巖石力學(xué)試驗報告

1、巖石力學(xué)試驗報告巖石力學(xué)實驗指導(dǎo)書及實驗報告班級姓名山東科技大學(xué)土建學(xué)院實驗中心編目錄一、巖石比重的測定二、巖石含水率的測定三、巖石單軸抗壓強度的測定四、巖石單軸抗拉強度的測定五、巖石凝聚力及內(nèi)摩擦角的測 定（抗剪強度試驗）六、巖石變形參數(shù)的測定七、煤的堅固性系數(shù)的測定實驗一、巖石比重的測定巖石比重是指單位體積的巖石（不包括 孔隙）在10511&C下烘至恒重的重量與 同體積4oC純水重量的比值。一、儀器設(shè)備巖石粉碎機、瓷體或瑪瑙體、孔徑 0.2 或0.3毫米分樣篩、天平（量0.001克）、烘 箱、干燥器、沙浴、比重瓶。二、試驗步驟1、 巖樣制備：取有代表性的巖樣300 克左右，用機械粉

2、碎，并全部通過孔徑 0.2（或0.3）毫米分樣篩后待用。2、將蒸餾水煮沸并冷卻至室溫取瓶頸 與瓶塞相符的100毫升比重瓶，用蒸餾水洗 凈，注入三分之一的蒸餾水，擦干瓶的外表 面。3、取15g巖樣（稱準(zhǔn)到0.001克）得g 借助漏斗小心倒入盛有三分之一蒸餾水的比重瓶中，注意勿使巖樣拋撒或粘在瓶頸、將盛有蒸餾水和巖樣的比重瓶放在 沙浴上煮沸后再繼續(xù)煮11.5小時。5、將煮沸后的比重瓶自然冷卻至室溫， 然后注入蒸餾水，使液面與瓶塞剛好接觸， 注意不得留有氣泡，擦干瓶的外表面，在天 平上稱重得gi。6、將巖樣倒出，比重瓶洗凈，最后用蒸餾水刷一遍，向比重瓶內(nèi)注滿蒸餾水，同 樣使液面與瓶塞剛好接觸，不得留

3、有氣泡， 擦干瓶的外表面，在天平上稱重得 g2o三、結(jié)果：按下式計算：gigg2式中：d巖石比重;g巖樣重、克；gi 比重瓶、巖樣和蒸餾水合重、克;g2 比重瓶和滿瓶蒸餾水合重、克;ds室溫下蒸餾水的比重、ds 1巖石比重測定記錄表測疋 次 數(shù)試樣 重g（克）牡匕重瓶 豐試樣 蒸餾水 合重g1（克）比重 瓶 滿瓶 蒸餾 水 合重g2（克）試 樣 比 重d巖 石 平 均 比 重d0備 注實驗二、巖石含水率的測定巖石在天然狀態(tài)下所含水分的重量與 巖石烘干后的重量之比為巖石的含水率。一、儀器設(shè)備天平、烘箱、干燥箱。二、試驗步驟1、從巖樣中心取保持天然含水狀態(tài)的邊長約46厘米的立方體試件，即稱重得 g

4、i,在現(xiàn)場采取的巖石，測含水率就要用塑 料袋把欲測巖石密封住，保持水分。2、將試件放在105110oC烘箱中烘 至恒重后取出，放置干燥器中冷卻至室溫， 稱重得g2。三、測定結(jié)果計算：w g2 100%g2式中：w 巖石天然含水率；g1保持天然水分的試件重量，克;g2烘至恒重的試件重量，克。巖石含水率測定記錄表彳試試件天試件烘干試件 含巖石平均備試J 件 編 號然重g1 （克）八八 1 重g 2 （克）口水率w（%）1含水 率 w ( % )注試驗三、巖石單向抗壓強度的測定一、儀器設(shè)備材料試驗機、游標(biāo)卡尺。二、標(biāo)準(zhǔn)試件規(guī)格：采用直接為 50mm的 圓柱體，高徑比為 2 : 1 ;也可采用50 x

5、 50x 100mm的長方體。三、測定步驟：1、測試件尺寸（試件直徑應(yīng)在其高度 中部兩個互相垂直的方向量測，取算術(shù) 平均值）填入記錄表內(nèi)。2、選擇壓力機度盤：一般應(yīng)滿足 0.2PV Pmax V 0.8P式中：Pmax預(yù)計最大破壞載荷，KNP 壓力機度盤最大值，KN3、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，調(diào)整球 形坐，使試件上下受力均勻， 0.51.0MPa的速度加載直至破壞。四、測定結(jié)果的計算： 試件的抗壓強度：式中:R 試件抗壓強度，MPaP試件破壞載荷，NF試件面積，mm2巖石單向抗壓強度測定記錄表格試件 編口號巖 石 名 稱試 件 含 水 狀 態(tài)試件尺寸（mm）

6、試 件 面積F(mm2)破 壞 載 荷PN抗 壓 強 度RMPa平 均 抗 壓 強 度MPa備 注長寬直 徑高試驗四、巖石抗拉強度的測定（劈裂法）一、儀器設(shè)備：材料試驗機、劈裂法實驗夾具、游標(biāo) 卡尺。二、試件規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)試件采用圓盤形，直徑 50mm、 厚25mm ;也可采用50 X 50 x 50mm得方形 試件。三、測定步驟：1、2同抗壓強度相同。3、通過試件直徑的兩端，沿軸線方向畫兩條互相平行的線作為加載基線，把試件 放入夾具內(nèi)，夾具上下刀刃對準(zhǔn)加載基線， 放入試驗機的上下承壓板之間，使試件的中 心線和試驗機的中心線在一條直線上。4、開動試驗機，以每秒 0.030.05MPa 的速度加載直至

7、破壞。四、測定結(jié)果計算：2P3.14DL式中：Rl巖石單向抗拉強度，MPaP 試件破壞載荷，ND 試件直徑，mmL試件厚度，mm抗拉強度測定記錄表試 件 編 號巖 石 名 稱試 件 含 水 狀 態(tài)試件寸(mF尺1m)破 壞 載 何PN抗拉 強度RlMPa平均 抗拉 強度MPa備注直 徑D厚 度L試驗五、巖石的抗剪試驗一、儀器設(shè)備材料試驗機、變角剪切夾具、游標(biāo)卡尺。二、試件規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)試件采用50 X 50 x 50mm。三、試驗步驟：1、實驗機度盤的選擇原則與抗壓強度 測定之盤選擇原則相同。2、測量試件尺寸、選擇剪切角度填入 表內(nèi)。3、把變角剪夾具選好角度，試件放上 后即可以每秒0.5I.OMPa

8、的速度加載 直至破壞。四、測定結(jié)果的計算：單個試件剪切破壞面上的正應(yīng)力、剪應(yīng)力按 下式計算：PcosFP sinF式中：P試件剪斷破壞載荷，NF 剪切面面積，mm2a 試件與水平面夾角。巖石剪切試驗記錄表巖 石 試 件 編口號巖 石 名 稱試 件 含 水 狀 態(tài)試件寸（r）F尺nm、幾剪切面積（mm2）、幾剪 切 角 度（ 度）破壞載 荷（N）正應(yīng)力（MPa）、幾剪應(yīng)力（MPa）備 注長寬五、畫強度曲線、求C、值(T量出：C=試驗六、巖石變形參數(shù)測定一、儀器設(shè)備：電阻應(yīng)變儀、萬用表、試驗機、電阻 應(yīng)變片、膠水等。二、試件與抗壓強度測定試件的要求相同。三、測定步驟：將電阻應(yīng)變儀接上電源，預(yù)熱半小

9、時連 接線路，預(yù)調(diào)平衡，施加初載荷，檢查儀器 工作情況，按每秒0.5I.OMPa的速度逐漸 加載，按估計破壞載荷的十分之一間隔讀一 次讀數(shù)，紀(jì)錄載荷與應(yīng)變值。直至破壞。四、測定結(jié)果的計算與整理：1、應(yīng)力按下式計算：P(T F式中：6應(yīng)力，MPa ;P與應(yīng)變對應(yīng)的載荷，N;F試件初始面積，mm2。2、體積應(yīng)變按下式計算式中：一體積應(yīng)變值;縱向應(yīng)變值;橫向應(yīng)變值3、繪制應(yīng)力一縱向應(yīng)變曲線；應(yīng)力一 橫向應(yīng)變曲線；應(yīng)力一體積應(yīng)變曲線c4、根據(jù)破壞載荷計算單項抗壓強度 式中：P破壞載荷，NF試件初始面積，mm25、在應(yīng)力一縱向應(yīng)變曲線上，原點與50%抗壓強度點連線的斜率即為割線 模量E50。6、在應(yīng)力一

10、縱向應(yīng)變曲線上，直線段 的斜率為切線模量Et （通稱彈性模量）7、根據(jù)應(yīng)力一縱向應(yīng)變和應(yīng)力一橫向 應(yīng)變曲線上對應(yīng)直線段部分縱向和橫 向應(yīng)變的平均值計算泊松比式中：d應(yīng)力一橫向應(yīng)變曲線上對應(yīng) 直線段部分應(yīng)變的平均值。l應(yīng)力一縱向應(yīng)變曲線上對應(yīng)直線段部分應(yīng)變的平均值。變形參數(shù)測定紀(jì)錄表格試件長mm、寬 mm、直徑mm、面積mm2?？v向 荷載PN縱向 應(yīng)力MPa縱向 應(yīng)變l橫向 應(yīng)變d體積應(yīng)變E50=R=Et=試驗八、煤的堅固性系數(shù)的測定一、儀器設(shè)備：搗碎筒、計量筒、分樣 篩（0.5mm）、天平、小錘、漏斗。二、制樣：把煤樣用小錘制成塊度為2030mm小塊。稱50克為一份、每五 份為一組、稱三組。三、測定步驟：將搗碎筒放置在砼或水 泥地板上，放入試件一份，獎2.4kg重 錘提高到600mm高度，使其自由落下 沖擊試樣，每份沖擊三次，把5份搗碎 后的式樣裝在同一容器中。把每組（5份）搗碎后的試樣一起倒 入孔徑0.5mm分樣篩中篩分，端平分樣 篩輕篩，篩動幅度約200mm即可，篩至 不再漏下煤粉為止。把篩下的粉末用漏斗裝入計量筒內(nèi)，輕輕 敲打使之密實，然后輕輕插入具有刻度的 活塞尺與筒內(nèi)粉末面接觸。在計量筒口相 平處讀數(shù)L。當(dāng)L >