岩石力学实验方案

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1、可编辑版实验方案实验一单轴压缩试验一.实验的目的以白垩系软岩为研究对象，设置不同的冻结温度，分别对岩样进行一次冻融循环，并测定其冻融前后的单轴抗压强度和杨氏弹性模量，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，单位面积上所承受的载荷称为岩石的单轴抗压强度，即式样破坏时的最大载荷与垂直与加载方向的截面积之比。本次试验主要测定饱和状态下试样的单轴抗压强度。二.试样制备(1)样品可用钻孔岩芯或在坑槽中采取的岩块，在取样和试样制备过程中，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5c

2、m、高10cm的圆柱体。(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°。三.主要仪器设备Word完美格式可编辑版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.取加工好的岩石试样15块，放入抽真空设备中进行饱水处理，浸泡24h；2.a．（1）从饱水后的试样中取3块，进行冻结前常温（+20℃

3、）条件下岩石的单轴压缩试验，并记录应力-应变曲线等信息；（2）从剩下的饱水岩样中取出6块放入低温箱中，在恒温-10℃条件下冻结48h；（3）取出冻结后的3块岩样，进行冻结-10℃条件下岩石的单轴压缩试验，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的单轴压缩试验，并记录应力-应变曲线等信息；b.以剩余的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、冻结中和冻结解冻后三种状态下三种岩石单轴压缩下

4、强度、应力-应变曲线及弹性模量等参数的变化情况。五．成果整理和计算1.按下式计算岩石的单轴抗压强度：-----岩石单轴抗压强度，MPa；Word完美格式可编辑版----最大破坏荷载，N；----垂直于加载方向的试样横截面积，mm2。2.固体材料的弹性模量是指弹性范围内应力与应变的比值，反映材料的坚固性。计算割线弹性模量E50，即应力应变曲线零荷载点与单轴抗压强度50%水平交点连线的斜率。------割线弹性模量，MPa；------相当于50%抗压强度的应力值，MPa；------应力为抗压强度50%时的应变值。实验二含水率试验一.实验的目的以

5、白垩系软岩为研究对象，设置不同的冻结温度，分别对岩样进行一次冻融循环，并测定其冻融前后的饱和吸水率变化情况。岩石的吸水率是判断岩石强度和抗冻性能的重要指标，是计算岩石其他物理参数的必要参数，可根据岩石的饱和吸水率分析岩石冻融前后微裂纹的发育程度。二.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的圆柱体。(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；Word完美格式可编辑版b

6、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°。三.主要仪器设备1、制样设备：钻石机、切石机及磨石机；2、烘干箱、干燥器、水槽、低温箱等；3、电子天平（感量0.01g）；4．真空抽气设备。四．操作步骤1.用毛刷清除试件表面的尘土和松动颗粒。对软岩和裂隙较发育的岩石，应用橡皮筋或细铁丝把试件四周缠起来，以防止试件在吸水过程中掉块或崩解。2.（1）取加工好的试件6块，放在105℃～110℃的烘箱中干燥24h后取出试件，放入干燥器中冷却到室温称

7、取质量；（2）把干燥后的岩石试块放入抽真空设备中进行饱水处理，浸泡24h后，从抽气罐中取出饱水后的岩石试块并用湿毛巾擦干试块表面水分称其各自质量，计算出冻结前三种岩石各自平均饱和吸水率；（3）取步骤（2）中饱和后的岩石岩样3块放入低温箱中，在恒温-10℃条件下冻结48h，冻结完毕后在常温（+20℃）环境中进行自然解冻直到微小孔隙裂隙中的小冰块全部融化；（4）把步骤（2）中剩余的3块饱和后的岩石岩样放入低温箱中，在恒温-30℃条件下冻结48h，冻结完毕后在常温（+20℃Word完美格式可编辑版）环境中进行自然解冻直到微小孔隙裂隙中的小冰块全部融化

8、；（5）重复步骤（1）～（2），计算出不同冻结温度下岩石的饱和吸水率，并分析对比冻融前后岩石饱和吸水率的变化情况。五．成果整理计算岩石的饱和吸水率，精