點荷載強度試驗(共6頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上試驗二 點荷載強度試驗一、試驗目的點荷載試驗是將巖石試件置于兩個球形園錐狀壓板之間，對試件施加集中荷載，直至破壞，然后根據(jù)破壞荷載求得巖石的點荷載強度。點荷載強度，可作為巖石強度分類及巖體風化分類的指標，也可用于評價巖石強度的各向異性程度，預估與之相關的其它強度如單軸抗壓強度和抗拉強度等指標。點荷載強度試驗適用于各類規(guī)則或不規(guī)則的巖石，既可以是鉆孔巖心，也可以是從巖石露頭、勘探坑槽、平洞、巷道中采取的巖塊。本次試驗分別測定巖石在天然狀態(tài)下的點荷載強度。二、試樣制備1、試件分組：將肉眼可辨的、工程地質(zhì)特征大致相同的巖石試件分為一組，如果巖石是各向異性的（如層理、片理明顯

2、的沉積巖和變質(zhì)巖），還應再分為平行和垂直層理加荷的亞組，每組試件約須15塊。 2、本試驗可用巖芯樣，規(guī)則或不規(guī)則巖塊樣，對不同形狀試件的尺寸要求如下：（）當采用巖心試件作徑向試驗時，試件的長度與直徑之比不應小于；作軸向試驗時，加荷兩點間距與直徑之比宜為0.31.0；（）當采用方塊體或不規(guī)則塊體試件作試驗時，其長（L）、寬（W）、高（h）應盡可能滿足LWh（圖9-3d），試件高度（h）一般控制在0.510cm間，使之能滿足試驗儀器加載系統(tǒng)對試件尺寸的要求，另外，試件加荷點附近的巖面要修平整。3、試件含水狀態(tài)可根據(jù)需要選擇天然含水狀態(tài)、烘干狀態(tài)、飽和狀態(tài)或其它含水狀態(tài)。 4、同一含水狀態(tài)下的巖心試

3、件數(shù)量每組應為5-10個，方塊體或不規(guī)則塊體試件數(shù)量每組應為1520個。三、 試件描述 1、巖石名稱、顏色、礦物成分、結(jié)構(gòu)、風化程序、膠結(jié)物性質(zhì)等。除巖性外，重點應對其結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征（如顆粒粗細，排列以及節(jié)理、層理等發(fā)育特征）及風化程度等進行描述。2、試件形狀及制備方法。 3、加荷方向與層理、節(jié)理、裂隙的關系。 4、含水狀態(tài)及所使用的方法。 四、主要儀器設備1、點荷載試驗儀：如下圖所示，它包括：（1）加載系統(tǒng)，由搖式油泵、承壓框架，球端園錐狀壓板組成。油泵出力一般約為50kN；加載框架應有足夠的剛度，要保證在最大破壞荷載反復作用下不產(chǎn)生永久性扭曲變形；球端園錐狀壓板球面曲率半徑為5mm，圓錐的頂

4、角為60°（見下圖），采用堅硬材料制成。   （2）油壓表：量程約為10MPa，其測量精度應保證達到破壞荷載讀數(shù)（P）的2%，整個荷載測量系統(tǒng)應能抵抗液壓沖擊和振動，不受反復加載的影響。 （3）標距測量部分：采用0.2mm刻度鋼尺或位移傳感器，應保證試件加荷點間的測量精度達±0.2mm。 2、卡尺或鋼卷尺； 3、地質(zhì)錘。五、試驗步驟 1、試件尺寸粗測 對巖芯樣及規(guī)則樣，分別量測各試件的長（L）、寬（W）、高（h）的尺寸；對不規(guī)則巖塊樣，可過試件中心點測量試件的長（L）、寬（W）、高（h）的尺寸。 2、安裝試件 （）徑向試驗時，將巖心試件放入球端圓錐之間，使上下錐端

5、與試件直徑兩端緊密接觸。接觸點距試件自由端的最小距離不應小于加荷兩點間距的0.5。 （）軸向試驗時，將巖心試件放入球端圓錐之間，使上下錐端位于巖心試件的圓心處并與試件緊密接觸。 （）方塊體與不規(guī)則塊體試驗時，選擇試件最小尺寸方向為加荷方向。將試件放入球端圓錐之間，使上下錐端位于試件中心處并與試件緊密接觸。接觸點距試件自由端的距離不應小于加荷點間距的0.5。 3、加荷 試件安裝后，調(diào)整壓力表指針到零點，以在1080秒鐘內(nèi)能使試件破壞（相當于每秒0.05-0.1MPa）的加荷速度勻速加荷，直到試件破壞，記下破壞時的壓力表讀數(shù)（F）。 4、描述試件破壞的特點 正常的試件破壞面應同時通過上、下兩個加荷

6、點，如果破壞面只通過一個加荷點，便產(chǎn)生局部破壞，則該次試驗無效，應舍棄，破壞面的描述還應包括破壞面的平直或彎曲等情況。 5、破壞面尺寸測量 試件破壞后，須對破壞面的尺寸進行測量，測量的尺寸包括上、下兩加荷點間的距離（D）和垂直于加荷點連線的平均寬度（Wf）。六、試驗成果整理1、試驗數(shù)據(jù)記錄表見附錄3。2、計算公式（1）按下式計算試件破壞荷載： 式中：P試件破壞時總荷載（N）； C儀器標定系數(shù)（為千斤頂?shù)幕钊娣e，mm2），一般在各儀器的說明書都有該儀器的標定系數(shù)供參考； F試件破壞時的油壓表讀數(shù)（MPa）。 （2）按下式計算試件的破壞面積和等效園直徑的平方值： 式中：Af試件的破壞面面積（mm

7、2）； D在試件破壞面上測量的兩加荷點之間的距離（mm）； Wf試件破壞面上垂直于加荷點連續(xù)的平均寬度（mm）； De等效園直徑，為面積與破壞面面積相等的圓的直徑（mm）。 （3）按下式計算巖石試件的點荷載強度： 式中：IS試件點荷載強度（MPa），其余符號同前。 （4）求平均值： 當測得的點荷載強度數(shù)據(jù)在每組15個以上時，將最高和最低值各刪去3個，如果測得的數(shù)據(jù)較少時，則僅將最高和最低值刪去，然后再求其算術(shù)平均值，作為該組巖石的點荷載強度。3、計算值精確至0.01。七、注意事項1、由于巖石點荷載強度一般都比較低，因此在試驗中一定要控制好加荷速度，慢慢加壓，使壓力表指針緩慢而均勻地前進。 2、

8、安裝試件時，上、下加荷點應注意對準試件的中心，并使其加荷面垂直于加荷點的連線。 3、在對軟巖進行試驗時，加荷錐頭常有一定的嵌入度，因此，在測量加荷點的距離D時，應將卡尺對準試件破壞上加荷錐留下來的兩個凹痕底進行量測。 專心-專注-專業(yè)附錄2 點荷載試驗記錄表1 試件編組   巖石名稱   儀器編號   儀器系數(shù)C   2 試件編號                    3 試件形狀 4 含水狀態(tài) 5 試件尺寸 長L（mm） 寬W（mm） 高h（mm） 6 加荷方向 7 壓力表讀數(shù)F（MPa） 8 總荷載 （N） 9 加荷點間距離D（mm） 10 破壞面寬度Wf（mm） 11 等效圓直徑平方 12 點荷載強度（MPa） 13 試