单轴抗拉强度实验

岩石抗拉强度测试

1、实验原理和方法

抗拉强度是岩石力学性质的重要指标之一。由于岩石的抗拉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

Dt

P u bt 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。

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2－5所示。

图2－5 抗拉强度实验示意图 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。

操作步骤

试样制备

规格为φ2.5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。

试样安装

将准备好的试样连同垫条按图2-5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。

施加荷载

以每秒3~5kg/cm 2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。

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