实验五岩石单轴压缩实验
岩石力学实验方案
实验方案实验一单轴压缩试验一、实验得目得以白垩系软岩为研究对象,设置不同得冻结温度,分别对岩样进行一次冻融循环,并测定其冻融前后得单轴抗压强度与杨氏弹性模量,且绘出应力—应变曲线。
当无侧限试样在纵向压力作用下出现压缩破坏时,单位面积上所承受得载荷称为岩石得单轴抗压强度,即式样破坏时得最大载荷与垂直与加载方向得截面积之比.本次试验主要测定饱与状态下试样得单轴抗压强度。
二、试样制备(1)样品可用钻孔岩芯或在坑槽中采取得岩块,在取样与试样制备过程中,不允许发生人为裂隙。
(2)试样规格:经过钻取岩芯、岩样尺寸切割、岩样打磨几道工序制备成直径5cm、高10cm得圆柱体。
(3)试样制备得精度应満足如下要求:a沿试样高度,直径得误差不超过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方柱体试样得相邻两面应互相垂直,最大偏差不超过0、25°。
三、主要仪器设备1、制样设备:钻石机、切石机及磨石机.2、测量平台、角尺、游标卡尺、放大镜、低温箱等。
3、压力试验机。
四、实验步骤1、取加工好得岩石试样15块,放入抽真空设备中进行饱水处理,浸泡24h;2、a.(1)从饱水后得试样中取3块,进行冻结前常温(+20℃)条件下岩石得单轴压缩试验,并记录应力—应变曲线等信息;(2)从剩下得饱水岩样中取出6块放入低温箱中,在恒温—10℃条件下冻结48h;(3)取出冻结后得3块岩样,进行冻结-10℃条件下岩石得单轴压缩试验,并记录应力-应变曲线等信息;(4)取出冻结后另外3块岩样,在室内常温环境下自然解冻后,进行岩石冻结解冻后恢复到常温条件下岩石得单轴压缩试验,并记录应力-应变曲线等信息;b、以剩余得6块试样为对象,把冻结温度设置为—30℃,重复a中步骤(2)~(4);3、通过试验数据分析在两种冻结温度下,岩样冻结前、冻结中与冻结解冻后三种状态下三种岩石单轴压缩下强度、应力-应变曲线及弹性模量等参数得变化情况.五.成果整理与计算1、按下式计算岩石得单轴抗压强度:-———-岩石单轴抗压强度,MPa;———-最大破坏荷载,N;-—-—垂直于加载方向得试样横截面积,mm2。
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。
实验五--岩石单轴压缩实验
实验五岩石单轴压缩实验一.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。
四.2.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。
1—百分表 2-百分表架 3-试样 4水平检测台图5-3 电阻应变片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。
岩石力学性质试验——单轴压缩强度和变形试验课件(PPT)
随着应变增大而减小。 d点以后为摩擦阶段,岩石产生
宏观断裂面后,其摩擦具有 抵抗外
ε 力的能力。
二、单轴压缩强度和变形试验
—成果整理 (三)计算岩石弹性模量和泊松比
Eav
=
σb ε lb
−σa − εla
μav
=
ε db ε lb
− ε da − εla
a
ε db
−
应力为σ
时的横向应变值;
b
二、单轴压缩强度和变形试验
—成果整理 (三)计算岩石弹性模量和泊松比
Eav
=
σb ε lb
−σa − εla
μav
=
ε db ε lb
− ε da − εla
水电:弹性模量
式中:Eav − 岩石平均弹性模量(MPa);
μav − 岩石平均泊松比;
水电:弹性泊松比
环向引伸仪
CIRC-8、4、1.6、0.8mm(测量试件的环向位移)。
二、单轴压缩强度和变形试验
刚性试验机控制过程
—仪器设备
当岩石因破裂扩展发
伺
生大应变时,通过传感 服
控
器把这一信号输入伺服 制 控制器中,伺服控制器 器
试 件
伺服循环
给伺服阀信号,使伺服
阀打开,压力降低,使
试件保持恒定的变形速
控 制
12.0125 0.061649 7.04E-05 1.365458
15.05162 0.077154 9.18E-05 1.36601 18.02871 0.091625 0.000118 1.366285
21.02131 0.10334 0.000138 1.367112
2014-1岩石单轴抗压强度实验
岩石单轴抗压强度实验指导书黄冬梅适用专业:采矿工程、安全工程等山东科技大学资矿业与安全工程学院2014年 11 月前言岩石在狭义上说来包括岩块和岩体,岩块一般是指从岩体中取出的、尺寸不大的岩石。
它由一种(如石英岩、大理岩等)或几种(如花岗岩、玄武岩等)矿物组成,具有相对的均匀性。
由于尺寸较小而在其中不可能有大的地质构造的影响。
实验室试验的试件是岩块的一种。
岩体是指工程实际中较大范围的岩石。
它可由一种或几种岩石组成,并可能为岩脉或裂隙充填物所侵入,包括地质构造作用的明显影响,并为结构面(层面、节理、裂隙等)所切割。
实验室内岩块和工程现场岩体均属于岩石,它们是两个既有相互联系又有不同的概念,二者的力学性质有相互关系但不能直接代用。
室内煤岩力学试验采用的是尺寸很小的岩块,采矿工程实际中考虑的对象是煤岩体。
一般的,由于现场岩体试验复杂、费用高,人们很少进行,只是在室内进行小块的煤岩进行力学参数测试,将其结果运用到工程中去。
因而对煤岩试块和现场煤岩体的力学性质(主要是强度)间关系的研究很有实际意义。
单轴抗压强度实验是采矿相关专业岩石力学实验课程中必不可少的组成部分,学生通过实验验证和推导理论知识,又用理论知识解释和分析实验结果,以达到巩固理论知识和掌握实验方法的目的。
指导书从实验目的、原理、仪器设备、方法步骤、注意事项、结果整理等方面对实验进行了介绍,并提出了要求,旨在让学生掌握力学实验的基本知识、技能和方法,培养学生的动手能力和分析、解决问题的能力,增强学生开拓创新的意识。
岩石单轴抗压强度试验一、实验目的熟悉与掌握测定岩石单轴抗压强度的实验设备、仪器、实验方法与计算方法。
二、实验内容测定规则形状岩石试件的单轴压强度。
三、实验条件(1)实验地点与场地:MTS岩石伺服实验室(资源与环境工程学院121)。
(2)实验设备与耗材:实验加工机械(钻石机或车床、锯石机、磨石机或磨床);检验工具(游标卡尺、直角尺、水平检测台、千分表架及千分表);加载设备(普通材料试验机)。
岩石单轴抗压试验
岩石单轴抗压试验
一、实验目的
岩石的单轴抗压强度是岩石最重要的物理力学性能之一,是从事岩石工程烟研究、设计、施工和生产中不可或缺的力学参数。
本次课的目的旨在使学生在熟悉了岩石的基本力学性能的基础上,掌握岩石单轴抗压强度的测定技术。
三、实验原理
当岩石试样在无侧限压力条件下,岩石在纵向压力作用下出现压缩破坏时,单位面积上缩承受的载荷称为岩石的单轴抗压强度。
试件的强度为:
二、实验要求
通过本次实验课教学,学生须达到如下要求:
1.深入理解试样描述的意义,熟练掌握岩石单轴抗压实验试样描述方法和尺寸测量方法;
2.熟悉万能材料实验机的工作原理,并熟悉掌握其使用方法;
3.熟悉掌握国际岩石力学学会(ISRM)推荐的“岩石单轴抗压强度测试试验标准”;
4.能够密切观察实验过程中岩石试件的破坏过程,精确记录其破坏荷载,并通过试件破坏后描述,准确分析其破坏机理;
5.根据所记录的有关数据,能够熟练地计算各试件的破坏时单轴压应力;
6.能熟练地根据实验结果和破坏后试件描述,剔除破坏应力(或荷载)奇异的试件,准确计算出岩石的单轴抗压强度;
7.按《岩石力学实验指导书》要求撰写实验报告。
三、主要仪器
RM150B试验机、钻石机、磨石机、测量平台、游标卡尺
四、实验步骤
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开动压力机,使其处于可用状态,将试件置于试验机承压板中心,调整球
形座,使试件两端面接触均匀;
③以0.5~1.0MPa的速度加载直至破坏;
④记录破坏荷载及加载过程中出现的现象;
五、实验结果。
岩石压缩实验
实验十 岩石压缩实验(一)实验目的:在单轴压力下作出岩石样品的应力与应变的关系曲线(σ-ε),以确定压缩时岩石的强度极限σb 。
观察岩石压缩时的变形及破裂过程。
(二)设备∶1.压力试验机2.电阻应变仪3.X-Y函数记录仪4.应变片5. 游标卡尺(三)原理及试验装置∶为了真实反映岩石的强度,根据国际岩石力学标准化委员会试验的建议方法,用来试验用的试件通常规定,2≤h/d≤3,试件直径与岩石内最大颗粒尺寸的比大于10。
我们试验用岩石试件一般制成园柱形,其尺寸约为 L∶50mm Φ∶25mm或 L∶100mm Φ∶50mm。
为了尽量使试件承受轴向压力,试件两端必须完全平行(一般要求<5丝),并且与试件轴线保持垂直,其端面还应制作光滑,以减小摩擦力的影响,必要时端面可涂薄薄的一层油。
放置试件时要将其置于压机的中心,使压力通过试件的轴心。
实验装置如图一所示:(1)压力试验机 (2)试件 (3)应变片 (4)载荷传感器(5)电桥盒 (6)电阻箱图一 压缩实验装置图试验利用X-Y函数记录仪绘出 σ-ε 曲线,图二∶ 图二 σ-ε 曲线图中OA段为做功硬化阶段,试件中裂隙闭合,AB为弹性变形阶段,BC为塑性变形,试件应变软化。
当加载至最大载荷Pb 时,试件破裂,在曲线上即C点,也可通过计算得出其强度极限σb 。
当试件破裂时,压力试验机的测力指针迅速倒退,由随动指针可读出最大载荷Pb 值。
破坏的破裂面与试件轴线约成45°左右的倾斜裂纹或X型裂纹,破坏主要是由剪应力引起的。
(四)实验步骤∶1.试件准备:用游标卡尺测量试件两端及中部三处截面的直径,取三处中最小一处的平均直径来计算截面面积,并根据此试件及破坏时载荷计算出其 强度极限σb 。
贴应变片;(1)先用细砂纸将样品中部待贴片 处〔如图三〕打磨, 一处为贴纵向应变片,一处为贴横向应变片。
(2)用丙酮棉球将贴片处清洗干净;(3) 将应变片的引线先镀上焊锡;并用万用表检查应变片是否通路,阻值大小;(4)一手捏住应 图三 电阻应变片的粘贴 变片引出线,一手拿502粘结剂瓶,在应变片基 底面上及试件欲贴片处均匀涂上一层粘结剂,注意 不可涂抹太多,以免影响应变片的性能;应变片底 面向下平放在试件贴片处,将一小片聚四氟乙烯薄 膜盖在应变片上,然后用拇指按住薄膜挤出多余的 粘接剂〔注意按时不要使应变片移动〕,拇指按住 保持不动并施予压力约1—2分钟放开,轻轻掀开薄膜,检查应变片处有无气泡、翘曲、脱胶等现象, 图四 电桥盒接线图εε象,否则需重新粘贴。
岩石力学与岩体实验指导书及报告(72)
岩石力学与岩体实验指导书及报告(内部资料)矿业工程学院实验总室2011年6月一、实验目的:测定岩石的单轴抗压强度。
二、实验方法:将圆柱体岩石试样放在压力实验机上进行单轴压缩实验,试件破坏瞬间受压面上的极限应力值为该岩石的抗压强度。
(一)实验前的准备工作1、试件制备。
描述和尺寸测量见<变形实验>。
每组试件数根据实际情况而定,但最好不少于三块。
(二)实验步骤1、试件安装将准备好的岩石试件放在压力实验机上、下加压板的中心位置,试件整个断面应与加压板严密接触,若不合要求,应予处理。
2、施加载荷保持恒定的应力速率(50~100N/cm2/s)对试件连续加载至破坏为止,记录破坏载荷数值。
描述试件的破坏情况,描述内容见<岩石抗拉强度实验>。
“施加载荷”部分,并记入记录表3-2内,发现试件初裂后仍能继续承受载荷,应记录出裂时的载荷值。
三、计算岩石的抗拉强度岩石的(单轴)抗压强度按下式计算:c p Aσ=式中:cσ-岩石抗压强度(MPa);P-试件破坏时施加的最大载荷KN;A-试件横截面积cm2。
一、实验目的:测定岩石的抗拉强度。
二、实验方法:本实验采用劈裂法测定岩石的抗拉强度。
(一)实验前的准备工作:主要是试件的制备、描述和尺寸测量。
(1)采用圆盘试件。
试件直径(D )为50毫米,厚度(T )为25毫米(T/D=0.5)。
(2)试件两端面应平等,试件轴心线与断面应垂直,二者的最大偏差均不得大于0.2毫米。
试件表面光滑平整。
试件数目据实际情况而定,但最好不少于10块。
(3)测量试件尺寸。
圆盘试件测直径和厚度。
沿厚度(T )上、中、下三个部位分别测直径,取三次测量的平均值为试件的直径。
沿预定加载方向上、中、下三个部位测定试件厚度,取三次测量的平均值为试件的厚度。
方片形试件参照圆盘形试件确定规格,测量其尺寸。
(二)试件安装将试件安装于抗拉模具上,要将试件安放在模具的中心线上,避免偏心加载。
岩石力学实验报告
湖南工业大学岩石力学实验报告
班级:
学号:
姓名:
日期:
成绩:
四、岩石单轴压缩及变形试验(综合)
一、试验目的: 二、设备名称:
三、试验步骤: 1.测定岩石试件的尺寸; 2.贴应变片…… 3.…… 4、…… 5、……
1、 四、成果整理和计算: 按下式计算岩石密度: V
M =
ρ 式中: (── 为试样的密度, g/cm3 ;
M ── 为试样的质量, g ; V ── 试件体积,cm 3
2、 计算过程:
按下式计算岩石抗压强度、弹性模量和泊松比:
⑴ 岩石抗压强度计算公式:
σ = P / A
式中: (── 单轴抗压强度, MPa ; P ──岩石试件最大破坏载荷, N ; A ──试件受压面积, mm2 ⑵ 岩石弹性模量、泊松比计算公式: E = σc(50) / εh(50) μ = |εd (50) / εh(50) | 式中: E ── 试件弹性模量, GPa ;
(c(50) ── 试件单轴抗压强度的50(, MPa ;
εh(50) 、εd(50) ── 分别为σc(50) 处对应的轴向压缩应变和径向拉伸应变;
μ── 泊松比。
3、 计算过程:
4、 计算结果见表4-1。
表4-1 岩石单轴压缩及变形试验记录表
根据岩石变形数据绘制应力与应变关系曲线: 下图
注:在坐标纸上画应力与应变关系曲线图要标清图号, 各个坐标的单位、名称等。
左图 应力与应变关系曲线图(该图在
坐标纸上绘制)
5、 岩石应力应
变数据记录见表4-2
表4-2 岩石应力应变数据记录表。
单轴抗压试验
实验三、岩石单轴抗压强度的测定一、实验目的岩石在单轴压缩荷载作用下所能承受的最大压应力称为单轴抗压强度。
岩石的单轴抗压强度实验是研究岩石性质的最基本的方法。
通过本实验,要了解标准试件的加工机械、加工过程及检测程序,掌握岩石单向抗压强度的测试过程及计算方法。
二、实验仪器及工具(1)试件加工机械。
钻石机或车床、锯石机、磨石机或磨床。
(2)检验工具。
水平检测台、百分表架及百分表、游标卡尺(精度0.02mm)、直角尺。
(3)材料试验机。
三、实验原理垂直或平行岩层层理方向对试块进行加载,试件的破坏载荷与试件的横载面积之比即为岩石的单向抗压强度。
四、实验步骤(1)测定前核对岩石名称和岩样编号,对试件颜色、颗粒、层理、节理、裂隙、风化程度、含水状态以及加工过程中出现的问题等进行描述,并填入记录表内。
(2)检查试件加工精度,测量试件尺寸(应在试件高度中部两个互相垂直的方向测量其直径,取算术平均值)填入记录表内。
(3)选择材料实验机度盘时,一般应满足下式:0.2P0<P max<0.8P0R=P/S式中P max——预计最大破坏载荷,kN;P0——材料实验机度盘最大值,kN。
(4)开动材料试验机,使其处于可用状态。
将试件置于材料实验机承压板中心,调整球形座,使试件上下面受力均匀。
试件为脆性岩石时,应加设保护外罩。
(5)以0.5~1.0mm/min的速度加载直至破坏。
如遇到软岩石时,加载速度应适当放慢。
(6)记录破坏载荷以及加压过程中出现的现象,并对破坏后的试件进行描述或摄影。
五、实验现象及数据记录实验现象如图所示,由单一断面剪切滑移而破坏。
岩样除主剪切面之外还存在少量的局部剪切破坏面。
六、实验结果及数据分析七、心得体会从本次实验中我们了解了试件加工的程序以及它所用到的实验装置,并且了解了该系统的工作原理。
以及在实验中为什么要加垫块和端部效应可能会带来的一些影响,掌握了计算方法以及一些数据的相关性规律。
单轴抗压强度试验实验报告
实验报告项目单轴抗压强度试验系级专业班成绩姓名学号同组人姓名第组日期一实验项目:单轴抗压强度试验二实验目的:测定岩石的单轴抗压强度Rc,从而了解岩石的抗压特性,更深认识岩石的性质。
三实验仪器设备:1.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,并且有足够的吨位,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的2倍。
如压力机承压板尺寸大于试样尺寸2倍以上时,需在试样上下两端加辅助承压板。
辅助承压板的刚度和平整度应满足压力机承压板的要求。
四实验原理:根据 Rc=P/A Rc——岩石单轴抗压强度,MPa; P———最大破坏载荷,N;A———垂直于加载方向的试样横截面积,。
测出石块的截面面积,再通过压力机测出最大破坏载荷从而求的岩石单轴抗压强度Rc。
五实验内容:1.对实验取用的试样是青砖进行切割,切割按照要求进行。
2.将样本的长.宽.高量出。
3.将试样置于压力机承压板中心,调整有球形座的承压板,使试样均匀承载。
4.以0.5~1.0MPa/s的加速度加荷,直到试样破坏为止,并记录最大破坏载荷及加荷过程中出现的现象。
六实验数据记录及处理:岩石名称含水状态受力方向试样编号长(mm)宽(mm) 高(mm) 破坏载荷(KN) 抗压强度(MPa)平均抗压强度(MP a)青砖干燥竖直 1 55.2553.45102.15 85.2 28.8524.47253.9144.84 102.44 37.4 15.47360.20 52.24 101.1769.822.20 4 52.55 51.54 98.0284.931.35试样描述当岩石在受到一最大力时,岩石成对角线破裂而脱落。
实验五岩石单轴压缩实验
实验五岩石单轴压缩实验一、实验目的1、掌握岩石单轴压缩实验的基本原理和方法。
2、了解岩石单轴压缩强度的测试方法。
3、通过实验了解岩石在不同压力下的力学性质。
4、了解矿山工程中用于确定岩石层强度、稳定性和采矿方法选择的基本实验方法。
二、实验原理在实验室条件下,对岩石进行单轴压缩实验,即将岩石样品置于压力机滑动块与固定块之间,施压加荷,岩石样品在压力的作用下发生变形,最终出现破裂破坏。
这种实验方法可以测定岩石样品在单轴压缩应力下断裂时的应力水平值和断裂模式,是评估岩石力学性质和确定其强度和稳定性的重要方法。
单轴压缩强度表示岩石样品在单轴压缩下破坏时的最大承受压力或应力水平。
在实验过程中,将岩石样品沿其轴向方向施以单向的压力,直到样品发生破坏,根据压力与样品断面积之比计算出样品的单轴压缩强度。
单轴压缩实验中常用的岩石模型为标准直径为50mm、高度为100mm、直径与高度比为1:2的圆柱形样品。
通过实验获取不同压力下岩石样品的应变和应力的数据,利用数据处理方法分析出样品的单轴压缩强度和岩石在不同压力下的变形和断裂模式。
三、实验步骤1、制备标准圆柱形样品在实验之前,制备标准的圆柱形样品是非常重要的,直径为50mm、高度为100mm,或者根据实际情况选择其他规格的样品。
2、测量标准圆柱形样品尺寸使用卷尺对样品的直径和高度进行测量,并记录下来,便于计算样品的断裂强度。
3、安装压力机将样品放置在压力机的压缩板上,并确保样品在滑动块与固定块之间完全垂直。
调整滑动块的位置,使其与样品顶部接触。
将固定块和滑动块夹紧,用气动或手动方式施压。
4、开始施压施加压力,开始进行单轴压缩实验,随着施压的增加,记录下实验的每一阶段应变和应力数据。
5、记录数据根据实验数据绘制出应力-应变曲线、应力-时间曲线,计算出单轴压缩强度。
模拟分析样品破裂模式。
6、进行岩石单轴压缩实验的注意事项a、施压过程应逐步增加,避免突然增压,以免样品产生损伤。
岩石单轴抗压试验大纲
岩石单轴抗压试验大纲(测定了泥质板岩横观各向同性的5个弹性常数)一、试验的目的: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,获得了泥质板岩不同加载方向下的单轴全程应力应变曲线、测定泥质板岩横观各向同性的5个弹性常数,并了解岩石单轴压缩过程的变形特征和破坏类型。
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5cm,允许变化范围为4.8~5.4cm,高度为10cm,允许变化范围为9.5~10.5cm。
同时为了对比圆柱体和长方体试样对试验结果的影响,本次试验也制备了一些长方体试样,但是数量少一点。
长方体尺寸为长和宽均为5cm,允许变化范围为4.8~5.4cm,高10cm,允许变化范围为9.5~10.5cm。
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、试样取样角度为0°、45°和90°(视试样材料是否足够,在允许情况下,可以多增加30°和60°试样),取样角度定义为岩样轴线与层里面的夹角,试样数量:每组须制备至少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。
岩石力学性质试验——单轴压缩强度和变形试验课件(PPT)
二、单轴压缩强度和变形试验
—试验方法 5、精度要求: a、试件两端面不平 整度误差不得大于 0.05mm; b、沿试件高度,直 径的误差不得大于0.3mm; c、端面应垂直于试 件轴线,最大偏差不得大 于0.250。
二、单轴压缩强度和变形试验
—试验方法
6、试件含水状态: 天然含水状态、烘干状态、饱和状态。 1) 烘干状态 将试件置于烘箱内,在105~1100C温度下烘24h,取出放 入干燥器内冷却至室温后称重。 2)饱水状态 a、自由水法饱和试件 将试件放入水槽,先注水至试件高度的1/4处,以后每隔 2h分别注水至试件高度的1/2和3/4处,6h后全部淹没试件 。 试件在水中自由吸水48h后,取出试件并沾去表面水分称重。
二、单轴压缩强度和变形试验
—成果整理 (一)计算各级应力及单轴抗Байду номын сангаас强度
1、各级应力
式中:
σ= P/A σ—各级应力(MPa); P—与所测各组应变值相应的荷载(N); A—试件的截面积(mm2)。
2、岩石单轴抗压强度
R=Pf/A
式中:
R— 岩石单轴抗压强度(MPa); Pf—试样破坏荷载(N); A—试件的截面积(mm2) 。
二、单轴压缩强度和变形试验
2、岩石变形试验 岩石在弹性极限以内的单轴压力作用下,其应力和应变 之比近于常数,此比值称为弹性模量。横向应变与纵向应变 之比称为泊松比。 在纵向压力作用下测定试样的纵向变形和横向变形, 并据以计算岩石的弹性模量和泊松比。通常用抗压强度的50 %的应力和相应的纵向应变值计算弹性模量,用该应力下的 横向应变值和纵向应变值计算泊松比。也可根据需要计算任 何应力下的弹性模量和泊松比。 根据要求,可对不同含水状态的岩样进行试验。
单轴压缩作用下单裂隙类岩石的力学特性分析
单轴压缩作用下单裂隙类岩石的力学特性分析随着经济的快速发展,建筑、水利和能源等领域的工程建设越来越多。
岩石作为地球的主要构成部分,其力学特性对工程施工和安全性具有极其重要的影响。
因此,深入研究岩石的力学特性是非常有必要的。
一般情况下,岩石是由众多石粒组成的。
而单裂隙岩石则是在岩石内部形成裂隙,这些裂隙会导致单裂隙岩石的力学性能与普通岩石有所不同。
本文将结合实验结果,分析单轴压缩作用下单裂隙类岩石的力学特性。
一、实验方法本次实验所选取的样品为单裂隙类岩石,实验设备采用万能材料试验机。
首先,采用裂隙厚度计测定岩石内部裂隙的厚度,然后将样品放入万能材料试验机中,以单轴压缩的方式进行实验。
实验过程中,记录岩石的应力-应变关系曲线,并用户分析单裂隙岩石的力学特性。
二、实验结果根据实验过程的记录,单裂隙类岩石的应力-应变曲线如图1所示。
(插入图1:单裂隙类岩石的应力-应变曲线)由于岩石内部存在着裂隙,因此在应力达到一定水平后就会发生破坏。
根据应力-应变曲线,可以获得单裂隙类岩石的最大应力、极限应变等参数。
相比于普通岩石,单裂隙类岩石存在明显的应力集中现象,且破坏强度明显低于普通岩石。
三、分析与讨论1.单裂隙类岩石的应力集中性实验结果表明,单裂隙类岩石存在显著的应力集中现象,这是由于岩石的内部裂隙导致应力分布不均所致。
因此,在实际工程应用中,需要特别注意单裂隙类岩石的裂隙情况,避免出现崩塌等安全事故。
2.单裂隙类岩石的破坏形式与普通岩石相比,单裂隙类岩石的极限应变较小,且破坏形式有明显的裂纹扩展。
由于裂隙的存在,裂纹扩展速度加快,导致破坏更加突然和剧烈,需要采取特殊的工程防护措施。
3.单裂隙类岩石的裂隙密度对力学性能的影响实验结果表明,裂隙密度对单裂隙类岩石的力学性能有着显著的影响。
当裂隙密度越大,岩石的破坏强度越低,而裂纹扩展速度则变得越快。
因此,在实际工程应用中,需要进行详细的岩石裂隙分析,以确定裂隙密度,并采取相应的工程措施。
岩石单轴压缩试验描述
岩石单轴压缩试验描述《岩石单轴压缩试验描述》嘿,今天我来给你们讲讲那个超有趣的岩石单轴压缩试验。
我一走进实验室,就看到那块放在试验台上的岩石,它就像一个等待挑战的小战士,灰扑扑的,表面还有些粗糙,摸起来麻麻咧咧的。
这块岩石可不大,大概就我两个拳头并起来那么大,形状嘛,有点不规则,像是从哪个大山里随便挖出来的一块,带着一种天然的野劲儿。
我和我的小伙伴们开始准备试验设备啦。
那些仪器看起来就特别专业,各种仪表盘、活塞啥的,感觉像是来自未来的机械战士。
我们小心翼翼地把岩石放在那个专门的夹具里,就像给小战士穿上了一件特制的铠甲,让它固定好准备接受压力的考验。
这夹具紧紧地卡住岩石,我还特意晃了晃,纹丝不动呢,嘿,挺结实。
然后呢,我们就启动了试验设备。
一开始,岩石就像个硬汉,没什么反应,仪表盘上的数字慢慢上升,就像是在给岩石挠痒痒似的。
我盯着那岩石看,眼睛都不敢眨一下,心里想着:“小石块儿啊,你可别太倔强啦。
”随着压力不断增加,我似乎听到了岩石发出了一种很细微的声音,就像那种在很安静的夜晚,你听到远处传来的轻微的“嘎吱”声。
我赶紧把耳朵再凑近了一些,没错,真的有声音,就好像岩石在小声嘀咕:“哼,这点压力算什么。
”压力继续加大,这时候岩石开始有变化了。
它的表面开始出现了一些小小的裂缝,就像老人脸上慢慢爬出来的皱纹一样。
我用手轻轻地摸了一下岩石表面,那些裂缝还不怎么明显,但是已经能感觉到有一些不平了。
我的小伙伴在旁边记录着数据,嘴里还念叨着:“这数据有点意思啊。
”当压力达到一定程度的时候,那些裂缝就像被施了魔法一样,开始迅速蔓延。
就好像在干燥的土地上突然出现了很多小沟渠,它们不断地扩展、交叉。
我心里突然有点舍不得这个小岩石了,感觉它已经很努力在抵抗了。
我就像一个看着自己的小伙伴在困境里挣扎的人一样,有点无奈。
这时候,仪表盘上的数字还在不停地往上跳,压力越来越大。
突然,“啪”的一声,虽然不是特别响亮,但是在安静的实验室里却很清晰。
岩石单轴抗压强度报告
岩石单轴抗压强度报告1. 引言岩石的抗压强度是衡量岩石抵抗力的重要指标之一。
本报告旨在通过实验研究,分析不同岩石样本的单轴抗压强度,并讨论其影响因素。
2. 实验目的本次实验的主要目的是测定岩石样本的单轴抗压强度,并分析其受力过程中的变形和破坏特征。
通过实验结果,我们可以了解不同岩石类型的力学性质,为工程建设和地质灾害防治提供参考依据。
3. 实验步骤3.1 样本准备•选择不同类型的岩石样本,包括花岗岩、砂岩和页岩等。
•制备一组标准尺寸的岩石样本,确保其表面光滑平整。
3.2 实验装置•使用一台万能试验机,配备单轴压力加载装置。
•确保加载装置能够均匀施加压力,并能够记录压力值和变形数据。
3.3 实验过程•将岩石样本放置在加载装置中。
•在加载过程中,逐渐增加压力,使岩石样本承受单向压力。
•记录不同压力下的压力值和岩石的变形数据,包括应变和位移。
4. 数据分析与结果4.1 岩石单轴抗压强度根据实验数据,可以计算出每个岩石样本的单轴抗压强度。
单轴抗压强度是指岩石在受到单向压力时的最大抵抗能力。
通过比较不同样本的抗压强度,可以了解不同岩石类型的力学性质。
4.2 变形与破坏特征根据实验数据还可以分析岩石在受力过程中的变形和破坏特征。
常见的变形形式包括岩石的弹性变形、塑性变形和破坏变形等。
通过观察岩石样本的裂纹分布和断裂面形态,可以判断岩石的破坏模式。
5. 影响因素分析5.1 岩石类型不同岩石类型具有不同的物理和力学性质,对单轴抗压强度有着重要影响。
例如,花岗岩通常具有较高的抗压强度,而砂岩则较低。
5.2 岩石结构岩石内部的结构也会影响其抗压强度。
例如,岩石中存在的裂隙和孔洞会削弱其整体强度。
5.3 应力方向岩石的抗压强度也与施加压力的方向有关。
不同方向上的抗压强度可能存在差异。
6. 结论通过实验研究和数据分析,我们得出以下结论: - 不同岩石类型的单轴抗压强度存在差异,花岗岩通常具有较高的抗压强度。
- 岩石的内部结构和存在的裂隙和孔洞会影响其抗压强度。
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实验五岩石单轴压缩实验一.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。
四.1—百分表 2-百分表架 3-试样 42.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,mm2。
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.量E 50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;ε图5-4 岩石单轴压缩实验的应力-应变曲线 εDε—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;1pε—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。
2p弹性模量Eτ、变形模量E50及泊松比μ测定结果填入表5-3:表5-3 弹性模量Eτ、变形模量E50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;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,使压力机的下承压板的拖轮离开轨道10 cm 左右,关闭送油阀,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σ1:1—上垫块;2—密封圈;3—岩石试样;1P Sσ=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: 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:3.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 三轴压缩实验结果图6-2 围压与纵向抗压强度关系图6-3 岩石三轴试验摩尔园及包络线六.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。
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.劈裂夹具;5.钢丝垫条,用直径为2.0 mm~3.0 mm钢丝;4. YE-300型液压材料试验机。
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25 mm ~50 mm 的标准圆柱体。
2.试样数量:每种岩石同一状态下,试样数量一般不少于5块。
3.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.实验原理巴西劈裂法测定岩石抗拉强度是国际岩石力学学会标准推荐的方法,对称圆盘试样受集中载荷P 的作用下,依据弹性理论得知,圆盘加载直径上任一点(0,y )的应力状态为:(1)(2)式中:P 为载荷,D 、L 分别为试样直径和厚度,试样中心处(y =0)的应力状态为:(3)(4)由式(3)、式(4)得出,圆盘试样中心处压应力是拉应力的3倍,但由于岩石抗拉强度远低于抗压强度,一旦拉应力达到试样的抗拉强度时中心发生破坏,通常认为拉应力对破裂起主导作用。