗粒状。
- 砂岩：磨痕明显，断裂面呈颗粒状。
- 火山岩：磨痕不明显，断裂面呈气孔状。
4. 化学反应观察：- 花岗岩：与稀盐酸反应不剧烈，无明显气泡产生。
- 页岩：与稀盐酸反应不剧烈，无明显气泡产生。
- 石灰岩：与稀盐酸反应剧烈，产生大量气泡。
- 砂岩：与稀盐酸反应不剧烈，无明显气泡产生。
岩石实验报告
岩石实验报告岩石实验报告导言：岩石是地球上最基本的构成物质之一，它们承载着地球演化的历史和地球内部的奥秘。
为了更好地了解岩石的性质和形成过程，我们进行了一系列的实验研究。
本实验报告将详细介绍实验的目的、方法、结果和分析。
一、实验目的本次实验的目的是通过对不同类型的岩石进行测试和分析，探究它们的物理和化学性质，以及岩石形成的条件和过程。
通过实验，我们希望能够深入了解岩石的结构和成分，为地质学研究提供有力的支持。
二、实验方法1. 岩石样本采集：我们从地质学实验室中选择了不同类型的岩石样本，包括火山岩、沉积岩和变质岩等。
2. 物理性质测试：我们使用了一系列的物理测试方法，如密度测定、硬度测试、磁性测试和颜色观察等。
这些测试可以帮助我们确定岩石的物理特征和性质。
3. 化学成分分析：我们采用了化学分析仪器对岩石样本进行了化学成分分析。
通过测定岩石中的元素含量，我们可以了解岩石的成分和组成。
三、实验结果1. 物理性质测试结果：通过密度测定，我们发现不同类型的岩石具有不同的密度，火山岩的密度相对较低，而变质岩的密度相对较高。
硬度测试显示，变质岩的硬度较高，而火山岩的硬度较低。
磁性测试结果表明，一些岩石样本具有一定的磁性，而其他岩石则没有。
颜色观察显示，不同类型的岩石具有不同的颜色和纹理。
2. 化学成分分析结果：通过化学分析，我们确定了岩石中的主要元素和化学成分。
火山岩中富含硅、铝、钙和镁等元素，而沉积岩中主要含有钙、碳和铁等元素。
变质岩则富含铝、钾和钠等元素。
这些结果揭示了不同类型岩石的成分差异和形成过程。
四、实验分析1. 岩石形成条件：通过实验结果我们可以得出结论，不同类型的岩石形成受到不同的条件和过程的影响。
火山岩是由火山喷发形成的，沉积岩是由沉积物堆积和压实形成的，而变质岩则是在高温高压下形成的。
2. 岩石的用途：岩石在人类社会中有着广泛的应用。
火山岩常用于建筑材料和道路铺设，沉积岩则常用于建筑和雕刻等领域，变质岩则可以作为宝石和装饰材料。
岩石分类实验报告
一、实验目的本次实验旨在通过观察和对比不同类型岩石的物理性质和化学成分，掌握岩石分类的基本原理和方法，加深对岩石学知识的理解。
二、实验时间2023年10月15日三、实验地点地质实验室四、实验材料1. 岩石样品：花岗岩、砂岩、页岩、石灰岩、板岩、玄武岩等。
2. 实验工具：放大镜、岩石显微镜、手标本、硬度计、滴定管、化学试剂等。
五、实验方法1. 观察岩石样品的外观特征：包括颜色、形状、大小、裂隙、风化程度等。
2. 测定岩石的物理性质：如密度、硬度、孔隙度等。
3. 分析岩石的化学成分：通过化学滴定、光谱分析等方法。
4. 对比分析不同类型岩石的特征：根据外观特征、物理性质和化学成分进行分类。
六、实验步骤1. 外观观察：- 观察岩石样品的颜色、形状、大小、裂隙、风化程度等。
- 记录观察结果。
2. 物理性质测定：- 使用硬度计测定岩石的硬度。
- 使用滴定管测定岩石的孔隙度。
- 记录测定结果。
3. 化学成分分析：- 对岩石样品进行化学滴定，测定其酸碱度。
- 使用光谱分析等方法，分析岩石的化学成分。
- 记录分析结果。
4. 分类分析：- 根据外观特征、物理性质和化学成分，对岩石样品进行分类。
- 分析不同类型岩石的特征和成因。
七、实验结果与分析1. 外观观察结果：- 花岗岩：颜色为灰白色，呈块状，裂隙发育。
- 砂岩：颜色为灰黄色，呈层状，裂隙较少。
- 页岩：颜色为黑色，呈片状，裂隙发育。
- 石灰岩：颜色为灰白色，呈层状，裂隙发育。
- 板岩：颜色为黑色，呈板状，裂隙发育。
- 玄武岩：颜色为黑色，呈块状，裂隙发育。
2. 物理性质测定结果：- 花岗岩：硬度为7，孔隙度为5%。
- 砂岩：硬度为6，孔隙度为3%。
- 页岩：硬度为2，孔隙度为10%。
- 石灰岩：硬度为3，孔隙度为6%。
- 板岩：硬度为4，孔隙度为8%。
- 玄武岩：硬度为6，孔隙度为4%。
3. 化学成分分析结果：- 花岗岩：主要成分为硅酸盐，含有少量的铁、镁等元素。
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中国石油大学（钻井工程）实验报告
实验日期：2010/10/17 成绩：
班级：石工07-12学号：07133224 姓名：王舒华教师：
同组者：白佳石巍
实验1 岩石硬度及塑性系数测定
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、实验原理
利用手摇油泵加压，将液压传递给压模（硬质合金压头），推动活塞上升，使岩样与压模、位移传感器接触。
用手摇泵慢速均匀加载，随着载荷的增加，压模将逐渐压入岩样直至破碎，位移传感器测出压入深度，压力传感器测出作用在岩石上的载荷。
测出的载荷、位移信号传给函数记录仪，函数记录仪便自动记录下岩石的载荷与压入深度数据，利用专用软件将该数据导入计算机中进行数据处理，画出载荷与位移的关系曲线计算岩石硬度和塑性系数。
三、实验仪器
1．手摇油泵2．压模（d=1.2~2.5mm）3．位移传感器、载荷传感器
4．液压罐5．函数记录仪
图1仪器设备示意图图2压膜结构
四、数据处理
1．根据每点作出的曲线求出岩石硬度
P
y
表1原始数据表
表2处理数据表
根据表2作出吃入深度与载荷的关系曲线图如下图3：
岩石的硬度为： S
P =y P 其中： P —破碎时最大载荷，单位kg ；S —压模面积，单位2mm 。
由图3知： 在B 点破碎时最大载荷为P =639kg ，压模的d =2mm 。
所以， )(32.1993)/(40.203214.34
163941P 22
2y MPa mm kg d P S P ==⨯⨯===
π 按我国岩石硬度六类12级分类，该岩石为中硬6级。
2． 求塑性系数
ODEO OABCO E F S S K ==A A p
其中：AF —岩石破碎前耗费的总功，相当于OABCO S ；
AE —弹性变形功，相当于面积ODEO S ；
O P —屈服极限，kg ；
OC —压入岩样深度，mm 。
由图3可得：OABCO S 所占的格数约为29格，ODEO S 所占的格数约为21格。
所以，38.121
29S S K ODEO OABCO E F ====A A p 由塑性三类6级分类可知，该岩石为低塑性2级。
五、 实验结果
表3 实验结果数据表
六、 思考题
1．在塑性岩石中，它没有破碎点，如何求它的硬度？
答：对于塑性岩石，取产生屈服（从弹性变形开始向塑性变形转化）时的载荷OY P 代替P ，即： S
P P OY Y = 。
2．为什么要求被测岩样两端必须平行？
答：要求岩样两端面平整是保证在进行压入实验时，压头端面均匀压入岩石，即让压头端面压入的面积始终是S，避免由于不平整造成的压入面积小于S，否则会造成计算的岩石硬度的不准确。
3．画出的曲线有不规则的现象是何原因？
答：（1）手摇油泵加压时加载不均匀；
（2）岩样内部的非均质性。