巖石力學性質試驗指導手冊

試驗一巖石單軸抗壓強度試驗概述軸抗壓強度，即試樣破壞時的最大載荷與垂直于加載方向的截面積之比。在測定單軸抗壓強度的同時，也可同時進展變形試驗。不同含水狀態(tài)的試樣均可按本規(guī)定進展測定，試樣的含水狀態(tài)用以下方法處理：。1/42h分別上升水1/31/26h。試樣備制試樣可用鉆孔巖芯或坑、槽探中實行的巖塊，試件備制中不允許有人為裂隙消滅。按規(guī)5cm4.8～5.2cm10cm，允許變化范樣，但高徑比必需保持=2:1～2.5:1。試樣數(shù)量，視所要求的受力方向或含水狀態(tài)而定，一般狀況下必需制備3個。0.3mm。兩端面的不平行度最0.05mm0.25度。試樣描述試驗前的描述，應包括如下內(nèi)容：巖石名稱、顏色、構造、礦物成分、顆粒大小，膠結物性質等特征。節(jié)理裂隙的發(fā)育程度及其分布，并記錄受載方向與層理、片理及節(jié)理裂隙之間的關系。測量試樣尺寸，并記錄試樣加工過程中的缺陷。主要儀器設備量測工具與有關檢查儀器：0.01g〕，烘箱和枯燥箱，水槽、煮沸設備。加載設備：壓力試驗機。壓力機應滿足以下要求：10%～90%之間進展試驗，并能連續(xù)加載且無沖擊。承壓板面平坦光滑且有足夠的剛度，其中之一須具有球形座。承壓板直徑不小于試樣直的剛度和平坦光滑度應滿足壓力機承壓板的要求。壓力機的校正與檢驗應符合國家計量標準的規(guī)定。試驗程序依據(jù)所要求的試樣狀態(tài)預備試樣。將試樣置于壓力機承壓板中心，調(diào)整有球形座的承壓板，使試樣均勻受力。依每秒0.5～0.8MPa的加載速度對試樣加荷，直到試樣破壞為止，記錄最大破壞載荷。描述試樣破壞形態(tài)，并登記有關狀況。成果整理和計算按下式計算巖石單軸抗壓強度式中：c——巖石單軸抗壓強度〔MPa〕；P——最大破壞載荷〔N〕；1-1記錄。1-1巖石單軸抗壓強度試驗記錄表工程名稱 試驗時間 年 月 日巖石名稱 試樣編號 受力方向 含水狀態(tài)

試樣尺寸直徑(mm) 高度(mm)

橫截面積(mm2)

最大破壞載荷(N)

單軸抗壓強度 備注(MPa)試樣描述班級組別試驗者計算者概述

試驗二、巖石壓縮變形試驗〔軸向〕和橫向〔徑向〕變形，據(jù)此計算巖石的彈性模量和泊松比。50%作為應力和該應力下的縱向應變值進展計算。依據(jù)需要也可以確定任何應力下的彈性模量。50%時的橫向應變值和縱向應變值進展計算。依據(jù)需要也可以求任何應力下的泊松比。試樣備制試樣備制方法和精度要求見1.2。試樣描述1.3。主要儀器設備制樣設備、檢查儀器和壓力機要求見1.4。電阻應變片、粘結劑、萬用表等。電阻應變儀〔或數(shù)據(jù)采集器〕、壓力傳感器、引伸儀等。0.1%和量程能滿足變形測定需要的其他儀表。巖石試件軸向應變片橫向應變片12試件連接靜態(tài)應變儀示意圖試驗程序10倍以上。同一試樣用的工作片和補償片的電阻值應不超過±0.2歐姆。電阻片應貼在試樣高度的中部，每個試樣貼縱向〔軸向〕2片，沿圓磨，用丙酮或酒精將貼片處擦洗干凈，防止污染〔1所示〕。502快速粘結劑，914粘結劑等脆性膠；飽和試樣還需配置防潮膠液?！不驍?shù)據(jù)采2所示〕，0.5～0.8MPa的加載速度對試樣加載，直至破壞。~10組數(shù)據(jù)。2-1。試驗成果整理和計算計算各級應力下的應變值，〔也可試驗前將二片串聯(lián)，直接測得縱向、橫向應變值〕。用下式計算體積應變值：

——某一應力下的體積應變值；v——某一應力下的縱向應變值；h——某一應力下的橫向應變值。d繪制應力～應變曲線圖，如圖3所示。3巖石壓縮應力應變關系曲線計算彈性模量和泊松比50%抗壓強度處的應變點的連線，其斜率即為所求的彈性模量〔或稱割線模量〕。E50

——彈性模量〔MPa〕； 50%抗壓強度的應力值〔MPa〕；50 50%時的縱向應變值。h50——泊松比； 50%時的橫向應變值；d50 50%時的縱向應變值。h50計算巖石單軸抗壓強度式中：——巖石單軸抗壓強度〔MPa〕；cP——最大破壞載荷〔N〕；計算值取值彈性模量取至百位數(shù)；泊松比取至小數(shù)點以后兩位；單軸抗壓強度取至整數(shù)位。2-1巖石變形試驗記錄表工程名稱試樣直徑〔mm〕E50=〔MPa〕巖石名稱試樣高度〔mm〕=〔N〕應力〔MPa〕縱向應變橫向應變體積應變備注〔N〕應力〔MPa〕縱向應變橫向應變體積應變備注

試驗三、巖石抗拉強度試驗〔巴西法〕劈裂法〕是在圓柱體試樣的直徑方向上，施加相對的線性載荷，使之沿試樣直徑方向破壞的試驗〔4〕。本方法不適用于脆弱巖石。試樣備制隙消滅。0.5～1.0倍。5%。非標準試樣，但高徑比必需滿足標準試樣的要求。3個。0.1mm。兩端不0.25度。試樣描述1.3主要儀器設備試樣加工設備、量測工具與有關儀器詳見1.4。抗壓強度，為了提高試驗精度，所以選擇壓力試驗機的噸位不宜過大。0.08～0.1；《國際巖石力學學會》建議承受壓模，壓模圓弧直1.5倍〔4〕；日本、美國等礦業(yè)規(guī)程建議承受不加墊條，使試樣與承壓板直接接觸。三種方法相比，最終一種比較簡潔所以用的較廣泛。半球座試件下加載鄂4巖石抗拉強度測定示意圖試驗程序依據(jù)所要求的試樣狀態(tài)預備試樣。受載。大破壞載荷。觀看試樣在受載過程中的破壞進展過程，并記錄試樣的破壞形態(tài)。3-1巖石劈裂法試驗記錄表程名稱 試樣尺寸試樣尺寸巖石抗拉破壞最大巖石名稱 試樣編號 受力方向 含水狀態(tài) 平均直徑 平均厚度強度備注〔mm〕(mm)劈裂面積載荷(N)(MPa)試樣描述班級組別日期試驗者計算者4.6成果整理和計算式中：t——巖石的抗拉強度〔MPa〕；〔N〕；D——試樣直徑(mm)；H——試樣厚度(mm)。計算值取至小數(shù)點以后一位。

試驗四、巖石抗剪強度試驗(變角剪切)的剪力與剪斷面積之比，稱為巖石試樣的抗剪強度。應力之間的關系，以確定巖石抗剪強度曲線的一局部。試樣備制0.07mm0.03mm。2～3個，所以6～9個以上。56巖石變角剪加載示意圖試驗設備、用具〔20、30、40三個〕，卡尺及其它關心設備。試驗程序剪切線。用游標卡尺量測試樣的高、寬、長的尺寸，準確到0.05mm，并計算剪切面的面積。放滾軸以消退摩擦力，試樣和抗剪夾具四周放防護罩。4-1。20、30、453件。試驗成果整理和計算力。式中：——抗剪斷面上平均正應力〔Mpa〕；——抗剪斷面上平均剪應力〔MPa〕；——抗剪夾具的角度〔剪力與豎直方向〕〔度〕；〔N〕；A——剪斷面積〔mm2〕。繪