巖石物理力學(xué)指標(biāo)試驗(yàn)指導(dǎo)書及試驗(yàn)報(bào)告

1、 巖石物理力學(xué)指標(biāo)及抗壓試件 尺寸效應(yīng)系數(shù)試驗(yàn)一、基本原理巖石的物理指標(biāo)與力學(xué)指標(biāo)有著密切的聯(lián)系，巖石的含水量和密度直接影響其抗壓強(qiáng)度。在荷載作用下巖石發(fā)生變形，隨著荷載的增加變形加劇，巖石開始局部破壞出現(xiàn)微裂隙，外荷繼續(xù)增加，達(dá)到或超過(guò)某一數(shù)值時(shí)，微裂隙擴(kuò)展并逐漸互相連接發(fā)展成破裂面，于是巖石變形就轉(zhuǎn)化為巖石破壞。巖石的強(qiáng)度是指巖石抵抗外力破壞的能力。實(shí)驗(yàn)證明，巖石的抗壓強(qiáng)度大小與試件的尺寸大小有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，試件的尺寸越大，其抗壓強(qiáng)度越小。規(guī)范規(guī)定，抗壓標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸為50mm×100mm，而實(shí)際工程試驗(yàn)中，因?yàn)閹r塊的厚度過(guò)小或結(jié)構(gòu)面的存在，使制得的試件尺寸往往與標(biāo)準(zhǔn)尺寸不同，有時(shí)

2、偏小，有時(shí)偏大，使測(cè)出的強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)件強(qiáng)度有差異，這種差異可通過(guò)尺寸效應(yīng)系數(shù)修正，本試驗(yàn)將通過(guò)不同尺寸的試件強(qiáng)度對(duì)比得到此修正系數(shù)。本次試驗(yàn)主要測(cè)定巖石的密度、含水率、不同高度柱體試件的抗壓強(qiáng)度及尺寸效應(yīng)修正系數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)要求1 要求學(xué)生了解巖石試樣加工制備的全過(guò)程，會(huì)正確操作使用各種儀器設(shè)備。2 正確計(jì)算出巖石的密度、含水量、單軸抗壓強(qiáng)度及尺寸效應(yīng)修正系數(shù)，并結(jié)合有關(guān)規(guī)范，對(duì)其允許承載力作出評(píng)價(jià)。三、儀器設(shè)備1 試樣加工設(shè)備：巖石鉆芯機(jī)、切割機(jī)、磨片機(jī)、烘箱、天平、游標(biāo)卡尺等2 試驗(yàn)設(shè)備：壓力機(jī)等。四、操作步驟1 按要求加工4件圓柱，其中2件尺寸為50mm×100mm，另外2件尺寸為

3、50mm×500mm，并切平磨光兩端，并在試件兩端面編號(hào)。2 在加工試件過(guò)程中取兩塊40克以上的巖塊(以供測(cè)含水率)，分別編號(hào)，并用天平稱出兩巖塊的質(zhì)量，記錄在下表中，然后將兩巖塊置于恒溫105110的烘箱中，8小時(shí)后取出稱出干巖塊的質(zhì)量，產(chǎn)記錄在下表中。3 將4個(gè)試件分別稱出質(zhì)量，記錄在相應(yīng)的表格里；用游標(biāo)卡尺量出各試件的高和直徑，記錄在相應(yīng)的表格里。4 將試樣置于壓力機(jī)下承壓板正中央，將上下承壓板對(duì)正，不能偏心，并注意觀察試樣是否與上承壓板均勻接觸，如不密合，應(yīng)予以糾正。5 將壓力表調(diào)至零點(diǎn)，并以每秒0.51.0Mpa的加荷速度加壓，加壓過(guò)程中應(yīng)仔細(xì)觀察試樣變化情況，直至試樣完全

4、破壞為止，并記下破壞時(shí)的壓力表讀數(shù)P(kN)。五、計(jì)算整理1 巖石密度的計(jì)算： =m/V2 巖石天然含水率的計(jì)算： w=mw/md×100%3 巖石的單軸抗壓強(qiáng)度的計(jì)算： R=P/A4 抗壓強(qiáng)度尺寸效應(yīng)系數(shù)的計(jì)算： Ks=Rs/Rn試中：為試件密度；m為試件質(zhì)量；V試件體積；w為天然含水量；mw為試樣中水的質(zhì)量；md為試樣烘干后的質(zhì)量；R為巖石極度限抗壓強(qiáng)度（MPa）；P為試樣破壞時(shí)的荷重（kN）； A為試樣承壓面積（mm2）。六、注意事項(xiàng)1 本試驗(yàn)所涉及到的設(shè)備都是高壓、快速的設(shè)備，操作時(shí)要注意人身安全，要聽從老師的指揮，不能亂摸亂動(dòng)設(shè)備。2 為防止試樣壓碎時(shí)石碴飛濺，應(yīng)戴好安全護(hù)罩或站到安全的地方。七、思考題1.巖石成分、節(jié)理裂隙及層理對(duì)巖石強(qiáng)度有何影響？2.巖石與巖體的區(qū)別有哪些？為什么巖體的強(qiáng)度比巖石的強(qiáng)度要低？巖石物理力學(xué)指標(biāo)試驗(yàn)計(jì)算報(bào)告表試驗(yàn)日期：本組人員：試驗(yàn)項(xiàng)目試件編號(hào)試件質(zhì)量(g)試件尺寸(mm)密度(g/cm3)平均密度(g/cm3)極限荷載(kN)抗壓強(qiáng)度(MPa)平均抗