岩石物理力学指标试验指导书及试验报告

岩石力学实验报告岩石力学实验报告引言岩石力学实验是研究岩石的物理力学性质和力学行为的重要手段。

通过实验可以探索岩石的力学特性，为工程建设和地质灾害防治提供依据。

本文将介绍一次岩石力学实验的过程和结果，以及对实验结果的分析和讨论。

实验目的本次实验的目的是研究不同岩石样本在不同加载条件下的力学特性，包括强度、变形和破裂行为。

通过实验结果，可以了解岩石在实际工程中的承载能力和稳定性，为工程设计和施工提供参考。

实验方法1. 样本准备：从现场采集不同类型的岩石样本，经过加工和处理后制备成标准试样，确保试样的尺寸和质量符合实验要求。

2. 强度试验：将试样放置在强度试验机上，施加逐渐增加的加载，记录试样的应力-应变曲线。

通过分析曲线，可以确定试样的弹性模量、屈服强度和抗拉强度等力学参数。

3. 变形试验：在加载过程中，观察试样的变形情况，包括弹性变形和塑性变形。

通过测量试样的应变和变形量，可以计算出试样的变形模量和变形能力等指标。

4. 破裂试验：在试样达到极限承载能力时，观察试样的破裂形态和破裂面的特征。

通过分析破裂面的形貌和结构，可以了解试样的破裂机制和破裂韧性。

实验结果与分析1. 强度试验结果：不同类型的岩石样本在强度试验中表现出不同的力学特性。

例如，花岗岩样本的强度较高，具有较高的抗压和抗拉强度；而砂岩样本的强度较低，容易发生破裂。

通过对不同样本的应力-应变曲线进行比较分析，可以得出不同岩石类型的强度参数，为岩石工程设计提供依据。

2. 变形试验结果：在加载过程中，不同岩石样本表现出不同的变形特性。

弹性模量较高的岩石样本具有较小的弹性变形，而塑性变形较大的岩石样本具有较低的弹性模量。

通过测量试样的应变和变形量，可以计算出岩石的变形模量和变形能力，为岩石的变形预测和变形控制提供参考。

3. 破裂试验结果：不同岩石样本的破裂形态和破裂面特征各异。

有些岩石样本呈现出韧性破裂，破裂面较为平滑；而有些岩石样本呈现出脆性破裂，破裂面较为粗糙。

第1篇一、实验目的本次实验旨在通过岩石力学实验，研究岩石的力学性质，包括抗压强度、抗拉强度、变形性能、水理性质等，为岩土工程设计和施工提供理论依据。

二、实验原理岩石力学实验主要包括以下几种：1. 岩石单轴抗压强度试验：在岩石试件上施加轴向压力，当试件破坏时，记录破坏时的最大轴向压力，以此确定岩石的单轴抗压强度。

2. 岩石抗拉强度试验（劈裂试验）：将岩石试件沿劈裂面进行拉伸，当试件破坏时，记录破坏时的最大拉伸力，以此确定岩石的抗拉强度。

3. 岩石变形试验：通过施加轴向压力，观察岩石的变形情况，分析岩石的变形规律。

4. 岩石水理性质试验：测定岩石的吸水性、软化性、抗冻性和透水性等水理性质。

三、实验仪器与材料1. 实验仪器：岩石力学试验机、万能试验机、岩样制备设备、量筒、天平等。

2. 实验材料：岩石试件、砂、水等。

四、实验步骤1. 岩石单轴抗压强度试验：（1）将岩石试件加工成标准尺寸，并对试件表面进行打磨。

（2）将试件放入岩石力学试验机，调整试验机夹具，使试件轴向压力方向与试件轴线一致。

（3）启动试验机，以一定的加载速度对试件施加轴向压力，当试件破坏时，记录破坏时的最大轴向压力。

2. 岩石抗拉强度试验（劈裂试验）：（1）将岩石试件加工成标准尺寸，并对试件表面进行打磨。

（2）将试件放入万能试验机，调整试验机夹具，使试件劈裂面与试验机轴线一致。

（3）启动试验机，以一定的拉伸速度对试件施加拉伸力，当试件破坏时，记录破坏时的最大拉伸力。

3. 岩石变形试验：（1）将岩石试件加工成标准尺寸，并对试件表面进行打磨。

（2）将试件放入岩石力学试验机，调整试验机夹具，使试件轴向压力方向与试件轴线一致。

（3）启动试验机，以一定的加载速度对试件施加轴向压力，记录试件的变形情况。

4. 岩石水理性质试验：（1）测定岩石的吸水性：将岩石试件放入量筒中，加入一定量的水，记录试件吸水后的质量。

（2）测定岩石的软化性：将岩石试件浸入水中，记录试件饱和后的抗压强度。

岩石力学试验指导书王 生 编 写吉林大学2009 年 5 月 18 日目录前 言…..………………………………………………….1实验一岩石抗压强度实验………………………………….2实验二岩石变形（弹性模量与泊松比）实验.....................6实验三岩石抗拉强度实验………………………………….12实验四岩石抗剪断强度实验……………………………….16实验五岩石三轴剪切强度实验…………………………….21六试验报告的基本要求………………………………..25七问答思考题 ………………………………………..26前言岩体力学是一门基础理论学科，同时也是一门实践性很强的学科。

试验课的内 容也是本学期重要的教学环节之一。

它不仅是消化和巩固课堂讲授内容的有效途 径，也是以后工作中、工程上常遇见的重要指标。

所以，通过室内岩石力学试验，使同学们更好地巩固和深化理解课堂上所学的 专业理论知识，掌握室内试验的基本原理、方法和步骤，培养同学们动手能力，掌 握试验基本功，进行资料整理，分析试验结果的可靠程度，提交试验报告，都具有 重要的实际意义。

目前，随着国民经济的迅猛发展，建筑工程日趋大型化，地基基础埋深不断增 加。

例如，大中型城市高层建筑物、核电站、地铁、公路、铁路线路及隧洞、煤田、 露天开采、石油、冶金、矿山开采、竖井及巷道、筑路、架桥、水利水电、交通运 输、山体边坡、水库坝基、工业与民用建筑和国防建设的需要，对地表及深部的基 岩性质作全面的了解，尤其是近些年建筑石材的开发和利用，都需要有室内试验， 提供试验数据，供设计部门、生产单位合理利用。

目的与意义：岩石力学实验教学是《岩体力学》课程教学计划中实践教学的主 要环节。

岩石力学实验教学的目的在于通过实验教学使学生了解并掌握岩石力学性 质实验的基本方法、操作步骤，了解仪器设备的性能，以及使用中的注意问题。

同 时培养学生实际动手能力和解决实际问题的工作能力，并通过实验进一步加深理解 岩石力学性质的物理本质，以及力学破坏机理，为以后的生产工作，科学研究奠定 实验工作基础， 岩石抗压、抗拉、抗剪断、岩石三轴试验是岩石力学性质的主要组成部分。

岩石物理力学指标及单轴抗压强度试件尺寸效应系数试验指导书及试验报告课程名称：土木工程地质实验课时：4课时班级：组数：学号：姓名：一、基本原理岩石的物理指标与力学指标有着密切的联系，岩石的含水量和密度直接影响其抗压强度。

在荷载作用下岩石发生变形，随着荷载的增加变形加剧，岩石开始局部破坏出现微裂隙，外荷继续增加，达到或超过某一数值时，微裂隙扩展并逐渐互相连接发展成破裂面，于是岩石变形就转化为岩石破坏。

岩石的强度是指岩石抵抗外力破坏的能力。

实验证明，岩石的抗压强度大小与试件的尺寸大小有关，一般来说，试件的尺寸越大，其抗压强度越小。

规范规定，抗压标准试件尺寸为Φ50mm×100mm，而实际工程试验中，因为岩块的厚度过小或结构面的存在，使制得的试件尺寸往往与标准尺寸不同，有时偏小，有时偏大，使测出的强度与标准件强度有差异，这种差异可通过尺寸效应系数修正，本试验将通过不同尺寸的试件强度对比得到此修正系数。

本次试验主要测定岩石的密度、含水率、不同高度柱体试件的抗压强度及尺寸效应修正系数。

二、实验要求1．要求学生了解岩石试样加工制备的全过程，会正确操作使用各种仪器设备。

2．正确计算出岩石的密度、含水量、单轴抗压强度及尺寸效应修正系数，并结合有关规范，对其允许承载力作出评价。

三、仪器设备1．试样加工设备：岩石钻芯机、切割机、磨片机、烘箱、天平、游标卡尺等2．试验设备：压力机等。

四、操作步骤1．按要求加工圆柱试件2个，其中一个尺寸为Φ50mm×100mm，另外一个尺寸为Φ50mm ×50mm，并切平磨光两端，并在试件两端面编号。

2．在加工试件过程中取两块40克以上的岩块(以供测含水率)，分别编号，并用天平称出两岩块的质量，记录在下表中，然后将两岩块置于恒温105~110的烘箱中，8小时后取出称出干岩块的质量，产记录在下表中。

3．将2个试件分别称出质量，记录在相应的表格里；用游标卡尺量出各试件的高和直径，记录在相应的表格里。

岩石力学实验指导书及实验报告班级姓名山东科技大学土建学院实验中心编目录一、岩石比重的测定二、岩石密度的测定三、岩石含水率的测定四、岩石单轴抗压强度的测定五、岩石单轴抗拉强度的测定六、岩石凝聚力及内摩擦角的测定（抗剪强度试验）七、岩石变形参数的测定八、煤的坚固性系数的测定实验一、岩石比重的测定岩石比重是指单位体积的岩石（不包括孔隙）在105～110o C 下烘至恒重的重量与同体积4o C 纯水重量的比值。

一、仪器设备岩石粉碎机、瓷体或玛瑙体、孔径0.2或0.3毫米分样筛、天平（量0.001克）、烘箱、干燥器、沙浴、比重瓶。

二、试验步骤1、岩样制备：取有代表性的岩样300克左右，用机械粉碎，并全部通过孔径0.2（或0.3）毫米分样筛后待用。

2、将蒸馏水煮沸并冷却至室温取瓶颈与瓶塞相符的100毫升比重瓶，用蒸馏水洗净，注入三分之一的蒸馏水，擦干瓶的外表面。

3、取15g 岩样（称准到0.001克）得g 借助漏斗小心倒入盛有三分之一蒸馏水的比重瓶中，注意勿使岩样抛撒或粘在瓶颈上。

4、将盛有蒸馏水和岩样的比重瓶放在沙浴上煮沸后再继续煮1～1.5小时。

5、将煮沸后的比重瓶自然冷却至室温，然后注入蒸馏水，使液面与瓶塞刚好接触，注意不得留有气泡，擦干瓶的外表面，在天平上称重得g 1。

6、将岩样倒出，比重瓶洗净，最后用蒸馏水刷一遍，向比重瓶内注满蒸馏水，同样使液面与瓶塞刚好接触，不得留有气泡，擦干瓶的外表面，在天平上称重得g 2。

三、结果：按下式计算：s d g g g gd 12-+=式中：d ——岩石比重；g ——岩样重、克；g 1——比重瓶、岩样和蒸馏水合重、克； g 2——比重瓶和满瓶蒸馏水合重、克； d s ——室温下蒸馏水的比重、d s ≈1岩石密度是指单位体积岩石的重量。

有两种做法：称重法和蜡封法。

我们采用的是蜡封法。

一、主要仪器设备烘箱、干燥器、熔蜡锅、天平、线、石蜡、水中称量装置。

二、试件制备选取有代表性的边长约40~50mm 近似立方体的岩石、选3块、修平棱角、刷取表面粘着物。

岩石试验检测报告一、引言本报告旨在对所测岩石的物理力学性质进行检测与分析。

为了确保数据的准确性和可靠性，我们进行了相关试验并计算了试验结果。

试验对象为一块来自地下矿区的岩石样本。

本报告将详细介绍试验过程、结果和结论。

二、试验方法1.压缩试验采用标准压缩试验机对岩石样本进行压缩试验。

首先，将岩石样本放置在试验台上，固定好后施加压力。

试验过程中将记录压力与变形的关系，以绘制应力-应变曲线。

2.弯曲试验采用标准弯曲试验机对岩石样本进行弯曲试验。

将岩石样本放置于试验台上，以一定的速度施加弯曲力。

试验过程中将记录应力与变形的关系，以绘制应力-应变曲线。

3.剪切试验采用标准剪切试验机对岩石样本进行剪切试验。

将岩石样本放置于试验台上，施加垂直方向的力，试验过程中将记录应力与变形的关系，以绘制应力-应变曲线。

三、试验结果1.压缩试验结果根据压缩试验结果绘制的应力-应变曲线显示，岩石样本在初期变形阶段应变增加速度较快，之后应变增加速度逐渐减慢，直至达到极限强度。

极限强度为XXXMPa。

此外，岩石样本在达到极限强度后发生破坏。

2.弯曲试验结果根据弯曲试验结果绘制的应力-应变曲线显示，岩石样本在应力较低的情况下出现线性弯曲变形，之后弯曲变形速度逐渐加快。

最大应力为XXXMPa。

当应力超过一定值后，岩石样本出现断裂破坏。

3.剪切试验结果根据剪切试验结果绘制的应力-应变曲线显示，岩石样本在剪切荷载作用下呈现出较明显的塑性变形。

剪切强度为XXXMPa。

剪切试验结束后，岩石样本出现剪切破坏。

四、试验分析与结论通过分析试验结果，我们可以得出以下结论：1.岩石样本的极限强度为XXXMPa，属于XXX等级。

2.岩石样本的最大应力为XXXMPa，属于XXX等级。

3.岩石样本的剪切强度为XXXMPa，属于XXX等级。

综上所述，本次岩石试验结果表明，所测岩石样本在压缩、弯曲和剪切试验中具有较好的强度和稳定性。

此外，这些数据对岩石结构设计和施工具有重要参考价值。

如图 ｌ 所示 ．
Ｐ
２３ 岩 石单轴压 缩及 变形试 验 ．
岩石在单轴压缩载荷作用下达到破坏前所能承 受的最大压应力称为岩石的单轴抗压强度． 试件仅受 到轴 向压力的作用， 侧向没有压力， 的变形没有限 试件 制． 试件在单轴压缩载荷作用下破坏时， 在测件中可产
基金项 目：十一五” “ 国家科技支撵项 目（ ０ Ｂ ｌ ８ ０） ２ ７ Ａ（ Ｂ３国家 自 ０ ２ ； 然科学基金项 目（ ９４ ２１ ５ ７１２ ０
通信作者： 戴华阳（ ６＿男， １ ４） 湖南湘阴人， 博士生导师， ９ ， 教授， 研究方向： 变形监测与沉陷控制研究．— ａ： ｙ ｅｍｂ ｄ ． Ｅ ｍ ｉ ｈ＠ ｕ ｔｅｕ ｎ ｌ ｄ ． ｃ
见表 １ ．
表 １ 王 家岭矿岩石物理力学参数
Ｔａ ． Ｐ ｙｉ ｌ ｍｅｈ ｎｃ ａ ｍｅｅ ｆｏ ｋｉ ａ ｇ ａ ｎ ｎ ｂ１ ｈ ｓ ａ ｃ — ｃ ａｉａｐ ｒ ｔｒｏ ｒ ｃ Ｗ ｎ ｊ ｉ Ｍｉ ｅ ｌ ａ ｓ ｎ ｉ ｇ ｌ
最大剪应力称为岩石 的抗剪切强度． 剪切强度试验分 为非 限制 性剪 切 强度试 验 和 限制性 剪 切 强度 试 验 ． 非 限制性剪切试验在剪切面上只有剪切应力存在， 没有 正应力存在； 限制性剪切试验在剪切面上除了存在剪 应力外， 还存在正应力 ． 角膜压剪试验是一种最简单 的限制性剪切强度 试 验 ． 压力 Ｐ的作用 下， 面上 可分 解 为沿剪 切 面 在 剪切 的剪应力 Ｐｉ ｏ ｓ Ａ和垂直剪切面的正应力 Ｐ ｏ Ａ ｎｄ ｃｓ ， ／
缩 及变形试 验 ． ２１ 岩 石密度 测试 ．
质进行实验室 内研究， 为现场的生产提供参考。 同时为 物理模拟与数值模拟所需的物理与力学参数提供必 要 的依 据．

岩石的物理力学指标（目标：掌握岩石的物理力学指标及其试验方法）密度：单位体积所具有的质量称为密度，公式ρ=m/V(kg/m 3);块体密度(或岩石密度)是指岩石单位体积内的质量，按岩石的含水状态，又有干密度、饱和密度和天然密度之分，在未指明含水状态时一般指岩石的天然密度。

试验方法：岩石颗粒密度是岩石固相物质的质量与体积的比值，采用比重瓶法或水中称量法测定。

比重瓶法测定岩石的颗粒密度，又分为土工试验方法、岩石试验方法和建筑材料试验方法三种。

岩石的块体密度是指单位体积的岩石质量，是岩石试件的质量与其体积之比。

岩石的块体密度试验量积法适用于能制备成规则试件的岩石;水中称量法适用于除遇水不崩解、不溶解和不干缩湿胀的其他各类岩石:密封法适用于不能用量积法或直接在水中称量进行试验的岩石。

岩石的比重：岩石的比重就是绝对干燥时岩石固体部分实体积(即不包含孔隙的体积)的重量与同体积水(4℃)的重量之比。

岩石的容重：单位体积内岩石(包括孔隙体积)的重量称为岩石的容重，单位（N/m ³）。

公式γ=G/V （N/m 3)，容重等于密度和重力加速度的乘积，即γ=ρg ，单位是牛/立方米（N/m ³）。

干容重：就是指不含水分状态下的容重。

一般用于表示土的压实效果，干容重越大表示压实效果越好。

最大干容重：是在实验室中得到的最密实状态下的干容重。

含水率：岩石含水率反映了岩石在天然状态下的实际情况，用烘干前的质量减去烘干后的质量与烘干后的质量之比来表示。

试验方法：烘干法。

％10000⨯-=d d m m m w岩石试件的含水率对测试成果的影响尤为明显，因为具有膨胀特性的岩石，吸水膨胀。

试验前试件的含水率应尽量接近天然含水状态，实行干法加工。

岩石膨胀特性稳定时间:膨胀试验时间一般在48h 以内，膨胀压力试验则往往超过48h 。

水理性质：岩石在水溶液作用下表现出来的性质； 吸水性：岩石在一定的试验条件下吸收水分的能力，称为岩石的吸水性。

3、评价岩石的工程性状，提供评价和设计参数。
3
二、岩石力学试验相关设备 1、岩石力学试样制备设备
岩石钻孔取芯机、岩石切割机、岩石磨平机、 岩石抛光机、岩石预制裂纹切割机等。
钻孔取芯机
4
岩石切割机
精密切割机
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岩石磨平机
6
岩石抛光机
7
岩石预制裂纹切割机
8
2、试验设备 微机伺服电子万能试验机、微机伺服液压试验 机、及其他特殊试验设备（如点荷载仪、霍普金 森杆撞击系统等）。
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实验步骤：
试验前测量：原始尺寸、含水 率、密度、矿物成分、微结构等。



初始条件设定：清零、量程等
试样安装：点击“下降”按钮 移动横梁，调整至合适位置，将 试样放入夹具或粘贴在加载端， 施加几十牛的初始载荷拉紧。 加载试验：设定试验速度（以 ASTM和ISRM标准为主），点击 “上升”按钮开始拉伸试验，试 样断裂后试验机自动停止加载。
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实验结果处理：
Instron 加载平台
Instron 引伸计
Instron 控制系统
Instron 液压动力源
Instron 液压油降温水箱
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MTS-SANS CMT系列微机控制电子万能试验机
最大载荷 100KN ，采用 Powertest 软件控制加载过程和数据采集，可 进行岩石单轴拉伸、单轴压缩与三点弯曲试验。并配备有高低温箱和 WK650 型高精度温控器，温控范围 -70℃—350 ℃，可实现高低温环境下 的拉伸、压缩与弯曲试验。
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热电阻温度传感器
光纤温度传感器
利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变 化的原理进行测温。
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4、其他辅助设备：夹具、应变片、声发射仪等。

岩土的物理力学性质指标
岩土的物理力学性质指标应根据工程地质划分的扇形区及各区的边坡变形破坏特点.选取与之有关的试样进行力学试验.测定岩石及软弱夹层物理力学性质指标。

岩石及软弱夹层的物理性质指标详见表1至表7。

表1 部分岩石的容重
表2 部分岩石的孔隙率与吸水率
表3 不同成因粘土的有关物理力学性质指标（一）
表4 不同成因粘土的有关物理力学性质指标（二）
表5 几种土的渗透系数表
表6 土的平均物理、力学性质指标（一）
表7 土的平均物理、力学性质指标（二）
注：1.平均比重取：砂为2.65；轻亚粘土为2.70；亚粘土为2.71；粘土2.74。

2.粗砂与中砂的Eo值适用于不均系数Cu=3时.当Cu＞5时应按表中所列值减少2/3。

Cu为中间值时. Eo 值按内插法确定。

3.对于地基稳定计算.采用内摩擦角φ的计算值低于标准值2°。

岩石及软弱夹层的力学性质指标见表8至表25。

表8 岩石力学性质指标的经验数据（一）。

岩石物理力学指标及单轴抗压强度试件尺寸效应系数试验指导书及试验报告课程名称：土木工程地质实验课时：4课时班级：组数：学号：姓名：一、基本原理岩石的物理指标与力学指标有着密切的联系，岩石的含水量和密度直接影响其抗压强度。

在荷载作用下岩石发生变形，随着荷载的增加变形加剧，岩石开始局部破坏出现微裂隙，外荷继续增加，达到或超过某一数值时，微裂隙扩展并逐渐互相连接发展成破裂面，于是岩石变形就转化为岩石破坏。

岩石的强度是指岩石抵抗外力破坏的能力。

实验证明，岩石的抗压强度大小与试件的尺寸大小有关，一般来说，试件的尺寸越大，其抗压强度越小。

规范规定，抗压标准试件尺寸为Φ50mm×100mm，而实际工程试验中，因为岩块的厚度过小或结构面的存在，使制得的试件尺寸往往与标准尺寸不同，有时偏小，有时偏大，使测出的强度与标准件强度有差异，这种差异可通过尺寸效应系数修正，本试验将通过不同尺寸的试件强度对比得到此修正系数。

本次试验主要测定岩石的密度、含水率、不同高度柱体试件的抗压强度及尺寸效应修正系数。

二、实验要求1．要求学生了解岩石试样加工制备的全过程，会正确操作使用各种仪器设备。

2．正确计算出岩石的密度、含水量、单轴抗压强度及尺寸效应修正系数，并结合有关规范，对其允许承载力作出评价。

三、仪器设备1．试样加工设备：岩石钻芯机、切割机、磨片机、烘箱、天平、游标卡尺等2．试验设备：压力机等。

四、操作步骤1．按要求加工圆柱试件2个，其中一个尺寸为Φ50mm×100mm，另外一个尺寸为Φ50mm ×50mm，并切平磨光两端，并在试件两端面编号。

2．在加工试件过程中取两块40克以上的岩块(以供测含水率)，分别编号，并用天平称出两岩块的质量，记录在下表中，然后将两岩块置于恒温105~110的烘箱中，8小时后取出称出干岩块的质量，产记录在下表中。

3．将2个试件分别称出质量，记录在相应的表格里；用游标卡尺量出各试件的高和直径，记录在相应的表格里。

岩石力学试验指导书(适用于地质、土木、水工等专业)岩石力学课程组编写华北水利水电学院岩石力学实验室二○○一年九月目录学生试验守则室内岩石试验的任务和工作基本要求试验一岩石单轴抗压试验试验二岩石抗拉强度试验试验三岩石快速直剪试验试验四单轴压缩变形试验说明：本试验指导书主要依据为：(1)中华人民共和国国家标准：《工程岩体试验方法标准》GB/T50226-1999(2)中华人民共和国水利部：《水利水电工程岩石试验规程》学生试验守则一、每次试验前必须做好复习和预习。

复习的内容为教科书上有关本次试验的教学内容；预习内容包括仔细阅读试验指导书和去实验室熟悉有关仪器设备。

二、经过预习应掌握该项试验的意义、目的、操作步骤。

对辅导教师提出的检查性问题，应能回答，否则不得进行试验。

三、试验时态度应严肃认真，严格按辅导教师及试验指导书上所讲的操做步骤进行试验，每台设备的操做应按各设备的操做准则进行，以免损坏设备或造成事故。

非本次试验使用的仪器设备不得乱动。

四、每次试验前由小组长填写仪器设备领用单。

试验完毕后，应将所用仪器设备擦洗干净，放回原处，经小组长检查，辅导教师验收无误后方可离室。

如有损坏，应填写仪器设备损坏报告单，待后处理。

五、试验结束后，应在规定时间内提交试验报告。

试验报告必须独立完成。

书写、计算、制图要求公式、计算过程、单位齐全、清晰整齐。

试验成绩是期终考核成绩的一部分。

六、如试验结果未能达到要求或因故未做试验者，应申请补做试验，实验室同意后，在指定日期内进行补做。

以上守则同学们应自觉遵守。

室内岩石试验的任务和工作基本要求一、室内岩石试验的任务：是了解岩块的基本物理力学性质及其破坏机制；研究在工程建筑物荷载作用下基岩或围岩的工程性状，为工程地质评价和工程建筑物设计提供资料。

二、室内岩石试验工作基本要求：1、为使试验工作符合实际情况，保证成果质量，各工程勘测设计阶段的岩石试验工作，应在详细了解工程地质条件、设计意图、建筑物特点和可能采用的施工方法基础上进行。

岩体力学实验报告、指导书。

实验1 测定岩石的颗粒密度一、基本原理岩石的颗粒密度（ρ）是指岩石固体矿物颗粒部分的单位体积内的质量：ssm V ρ=（克/厘米3） 岩石的固体部分的质量(m s )，采用烘干岩石的粉碎试样，用精密天平测得，相应的固体体积(V s )，一般采用排开与试样同体积之液体的方法测得，通常用比重瓶法测得岩石固体颗料的体积。

在用比重瓶测定岩石固体颗料体积时，必须注意所排开的液体体积确能代表固体颗料的真实体积，试样中含有的气体，实验中必须把它排尽，否则影响测试精度，所用的液体一般为蒸馏水，并用煮沸法或抽气法排除岩石试样中的气体，若岩石中含有大量可溶盐类、有机质、粘粒时，则须用中性液体如煤油、汽油、酒精、甲苯和二甲苯等，此时必须用抽气法排除试样中的气体。

二、仪器设备1、 岩石粉碎设备： 粉碎机、瓷钵、玛瑙研钵和孔径为0.25mm 的筛；2、 比重瓶：容积为100ml 或50ml(图1－1)；3、 分析天平：称量200克，感量0.001克；4、普通天平：称量500克，感量0.1克；5、真空抽气设备和煮沸设备；6、 恒温水槽；7、 温度计，量程0－50℃，精确至0.5℃； 8、 其它：烘箱、蒸馏水或中性液体、小漏斗、洗耳球等。

三、操作步骤1、试样制备取代表性岩样约100g ，粉碎成岩粉并全部通过0.25mm 筛孔。

粉碎时，若岩石不含有磁性矿物，采用高强度耐磨粉碎机，并用磁铁吸去铁屑；若含有磁性矿物，根据岩石的坚硬程度分别采用磁研钵或玛瑙研钵粉碎岩样。

2、烘干试样将制备好的试样与洗净的比重瓶一起置于烘箱中，使之在100~110℃温度下烘至恒重（一般连续烘12小时即可），取出后放于干燥器内冷却至室温备用。

4、称干试样质量（m s）用四分法取两份岩粉，每份岩粉质量约15g，将试样通过漏斗倾入已知质量的烘干的比重瓶内，然后在分析天平上称取比重瓶加试样的质量，减去比重瓶质量即得干试样的质量。

4、注水排气向装有试样的比重瓶内注入蒸馏水（如岩石为易溶盐岩类，需用中性液体），然后用煮沸法或真空抽气法排除气体。

试验一 岩石点荷载强度试验一．试验目的岩体的点荷载试验是将岩石块体置于一对点接触的加荷装置上，岩石破坏主要是呈劈裂破坏的性质，破坏的机理是张破坏。

用来测定岩石的抗拉强度，又根据岩石的抗拉强度与抗压强度之间的内在联系，由点荷载试验结果换算出岩石的抗压强度。

二．试验原理试件在一对点荷载作用下发生破坏iao ，主要是由于加荷轴线上的拉应力引起的，其破坏机制为张破裂。

试验表明，不同形状的试件在点荷载作用下，其加荷轴附近的应力状态基本相同，这为采用不同形状的试件在点荷载作用下，其加荷轴附近的应力状态基本相同，这为采用不同形状及不规则试件进行点荷载试验提供了理论依据。

点荷载试验得出的基本力学指标是点荷载强度指数，其计算公式为：2es D p I = 式中：P ——作用于试件破坏时的荷载值（KN ）；D e ——等效岩芯直径（mm ），对于采取的钻孔岩芯径向试验，D e 2==D 2(D ——岩芯直径)，对于岩芯的轴向试验，方块体以及不规则岩块试验πAD e 42=(A=DW,D——试件上、下两加荷点间距离，W ——试件破裂面垂直于加荷轴的平均宽度)。

试验表明，同一种岩石当试件尺寸不同时，对点荷载强度会产生影响，因此试验方法标准中规定以D=50mm 时的点荷载强度为基准，当D 值不等于500mm 时，需对点荷载强度进行修正，其修正公式为：s s FI I =)50( Me D F ⎪⎭⎫ ⎝⎛=50 式中：F ——尺寸修正系数；M ——修正指数，由同类岩石的经验值确定，1985年国际岩石力学协会（ISRM ）建议m=0.45，近似取m=0.5。

由点载荷强度指数可进一步计算出岩石的单轴抗压强度（c σ）及抗拉强度（t σ）计算公式如下：75.0)50(821.22s c =σ )50(1s t I K =σ三．试验步骤(一)试件制备1.试样应取自于工程岩体，具有代表性。

可利用钻孔岩芯，或在基岩露头、勘探抗槽探硐、巷道中采取岩块。

实验一岩石单轴抗压强度试验1.1概述当无侧限岩石试样在纵向压力作用下出现压缩破坏时，单位面积上所承受的载荷称为岩石的单轴抗压强度，即试样破坏时的最大载荷与垂直于加载方向的截面积之比。

在测定单轴抗压强度的同时，也可同时进行变形试验。

不同含水状态的试样均可按本规定进行测定，试样的含水状态用以下方法处理：（1）烘干状态的试样，在105～1100C下烘24h。

（2）饱和状态的试样，使试样逐步浸水，首先淹没试样高度的1/4，然后每隔2h分别升高水面至试样的1/3和1/2处，6h后全部浸没试样，试样在水下自由吸水48h；采用煮沸法饱和试样时，煮沸箱内水面应经常保持高于试样面，煮沸时间不少于6h。

1.2（1。

（2（30.05mm。

1.3（1（2（31.4（1（2（31.5（1（2）将试样置于压力机承压板中心，调整有球形座的承压板，使试样均匀受力。

（3）依每秒0.5～0.8MPa的加载速度对试样加荷，直到试样破坏为止，记录最大破坏载荷。

（4）描述试样破坏形态，并记下有关情况。

1.6成果整理和计算按下式计算岩石单轴抗压强度——岩石单轴抗压强度（MPa）；式中：cP——最大破坏载荷（N）；A——垂直于加载方向的试样横截面积（mm2）。

试验结果按表1-1记录。

表1-1岩石单轴抗压强度试验记录表工程名称______________试验时间_____年___月___日班级组别实验二、岩石压缩变形试验2.1概述岩石变形试验，是在纵向压力作用下测定试样的纵向（轴向）和横向（径向）变形，据此计算岩石的弹性模量和泊松比。

弹性模量是纵向单轴应力与纵向应变之比，规程规定用单轴抗压强度的50%作为应力和该应力下的纵向应变值进行计算。

根据需要也可以确定任何应力下的弹性模量。

泊松比是横向应变与纵向应变之比，规程规定用单轴抗压强度50%时的横向应变值和纵向应变值进行计算。

根据需要也可以求任何应力下的泊松比。

2.2试样备制试样备制方法和精度要求见1.2。

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第六节 岩石耐崩解性试验
岩石的耐崩解性是指岩石在干湿交替作用下抵抗崩
解的能力，通常以耐崩解性指数 Id 表示，Id 按式（2-
10）计算：
Id

mr md
100%
（2-10）
胶结较好的岩石，往往需要2次以上的循环才能满 足，规定用第二次循环的崩解指数来表示，见表2-23。
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烘干标准有时间控制和称量控制两种，表2-24是由 实测资料用时间控制的例子。
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第七节 岩石抗冻性试验
岩石抗冻性是指岩石抵抗冻融破坏的性能，以冻融
质量损失率 L f 和冻融系数 K f 表示分别按式（2-11）
岩石不同浸水时间吸水率、煮沸时间及抽气时间比 较见表2-6～表2-8。
岩石吸水率与饱和吸水率之间存在着一定差别，其 差值取决于岩性和吸水方式，见表2-10。
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和式（2-12）计算：
Lf

ms mf ms
100%
Kf

Rf Rs
100%
（2-11） （2-12）
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岩石抗冻性试验一般采用直接冻融法，分为慢冻和 快冻两种，规程推荐采用慢速冻融方法。
岩石冻融损失评价包括两个指标： 1、强度损失系数； 2、质量损失系数；

第二讲岩石的基本物理力学性质及其试验方法(之二)一、内容提要：本讲主要讲述岩石的变形特性、强度理论二、重点、难点：岩石的应力-应变曲线分析及岩石的各种强度理论。

三、讲解内容：四、岩石的变形特性与岩石的强度特性一样，岩石的变形特性也是岩石的重要力学特性。

只有对岩石的变形特性的变化规律有了足够的了解，才能应用某些数学表达式描述岩石的变形特性，进而运用这些表达式计算岩石在外荷载作用下所产生的变形特性，并评价其稳定性。

在实际的工程中，经常遇到岩石在单轴和三轴压缩状态下的变形问题。

(一)岩石在单向压缩应力作用下的变形特性1. 岩石在普通试验机中进行单向压缩试验时的变形特性岩石的变形特性通常可从试验时所记录下来的应力-应变曲线中获得。

岩石的应力-应变曲线反映了各种不同应力水平下所对应的应变(变形)规律。

以下先介绍具有代表性的典型的应力-应变曲线。

1)典型的岩石应力-应变曲线分析图15-1-17例示了典型的应力-应变曲线。

根据应力-应变曲线的变化，可将其分成OA，AB，BC三个阶段。

三个阶段各自显示了不同的变形特性。

(1)OA阶段，通常被称为压密阶段。

其特征是应力-应变曲线呈上凹型，即应变随应力的增加而减少。

形成这一特性的主要原因是存在于岩石内的微裂隙在外力作用下发生闭合所致。

(2)AB阶段，也就是弹性阶段。

从图15-1-17可知，这一阶段的应力-应变曲线基本呈直线。

假设在这一阶段卸荷的话，其应变可以恢复，由此可称为弹性阶段。

这一阶段常用两个弹性常数来描述其变形特性。

即弹性模量E和泊松比。

所谓弹性模量，是指应力—应变曲线中呈直线阶段的应力与应变之比值(或者是该曲线在直线段的斜率)被称作平均模量。

就模量的概念而言，岩石的模量还有初始模量、切线模量、割线模量等。

在岩石力学中比较常用的是平均弹性模量E和割线模量E50，E50是指岩石峰值应力一半的应力、应变之比值，其实质代表了岩石的变形模量。

所谓泊松比，是指在弹性阶段中，岩石的横向应变与纵向应变比之值。