岩石力学性质试验指导书

岩体力学试验指导书桂林理工大学建筑检测与测试中心编2010年9月§1 概述岩石试验分室内岩块试验和现场岩体试验，试验的任务是了解岩块和岩体的基本物理力学性质及其破坏机制，研究在建筑物荷载作用下基岩或围岩的工程性状，为工程地质评价和建筑物的设计提供资料。

实验室研究岩石的目的主要在于阐明岩石本身的性质，在工程实践中，用于岩石分级和工程地质评价。

目前列入规程的有9个岩石室内试验项目，结合教学内容，本课程只进行岩石力学性质的试验，它包括岩石的变形性质试验和岩石的强度及特征试验。

实验应注意以下几个方面：1.详读试验指导书，明确各项实验的目的，原理和步骤，各实验小组的成员，应分工明确，操作时互相协调、照应，以便得到较好的实验结果。

2.实验前先检查试验机各部分变化是否正常，变形仪是否安装稳妥试件装置是否正确等，实验时要严格遵守规程进行操作，记录员和操作者均须严肃认真，一丝不苟。

3.实验完毕，要按实验报告书中内容填写，准时完成实验，提交实验报告。

§2 测定岩石的单轴抗压强度一、基本原理岩石单向受压破坏时的最大压应力值称单轴抗压强度，简称抗压强度R ，其大小为：FPR式中：P ——最大破坏荷载（kN ）R ——垂直于加载的试样横截面面积（厘米2） 岩石单轴抗压强度的测定，一般是采用直接压坏标准试样的方法，常与岩石变形试验一起进行。

二、仪器设备1.岩石制样机械;2.游标卡尺；3.烘箱、干燥器；4.水槽、煮沸设备、真空抽气设备；5.压力机：应具足够吨位，能在总吨位的10%~90%之间进行试验，承压板直径不小于试样直径或边长，也不应大于试样直径的两倍，压力机的承压板须具有球形座，板面须平整光滑。

三、操作步骤（一）试样制备1.试样可用钻孔岩心或坑槽中采取的岩块，在取样和试样制备过程中，不允许发生人为裂缝。

2.试样数量按要求的受力状态或含水状态，每种情况各制三个。

3.采用圆柱体为标准试样，直径5厘米，允许变化范围为±0.2厘米，高度为10厘米，允许变化范围为±0.5厘米，若采用非标准试样，要求其高度比值为2：1，当缺乏圆柱体制样设备时，允许采用5×5×10厘米之长方体。

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。

岩石力学实验指导书湖南科技大学能源与安全工程学院目录岩石物理性质试验 (1)一、岩石密度试验 (1)岩石力学性质试验 (5)一、岩石单轴抗压强度试验 (5)二、岩石抗拉强度试验（劈裂法） (8)三、岩石抗剪强度试验(变角剪切) (10)四、岩石力学伺服控制试验 (13)岩石物理性质试验一、岩石密度试验1概述岩石密度，即单位体积的岩石质量，是试样质量与试样体积之比。

根据试样的含水量情况，岩石密度可分为烘干密度、饱和密度和天然密度。

一般未说明含水情况时，即指烘干密度。

根据岩石类型和试样形态，分别采用下述方法测定其密度：（1）凡能制备成规则试样的岩石，宜采用量积法。

（2）除遇水崩解、溶解和干缩湿胀性岩石外，可采用水中称重法。

（3）不能用量积法或水中称重法进行测定的岩石，可采用腊封法。

用水中称重法测定岩石密度时，一般用测定岩石吸水率和饱和吸水率的同一试样同时进行测定。

2试样制备2.1量积法（1）试样的形态，可以用圆柱体、立方体或方柱体，根据密度试验后的其他实验要求选择。

（2）制备的试样，应具有一定的精度，其精度要求应满足其他试验项目的规定。

（3）每组试验须制备3个试样，它们须具有充分的代表性。

2.2腊封法（1）试样取边长为4～6cm的近似立方体的岩块。

（2）如需测定天然密度时，拆除密封后立即称试样重。

（3）每组试验须制备3个试样，它们须具有充分的代表性。

3试样描述（1）岩石名称、颜色、结构、矿物成分、颗粒大小、胶结物质等特征。

（2）节理裂隙的发育程度及其分布。

（3）试样形态及缺角，掉棱角等现象。

4主要仪器设备4.1量积法（1）钻石机、切石机、磨石机或其他制样设备。

（2）烘箱和干燥器。

（3）称量大于500g ，感量为0.01g 的天平。

（4）精度为0.01mm 的测量平台或其他仪表。

4.2腊封法（1）烘箱和干燥器。

（2）石蜡和熔蜡用具。

（3）称量大于500g ，感量为0.01g 的天平。

（4）水中称重装置。

岩体力学实验指导书岩体力学实验指导书前言本书是作为水文地质及工程地质专业《岩体力学》教材的组成部分，共编入岩石物理力学性质实验12个，岩石力学实验教学是《岩体力学》教学的重要环节，通过实验教学使学生在学习岩体力学基本理论的同时，能理论联系实践，培养实际工作能力及严谨的科学态度，进一步巩因课堂教学内容，为此要求学生掌握实验的基本原理与方法，其中包括仪器的装置以及工作原理，为了使学生理解，在本书编写过程中，力求从教学出发，联系生产实际，配合理论课，阐明实验基本原理与实验步骤，并辅以思考题。

本书是在我校《岩体力学实验讲义》油印教材基础上，并参阅了长春地院、水电部及地矿部出版的有关岩石力学实验指导及及规程编写而成的。

根据教育部《关于教材采用国际单位制的通知)，书中一律采用国际单位制单位。

但目前实验仪器尚未改进，为弥补这一缺陷，除书后编入《国际单位制及与工程实用制单位的换算关系)，以备读者查阅外，教师在课堂上应予适当提醒。

限于编者水平，书中难免存在缺点和不当之处，敬请读者指正。

实验1 测定岩石的颗粒密度一、基本原理岩石的颗粒密度是指岩石固体矿物颗粒部分的单位体积内的质量：??msVs岩石的固体部分的质量，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，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、玛瑙研钵和孔径为的筛；2、比重瓶：容积为100ml或50ml；3、分析天平：称量200克，感量克；4、普通天平：称量500克，感量克；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℃；8、其它：烘箱、蒸馏水或中性液体、小漏斗、洗耳球等。