岩石常规三轴压缩实验

（σ1-σ3）/2为半径绘制出一
组摩尔圆 。
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： ➢ 实验目的； ➢ 主要实验仪器； ➢ 实验步骤； ➢ 原始数据集实验数据整理； ➢ 对本实验的建议。
七.思考题
➢ 三轴实验过程中主要主意事项有哪几项？ ➢ 通过三轴实验说明岩样的承载能力与哪些因素有关？ ➢ 你对本次实验的建议和意见。
➢ 钻石机、锯石机、磨石机； ➢ 游标卡尺，精度0.02mm； ➢ 干燥器； ➢ 直角尺、水平检测台、百分表及百分表架； ➢ YE-2000型液压材料试验机； ➢ 三轴室，三轴液压源； ➢ 热缩管、胶带、密封圈等。
三.试样规格、精度、数量及含水状态
➢ 试样规格：采用直径为50 mm，高为100 mm的标准 圆柱体;
8.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。
9.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。
1 2
3
4
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
五.实验结果整理
计算一定侧压力作用下岩石的抗压强度σ1：
1
P S
式中：σ1—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，m2。
2.计算内摩擦角和粘结力
b 31 3 1 32 ( 3 )2 n 32
m 3 1 n 1 3 ( 3 )2 n 32
1
2 3
4
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
2 3
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
➢ 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。
➢ 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.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.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。 5.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。
➢ 加工精度：
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。
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。
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。
6.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。
7.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%。
图6-2 围压与纵向抗压强度关系曲线
根据库伦-摩尔准则，岩石的内摩擦角和粘结力 c可利用参数m和b按下式计算：
arcsin m 1
m 1
c b 1 sin 2 cos
1 m 3 b
3.绘制摩尔圆及其包络线
用回归后的直线方程计
算出相应的Leabharlann Baidu1值。再分别以
（σ3+σ1）/2，0为圆心，以
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， 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