【精品】力学实验指导书XUST

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1、岩石单轴抗压强度的测定一、实验目的1、掌握岩石力学性质的实验方法。2、熟悉试验机的操作技能及使用方法。3、对完整岩石强度分级和性能描述。二、实验原理利用材料试验机对岩石试件进行单轴压缩，使岩石试件在单轴压力下达到破坏的极限强度，数值等于破坏时的最大压应力，其抗压强度等于破坏时的荷载与受力截面积之比。P即R=—x10MpaF三、实验设备及工具1、材料实验机…・・30吨万能材料试验机2、游标卡尺（精度0.02毫米）四、岩石试件及数量标准试件采用直径5厘米的圆柱体，高径比为2,并且两端面平行（要求两端面不平行度小于0.01厘米），上下端直径偏差小于0.02厘米。相

2、同状态下同一种岩性试件（最好从同一块岩石上取下）的数量一般不少于3块，若测定结果偏离度大于20%级以上时应适当增补测试试件的数量，一保证测试结果。五、实验方法及程序1、对岩石试件进行编号，并对其颜色、颗粒、层理、节理、裂隙、风化程度、含水状态进行详细描述，并填入记录表内。2、量测试件尺寸，量测时应在试件高度的上中下三个部位分别量测两个相互正交的直径，取其算术平均值作为直径，精度0」毫米。试件高度测定精度1.0毫米。3、选择压力机度盘（根据岩石试件的岩性及试件的完整情况进行选择），并挂上相应的摆锤。4、启动压力机，将度盘指针调整到零，使其处于工作状态。5、将试

3、件置于压力机承压板中心，调整球形坐使试件截面与压力机承压板平行，以便使试件上下受力均匀，必要时应设置防护网，以免试件压裂时崩出伤人。6、以每秒0.5-1Mpa的速度加载直到破坏。7、记录破坏荷载以及加载过程屮出现的现象，对破坏后的试件进行描述。六、实验结果计算1、单个试件的单项抗压强度P/?=—xlOMpa式中：P试件破坏荷载，KN；F试件初始截而积，cm2；2、每组试件单向抗压强度算术平均值（取小数点后1位）;1nR产一工&mpq式中：Ri第i个试件单项抗压强度，Mpan……每组试件的数量。3、每组试件测定结果偏离度V=—xlOO%Rp式中：M单项抗压强度

4、的偏离值。m=SL(r■-rA偏离值一般不小于20%。七、实验报告要求1、简述实验目的、实验方法及程序;2、计算试件单向及抗压强度。岩体单向抗压强度测定纪录表工程名称:岩石名称岩样编号试件编号含水状态试件描述试件尺寸cm试样而积cm2破坏载荷KN抗压强度MPa平均抗压强度MPa备注测定前测定后长宽径高送样单位:采样地点:测定时期：年月H测定:计算:校核:岩石单向抗拉强度测定一、实验目的a）掌握用劈裂法测定岩石单向抗拉强度的实验方法及操作技能。b）对完整岩石强度分级和岩性描述。二、实验原理本实验采用劈裂法测定岩石单向抗拉强度。利用劈裂夹具在材料试验机上对园盘形

5、试件进行集中荷载以经压缩，对经压缩使载荷尔蒙连线的平面内产生拉应力。根据弹性理论在对经压缩条件下园盘中心D/2处：受拉应力：P=——x兀Dt受压应力：Pv=-^-'7lDt剪应力：Txy=0式屮：D——园盘直径，厘米；T——园盘厚度，厘米。上式表明，劈裂法不但有拉应力还有压应力共同作用破坏，但是岩石抗拉强度很低，抗压强度较高，园盘在受压应力断裂之前•早己被拉应力拉断，所以试件还是属于受拉破坏，除了强度略有差别外，rti于劈裂法实验简单，且所测抗拉强度与单向拉伸很接近，故采用此法来测定岩石的单向抗拉强度。三、实验设备及工具a）万能材料试验机；b）劈裂夹具，如图

6、所示；劈裂法抗拉夹具1.尖端为R?的刀刃；2.夹具座；3.刀承；4.试件；5.夹持螺钉；c）游标卡尺（精度0.02亳米）。四、岩石试件规格及数量标准试件采用园盘形，直径5拧;厘米，厚度2.5±0.2厘米，试件两端面不平行度不得大于0.01厘米，上下端直径偏差不得大于0.02厘米。每种状态下同一岩性试件的数量，一般每组不少于3块，若测定结果偏离度大于20%级以上时，应适当增补测试试件的数量。五、实验方法及程序a）对岩石试件进行编号，并对其颜色、颗粒、层理、节理、裂隙、风化程度、含水状态进行描述，并填入记录表内。b）检查试件加工精度、量测试件尺寸，并填入表内。c

7、）选择压力机度盘，并挂上相应的摆锤。d）通过试件直径两端沿轴线方向画两条互相平行的线作为加载基线，将试件放置在夹具内，使夹具上下刀刃对准加载基线，用两侧夹持螺钉固好试件。e）把夹好试件的夹具放入试验机上下承压板之间，使试件中心线和试验机中心在一条直线上。f）启动试验机，施加几百牛顿载荷后，松开夹具两侧夹持螺钉，然后以每秒0.03*-O.O5Mpa的速度加载直到破坏°g）记录破坏荷载，对破坏后的试件进行描述。六、实验结果计算1、单个试件的单向抗拉强度N=P=^-xlOMPa'tiDL式中：p试件破坏荷载，KN；D试件直径，cm；L试件厚度，cm02.每组试件单

8、向抗拉强度算术平均值式中：Rj第i个试件单项抗拉强度