岩石三轴压缩及变形试验打印

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1、（装订线内不准做答）线订装辽宁工程技术大学岩石三轴压缩及变形试验岩石三轴压缩及变形试验一、概述岩石三轴试验，是在三向应力状态下测定岩石的强度和变形的一种方法。本指导书介绍的是侧向等压的三轴试验。本规定可用于测定烘干和饱和状态的的试样，试样的含水状态用以下方法处理：（1）烘干状态的试样，在105～110°C下烘24h。（2）饱和状态的试样，按7.1规定的进行饱和。为了便于资料分析，在进行三轴试验的同时，应制样测定岩石的抗拉强度和单轴抗压强度。二、试样备制（1）试样可用钻孔岩心或坑槽探中采取的岩块，试样备

2、制中不允许人为裂隙出现。（2）试样为圆柱体，直径不小于5cm，高度为直径的2～2.5倍。试样的大小可根据三轴试验机的性能和试验研究要求选择。（3）试样数量，视所要求的受力方向或含水状态而定，每种情况下必须制备5～7个。（4）试样制备的精度，在试样整个高度上，直径误差不得超过0.3mm。两端面的不平行度最大不超过0.05mm。端面应垂直于试样轴线，最大偏差不超过0.25度。三、试样描述试样描述见7.3。四、主要仪器设备（1）试样加工设备，量测工具与有关检查仪器见7.4.1，7.4.2。（2）电阻应变片、

3、粘结剂、万用表等。（3）电阻应变仪（或数据采集器）、压力传感器、引伸仪等。除用电阻应变仪外，也可用精度能达到0.1%和量程能满足变形测定需要的其它仪表。（4）三轴应力试验机（见图11）。五、试验程序5.1试样的防油处理首先在准备好的试样表面上涂上薄层胶液（如聚乙烯醇缩醛胶等），待胶液凝固后，再在试样上套上耐油的薄橡皮保护套或塑料套，与试样两端的密封件配合，以防止试样试验中进油及试样破坏后碎屑落入压力室。5.2安装试样把密封好的试样放置于保护筒中，将压力室顶部的螺旋压帽组件卸下并吊装在横梁上升起，然后将

4、放置于保护筒中的试样，用卡杆吊放入三轴试验机的压力室内。保护筒的下端有一凸出的球柱，此时要注意使球柱对准压力室底部中心的圆销孔，并放置平稳。试样在压力室中安置好后，即可向压力室内注油，直至油液达到预定的位置为止，然后用螺旋压帽组件封闭压力室。5.3安装测量变形仪表第6页（共7页）（装订线内不准做答）线订装辽宁工程技术大学岩石三轴压缩及变形试验（1）用测微表或位移传感器适用于测定试样的纵向变形，测表可按装在压力室顶部，三轴试验机压力室构件的变形，应在试验前率定，在计算变形时予以扣除。（2）用电阻应变仪可

5、测定试样的纵向和横向应变。试验前在试样上贴上电阻应变片，将试样上焊接好的导线从压力室的导线孔中引出，与应变仪连接。图三轴试件示意图5.4侧向应力选择须考虑下述条件：（1）所选定的侧向应力须使所求的莫尔包络线能明显的反映出所需要的应力区。（工程试验中，岩样所在位置的侧向应力一般由实测而确定，也可由计算而给出）。（2）应适当地照顾到莫尔包络线的各个阶段。（3）最小侧压力的选定，应考虑试验机的精度。5.5选择轴向载荷量程根据已选定的侧向应力值，按下述经验公式选择轴向载荷量程：式中：——可能的轴向破坏载荷（N

6、）；——试样的单轴抗压强度（MPa）；——侧向应力（MPa）；——系数，其值为4～7；——试样的横截面积（mm2）。5.6加载速度试验时，先施加侧向压力到预定值，其加载速度宜控制在每秒0.05MPa左右，以保持侧向压力稳定性，整个试验过程中侧向压力的变化范围不得超过预定值的2%，然后以每秒0.8—1.0MPa第6页（共7页）（装订线内不准做答）线订装辽宁工程技术大学岩石三轴压缩及变形试验的加载速度施加轴向荷载，直至破坏，并记录破坏时的最大载荷及相应的侧向压力值。5.7变形记录在施加轴向荷载的过程中，同

7、步记录下各级应力下的纵向和横向应变（采用电阻应变仪）或纵向变形值（采用测微表）。为了绘制应力～应变曲线（如图15），测点应尽量多一些，一个试样通常不少于10组测值，记录表格见表11-1。5.8破裂形式描述试验结束后，取出试样，进行破坏形式描述。六、成果整理和计算6.1计算不同侧向应力下的轴向应力值式中：——不同侧向应力时的轴向应力值（MPa）；——轴向破坏载荷（N）；——试样的横截面积（mm2）。6.2根据轴向应力σ1和侧向应力σ3求岩石的内摩擦角j和粘聚力C图13～最佳关系曲线第6页（共7页）（装订

8、线内不准做答）线订装辽宁工程技术大学岩石三轴压缩及变形试验图14莫尔应力圆（1）以为纵坐标，为横坐标绘制～最佳关系曲线（直线），如图13所示，按下式直接求，值：式中：——岩石的粘聚力（MPa）；——岩石的内摩擦角（度）；——～最佳关系曲线纵坐标的应力截距（MPa）；——～最佳关系曲线的斜率。（2）在～最佳关系曲线（直线）上选定若干组对应的值，在剪应力与正应力坐标图上以为圆心，以为半径绘制莫尔应力圆（如图14），根据莫尔～库仑强度理论确定三轴应力状态下岩石