实验一 岩石单轴抗压强度试验

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1、岩石力学性质实验指导书实验一岩石单轴抗压强度试验1.1概述当无侧限岩石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,即试样破坏时的最大载荷与垂直于加载方向的截面积之比。在测定单轴抗压强度的同时,也可同时进行变形试验。不同含水状态的试样均可按本规定进行测定,试样的含水状态用以下方法处理:(1)烘干状态的试样,在105~1100C下烘24h。(2)饱和状态的试样,使试样逐步浸水,首先淹没试样高度的1/4,然后每隔2h分别升高水面至试样的1/3和1/2处,6h后全部浸没试样,试样在水下自由吸水48h

2、;采用煮沸法饱和试样时,煮沸箱内水面应经常保持高于试样面,煮沸时间不少于6h。1.2试样备制(1)试样可用钻孔岩芯或坑、槽探中采取的岩块,试件备制中不允许有人为裂隙出现。按规程要求标准试件为圆柱体,直径为50mm,允许变化范围为4.8~5.20mm。高度为100mm,允许变化范围为9.5~10.50mm。对于非均质的粗粒结构岩石,或取样尺寸小于标准尺寸者,允许采用非标准试样,但高径比必须保持=2:1~2.5:1。(2)试样数量,视所要求的受力方向或含水状态而定,一般情况下必须制备3个。(3)试样制备的精度,在试样整个高度上,直径

3、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。1.3试样描述试验前的描述,应包括如下内容:(1)岩石名称、颜色、结构、矿物成分、颗粒大小,胶结物性质等特征。(2)节理裂隙的发育程度及其分布,并记录受载方向与层理、片理及节理裂隙之间的关系。(3)测量试样尺寸,并记录试样加工过程中的缺陷。1.4主要仪器设备试样加工设备:钻石机、锯石机、磨石机或其他制样设备。量测工具与有关检查仪器:游标卡尺、天平(称量大于500g,感量0.01g),烘箱和干燥箱,水槽、煮沸设备。加载设

4、备:压力试验机。压力机应满足下列要求:(1)有足够的吨位,即能在总吨位的10%~90%之间进行试验,并能连续加载且无冲击。(2)承压板面平整光滑且有足够的刚度,其中之一须具有球形座。承压板直径不小于试样直径,且也不宜大于试样直径的两倍。如大于两倍以上时需在试样上下端加辅助承压板,辅助承压板的刚度和平整光滑度应满足压力机承压板的要求。(3)压力机的校正与检验应符合国家计量标准的规定。1.5试验程序(1)根据所要求的试样状态准备试样。(2)将试样置于压力机承压板中心,调整有球形座的承压板,使试样均匀受力。岩石力学性质实验指导书(3)

5、依每秒0.5~0.8MPa(1.9~3.1KN/s)的加载速度对试样加荷,直到试样破坏为止,记录最大破坏载荷。(4)描述试样破坏形态,并记下有关情况。1.6成果整理和计算按下式计算岩石单轴抗压强度式中:——岩石单轴抗压强度(MPa);——最大破坏载荷(N);——垂直于加载方向的试样横截面积(mm2)。试验结果按表1-1记录。表1-1岩石单轴抗压强度试验记录表工程名称______________试验时间_____年___月___日岩石名称试样编号受力方向含水状态试样尺寸最大破坏载荷(N)单轴抗压强度(MPa)备注直径(mm)高度(

6、mm)横截面积(mm2)试样描述班级组别试验者计算者岩石力学性质实验指导书实验二、岩石压缩变形试验2.1概述岩石变形试验,是在纵向压力作用下测定试样的纵向(轴向)和横向(径向)变形,据此计算岩石的弹性模量和泊松比。弹性模量是纵向单轴应力与纵向应变之比,规程规定用单轴抗压强度的50%作为应力和该应力下的纵向应变值进行计算。根据需要也可以确定任何应力下的弹性模量。泊松比是横向应变与纵向应变之比,规程规定用单轴抗压强度50%时的横向应变值和纵向应变值进行计算。根据需要也可以求任何应力下的泊松比。2.2试样备制试样备制方法和精度要求见1

7、.2。2.3试样描述试样描述见1.3。2.4主要仪器设备(1)制样设备、检查仪器和压力机要求见1.4。(2)电阻应变片、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他仪表。岩石试件轴向应变片横向应变片图1岩石试件贴电阻应变片示意图图2试件连接静态应变仪示意图2.5试验程序(1)选择电阻片,电阻片质量应符合产品要求,电阻丝的长度应大于组成试样的矿物最大粒径或斑晶的10倍以上。同一试样用的工作片和补偿片的电阻值应不超过±0.2欧姆。(

8、2)电阻片应贴在试样高度的中部,每个试样贴纵向(轴向)和圆周向电阻片各2片,沿圆周向对称布置,贴片处应尽量避开显著的裂隙、特大的矿物颗粒或斑晶。试样贴片前用零号砂纸打磨,用丙酮或酒精将贴片处擦洗干净,防止污染(如图1所示)。(3)贴片用的胶,一般情况下可用502

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