2014-1巖石單軸抗壓強度實驗

1、巖石單軸抗壓強度實驗指導(dǎo)書黃冬梅適用專業(yè)：采礦工程、安全工程等山東科技大學(xué)資礦業(yè)與安全工程學(xué)院2014年11月巖石在狹義上說來包括巖塊和巖體，巖塊一般是指從巖體中取出的、尺寸不大的巖石。 它由一種（如石英巖、大理巖等）或幾種（如花崗巖、玄武巖等）礦物組成，具有相對的均 勻性。由于尺寸較小而在其中不可能有大的地質(zhì)構(gòu)造的影響。實驗室試驗的試件是巖塊的一 種。巖體是指工程實際中較大范圍的巖石。它可由一種或幾種巖石組成，并可能為巖脈或裂 隙充填物所侵入， 包括地質(zhì)構(gòu)造作用的明顯影響， 并為結(jié)構(gòu)面 （層面、節(jié)理、裂隙等 ）所切割。 實驗室內(nèi)巖塊和工程現(xiàn)場巖體均屬于巖石，它們是兩個既有相互聯(lián)系又有不同的概

2、念，二者 的力學(xué)性質(zhì)有相互關(guān)系但不能直接代用。室內(nèi)煤巖力學(xué)試驗采用的是尺寸很小的巖塊，采礦工程實際中考慮的對象是煤巖體。一 般的，由于現(xiàn)場巖體試驗復(fù)雜、費用高，人們很少進行，只是在室內(nèi)進行小塊的煤巖進行力 學(xué)參數(shù)測試，將其結(jié)果運用到工程中去。因而對煤巖試塊和現(xiàn)場煤巖體的力學(xué)性質(zhì)（主要是 強度）間關(guān)系的研究很有實際意義。單軸抗壓強度實驗是采礦相關(guān)專業(yè)巖石力學(xué)實驗課程中必不可少的組成部分，學(xué)生通過 實驗驗證和推導(dǎo)理論知識，又用理論知識解釋和分析實驗結(jié)果，以達到鞏固理論知識和掌握 實驗方法的目的。指導(dǎo)書從實驗?zāi)康摹⒃?、儀器設(shè)備、方法步驟、注意事項、結(jié)果整理等 方面對實驗進行了介紹，并提出了要求，旨

3、在讓學(xué)生掌握力學(xué)實驗的基本知識、技能和方法， 培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和分析、解決問題的能力，增強學(xué)生開拓創(chuàng)新的意識巖石單軸抗壓強度試驗一、實驗?zāi)康?熟悉與掌握測定巖石單軸抗壓強度的實驗設(shè)備、儀器、實驗方法與計算方法。二、實驗內(nèi)容測定規(guī)則形狀巖石試件的單軸壓強度。三、實驗條件(1)實驗地點與場地：MTS巖石伺服實驗室(資源與環(huán)境工程學(xué)院121)。( 2)實驗設(shè)備與耗材：實驗加工機械(鉆石機或車床、鋸石機、磨石機或磨床)；檢驗工具(游標(biāo)卡尺、直角尺、水平檢測臺、千分表架及千分表) ；加載設(shè)備(普通材料試驗機) 。( 3)專用計算機軟件：數(shù)據(jù)采集與處理軟件。(4)實驗耗材：標(biāo)準(zhǔn)巖石試件、膠帶。四、實驗原

4、理與實驗方法( 1 )試樣制備1) 試件規(guī)格：試件應(yīng)是整齊的園柱體，直徑約為50mm,高徑比為2.03.0;2) 試件數(shù)量：每組試件應(yīng)不少于 3 塊，取其平均值作為單軸抗壓強度；3) 試件加工精度：試件端面磨平度小于 0.02mm軸線垂度不超過0.001弧度；側(cè)面不 平度小于 0.3mm；4) 試件含水狀態(tài)：試件保存期不超過 30 天，應(yīng)盡可能保持天然含水量。( 2)試樣描述 測定前核對巖石名稱及其編號。對試件顏色、顆粒、層理、節(jié)理、裂隙、風(fēng)化程度、含 水狀態(tài)等進行描述并填入記錄表內(nèi)。( 3)檢查試件加工精度，量測試件尺寸 試件加工精度用專門的水平檢測臺檢查。試件直徑應(yīng)在其高度的中部兩個互相垂

5、直的方 向分別測量，取其平均值，填入記錄表內(nèi)。( 4)試驗儀器采用美國 MTS 公司生產(chǎn)的 815.03型號的電液伺服巖石力學(xué)試驗系統(tǒng)( Electro- Hydraulic Servoco ntrolled Rock Mecha ni cs Testi ng System)。該試驗系統(tǒng)配備有軸壓、圍壓和孔隙水壓 等三種獨立的閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)，具有單軸(壓縮)試驗、假三軸(壓縮)試驗、真三軸試 驗等基本試驗功能。單軸壓縮試驗采用位移控制加載。( 5)試件加載 開動壓力機，使其處于可用狀態(tài)。將試件置于壓力機承壓板中心，使試件上下面受力均 勻，以每秒0.51MPa的速度加載直至破壞。記錄破壞荷載，

6、并對破壞后的試件進行描述。五、實驗要求與實驗結(jié)果1實驗要求(1)實驗預(yù)習(xí)在實驗前每位同學(xué)都需要充分預(yù)習(xí)相關(guān)知識和實驗指導(dǎo)書的內(nèi)容，并寫好預(yù)習(xí)報告，在 預(yù)習(xí)報告中要寫出實驗?zāi)康?、要求，需要用到的儀器設(shè)備、物品資料以及簡要的實驗步驟， 形成一個操作提綱。對實驗中的安全注意事項及可能出現(xiàn)的現(xiàn)象等做到心中有數(shù)，但這些不 要求寫在預(yù)習(xí)報告中。(2)實驗記錄實驗過程中積極動手、認(rèn)真按照實驗指導(dǎo)步驟進行操作并對實驗因素和結(jié)果進行詳細(xì)記 錄。學(xué)生開始實驗時，應(yīng)該將記錄本放在近旁，將實驗中所做的每一步操作、觀察到的現(xiàn)象 和所測得的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件如實地記錄下來，為實驗報告編寫提供詳實依據(jù)。實驗記錄中應(yīng)有指導(dǎo)教師的簽名2、實驗結(jié)果(1)計算單個試件的單軸抗壓強度ci式中：ci 試件單軸抗壓強度，MPa；P 試件破壞載荷，kN ；A 試件橫截面積，mm2(2)求每組試件單軸抗壓強度的算術(shù)平均值(取二位小數(shù))cin i i式中：-試件平均單軸抗壓強度,MPa；二i 第i個試件的單軸抗壓強度,MPa； n每組試件個數(shù)。將實驗數(shù)據(jù)進行匯總整理填入表 1。表1巖石單軸抗壓強度測定報告表