岩石力学实验指导书

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1、岩石力学实验指导书主编：周生跃主审：阮波中南大学土木建筑学院岩土工程试验室二00五年五月学生实验须知1.岩石力学性能实验是《岩石力学》课程中实践性教学环节。要求每个学生掌握所开设的实验原理，使用的仪器设备，采用的实验方法及操作步骤，独立完成所开设的各项实验。2.实验前应预习，实验时应认真领会、思考，明确各个环节。如需几人协作时，小组成员应具体分工，相互配合，并在实验报告上写上同组成员名单。3.实验的原始记录不得随意涂改。实验报告要文字工整，计算正确，图表清晰，并在规定的时间内完成、上交。4.实验时应保持安静，不得干扰他人实验，爱护公共财物，注意仪器的使用安全。实

2、验完毕后，应将实验后的费料倒入指定地点，将设备、器具清洗干净并恢复到原来状态。一、单轴抗压强度试验1.1适用范围适用于能制成规则试件的各类岩石。1.2加工要求试件可用岩芯或岩块加工制成。试件在采取、运输和制备过程中，应避免产生裂缝。1.3试件尺寸要求（1）圆柱体直径宜为48~54mm。（2）含大颗粒的岩石，试件的直径应大于岩石最大颗粒尺寸的10倍。（3）试件高度与直径之比宜为2.0~2.5。1.4试件精度要求（1）试件两端面不平整度误差不得大于0.05mm。（2）沿试件高度，直径的误差不得大于0.3mm。（3）端面应垂直于试件轴线，最大偏差不得大于0.250。1

3、.5主要仪器和设备（1）钻石机、锯石机、磨石机、车床等。（2）测量平台。（3）检测合格并能按规定速率连续而均匀地加荷的200KN压力试验机。1.6试验步骤（1）将试件置于压力机承压板中心，使试件两端面接触均匀。（2）以每秒0.5~1.0MPa的速度加荷直至破坏，记录破坏荷载及加载过程中出现的现象。（3）试验结束后，应描述试件的破坏形态。1.7试验成果整理（1）按下列公式计算岩石单轴抗压强度：PR=A式中R——岩石单轴抗压强度（MPa）P——试件破坏荷载(N)2A——试件截面积(mm)（2）计算值取3位有效数字。1.8试验记录单轴抗压强度试验记录应包括工程名称、取

4、样位置、试件编号、试件描述、试件尺寸和破坏荷载。抗压强度试验记录工程项目石料产地岩石名称用途试试件尺寸(mm)抗压强度试件试件截极限平均抗样P备处理面积荷载R=压强度编长宽直径高2A注情况A(mm)P(N)(MPa)号(MPa)试验者___________计算者__________校核者___________试验日期__________二．单轴压缩变形试验1.1适用范围适用于能制成规则试件的各类岩石。1.2加工要求试件可用岩芯或岩块加工制成。试件在采取、运输和制备过程中，应避免产生裂缝。1.3试件尺寸要求⑴圆柱体直径宜为48~54mm。⑵含大颗粒的岩石，试件的直

5、径应大于岩石最大颗粒尺寸的10倍。⑶试件高度与直径之比宜为2.0~2.5。1.4试件精度要求⑴试件两端面不平整度误差不得大于0.05mm。⑵沿试件高度，直径的误差不得大于0.3mm。0⑶端面应垂直于试件轴线，最大偏差不得大于0.25。1.5主要仪器和设备⑴钻石机、锯石机、磨石机、车床等。⑵测量平台。⑶检测合格并能按规定速率连续而均匀地加荷的200KN压力试验机。⑷惠斯顿电桥、万用表、兆欧表。⑸电阻应变仪。1.6试验步骤⑴选择电阻应变片时，电阻片阻栅长度应大于岩石颗粒的10倍，并应小于试件的半径；同一试件所选定的工作片与补偿片的规格、灵敏系数应相同，电阻值相差应不

6、大于±0.2Ω。⑵电阻应变片应牢固地粘贴在试件中部的表面，并应避开裂隙或斑晶。纵向或横向电阻应变片的数量不得少于2片，其绝缘电阻值应大于200MΩ。⑶将试件置于压力机承压板中心，使试件受力均匀。⑷以每秒0.5~1.0MPa的速度加荷，逐级测读荷载与应变值直至破坏，测值不应少于10组。⑸记录加荷过程及破坏时出现的现象，并对破坏后的试件进行描述。1.7试验成果整理⑴岩石单轴抗压强度按下式计算：PR=A式中R——岩石单轴抗压强度（MPa）P——试件破坏荷载(N)2A——试件截面积(mm)⑵按下列公式计算各级应力：Pσ=A式中σ——各级应力（MPa）P——与所测各组应变

7、值相应的荷载(N)2A——试件载面积（mm）⑶绘制应力与纵向应变及横向应变关系曲线。⑷按下式计算岩石平均弹性模量和岩石平均泊松比：σ−σbaE=avε−εIbIaε−εdbdaµ=avε−εIbIa式中Eav——岩石平均弹性模量µ——岩石平均泊松比avσ——应力与纵向应变关系曲线上直线段始点的应力值aσ——应力与纵向应变关系曲线上直线段终点的应力值bε——应力为σ时的纵向应变值Iaaε——应力为σ时的纵向应变值Ibbε——应力为σ时的横向应值daaε——应力为σ时的横向应值dbb⑸按下式计算岩石割线弹性模量及相应的岩石泊松比：σ50E=50εl50εd50µ=5

8、0εl50式中E50——