点荷载强度试验.

一、实验目的1. 熟悉点载荷试验的原理和操作方法。

2. 测定岩石的点载荷强度指标，为工程设计和施工提供依据。

3. 培养实验操作技能和数据处理能力。

二、实验原理点载荷试验是一种测定岩石强度指标的方法，其基本原理是将岩石试件置于两个球形园锥状压板之间，对试件施加集中荷载，直至破坏。

根据破坏荷载求得岩石的点载荷强度。

点载荷强度可作为岩石抗拉、抗剪和抗压强度的重要参考指标。

三、实验仪器与材料1. 点载荷仪：用于施加集中荷载。

2. 岩石试件：规格为50mm×50mm×50mm的立方体。

3. 扭力传感器：用于测量破坏荷载。

4. 计算机及数据采集系统：用于数据处理和分析。

四、实验步骤1. 将岩石试件清洗干净，去除表面的杂质和风化层。

2. 将试件放入点载荷仪的试验腔内，确保试件中心与加载点对齐。

3. 启动点载荷仪，缓慢施加荷载，直至试件破坏。

4. 记录破坏荷载值，计算点载荷强度。

5. 对多个试件进行重复实验，以减小误差。

五、实验数据试件编号 | 破坏荷载(N) | 点载荷强度(MPa)--------|------------|----------------1 | 98 | 1.962 | 102 | 2.043 | 97 | 1.944 | 100 | 2.005 | 99 | 1.98六、数据处理与分析1. 计算点载荷强度的平均值：$$ \bar{F} = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} F_i $$其中，$ \bar{F} $为点载荷强度的平均值，$ F_i $为第$i$个试件的破坏荷载，$ n $为试件数量。

2. 计算点载荷强度的标准差：$$ S = \sqrt{\frac{1}{n-1} \sum_{i=1}^{n} (F_i - \bar{F})^2} $$其中，$ S $为点载荷强度的标准差。

根据实验数据，计算得到点载荷强度的平均值为2.00MPa，标准差为0.04MPa。

点荷载试验报告公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]点荷载试验试验的目的及意义（1）使学生了解点荷载实验仪器的基本构造、基本性能、工作原理和使用方法；（2）使学生掌握点荷载试验的基本步骤和方法；（3）通过实验求出试样的抗拉强度，据此可经验地计算出试样的抗压强度；（4）培养学生进行结构试验的动手能力和科学研究的分析能力；（5）用点荷载强度为岩石分级及按经验公式计算岩石的抗压强度参数提供依据。

试验的适用范围点荷载试验是一项测定岩石强度的试验，主要用于岩石分类及岩石各向异性的测定，并可计算其单轴抗压强度和抗拉强度。

由于试件可直接选用钻探岩心及不规则的岩块，因此它适用于野外，尤其是对室内试验制样困难的风化岩石，软弱破碎岩石等。

试验的仪器设备点荷载试验仪：如下图所示，它包括：（1）加载系统，由摇式油泵、承压框架，球端园锥状压板组成。

油泵出力一般约为50kN；加载框架应有足够的刚度，要保证在最大破坏荷载反复作用下不产生永久性扭曲变形；球端园锥状压板球面曲率半径为5mm，园锥的顶角为60°，采用坚硬材料制成。

（2）油压表：量程约为10MPa，其测量精度应保证达到破坏荷载读数（P）的2%，整个荷载测量系统应能抵抗液压冲击和振动，不受反复加载的影响。

（3）标距测量部分：采用刻度钢尺或位移传感器，应保证试件加荷点间的测量精度达±。

实验原理点荷载试验是将岩石试件置于两个球形园锥状压板之间，对试件施加集中荷载，直至破坏，然后根据破坏荷载求得岩石的点荷载强度。

点荷载强度，可作为岩石强度分类及岩体风化分类的指标，也可用于评价岩石强度的各向异性程度，预估与之相关的其它强度如单轴抗压强度和抗拉强度等指标。

（1）试件破坏荷载：??F C P ⋅=式中：P ――试件破坏时总荷载（N ）；??C ――仪器标定系数（为千斤顶的活塞面积，mm2），一般在各仪器的说明书都有该仪器的标定系数供参考；??F ――试件破坏时的油压表读数（pa M ）。

点荷载试验报告点荷载试验1.1试验的目的及意义（1）使学生了解点荷载实验仪器的基本构造、基本性能、工作原理和使用方法；（2）使学生掌握点荷载试验的基本步骤和方法；（3）通过实验求出试样的抗拉强度，据此可经验地计算出试样的抗压强度；（4）培养学生进行结构试验的动手能力和科学研究的分析能力；（5）用点荷载强度为岩石分级及按经验公式计算岩石的抗压强度参数提供依据。

1.2试验的适用范围点荷载试验是一项测定岩石强度的试验，主要用于岩石分类及岩石各向异性的测定，并可计算其单轴抗压强度和抗拉强度。

由于试件可直接选用钻探岩心及不规则的岩块，因此它适用于野外，尤其是对室内试验制样困难的风化岩石，软弱破碎岩石等。

1.3试验的仪器设备点荷载试验仪：如下图所示，它包括：（1）加载系统，由摇式油泵、承压框架，球端园锥状压板组成。

油泵出力一般约为50kN；加载框架应有足够的刚度，要保证在最大破坏荷载反复作用下不产生永久性扭曲变形；球端园锥状压板球面曲率半径为5mm，园锥的顶角为60°，采用坚硬材料制成。

（2）油压表：量程约为10MPa，其测量精度应保证达到破坏荷载读数（P）的2%，整个荷载测量系统应能抵抗液压冲击和振动，不受反复加载的影响。

（3）标距测量部分：采用0.2mm刻度钢尺或位移传感器，应保证试件加荷点间的测量精度达±0.2mm。

1.4实验原理点荷载试验是将岩石试件置于两个球形园锥状压板之间，对试件施加集中荷载，直至破坏，然后根据破坏荷载求得岩石的点荷载强度。

点荷载强度，可作为岩石强度分类及岩体风化分类的指标，也可用于评价岩石强度的各向异性程度，预估与之相关的其它强度如单轴抗压强度和抗拉强度等指标。

（1）试件破坏荷载：F C P ⋅=式中：P ――试件破坏时总荷载（N ）；C ――仪器标定系数（为千斤顶的活塞面积，mm2），一般在各仪器的说明书都有该仪器的标定系数供参考； F ――试件破坏时的油压表读数（pa M ）。

岩石点荷载强度与单轴抗压强度的对比试验摘要：点载荷试验是一种使用便携式仪器快速对岩石单轴抗压强度进行确定的试验方法，可以使用现场的不规则试件或岩芯试件进行测试。

岩石点荷载试验不需要对岩样进行加工、设备轻便，可用于室内与现场试验，特别适于破碎、强度低及易风化岩样的现场快速强度试验。

为保证试验数据的可靠性，本文对点荷载试验的试件选择、安装与试验要点进行了总结。

通过实例对点荷载强度与传统标准试样单轴抗压强度的试验结果进行对比，证明其结果的基本一致性，说明其应用于岩石强度的现场快速试验是基本准确和可行的。

关键词：荷载试验；单轴抗压强度；试验要点；强度对比1 引言岩石强度是岩石最基本、最重要的力学指标之一，也是设计地基承载力、进行岩体分类的必要参数。

准确测试岩石强度指标是试验工作者的基本职责。

在日常工作中，岩体不可能都是完整、坚硬、不风化、不崩解的，特别是重庆地区，软岩～较软岩（如低强度砂岩、泥岩）较普遍，钻探勘察过程中，这类岩石极易遇水崩解、遇光风化，要保证原状样品送到实验室并经制样后满足新鲜、不扰动是基本不可能的，部分岩体本身破碎，要取得易于加工成标准尺寸的样品极为困难。

近年来旋挖成孔施工工艺，造成施工阶段不易取得用于室内单轴抗压强度试验的验槽样。

上述多种原因，迫切需要解决易风化、易崩解、易破碎、不规则小块样品的现场快速试验问题。

因此点荷载试验及其准确性是试验、勘测、设计、施工工作者比较关心的的重要问题。

2 试件的选择要点（1）在试样采取时应避免带裂缝且具有一定代表性的岩石。

试件在运输或制备时应避免扰动，以防止碰撞等行为破坏岩石原有的完整性或产生裂缝。

（2）非标准试件的选择和标准试件的制备尺寸及数量应符合规定。

（3）根据试验条件及坏境等的限制，对试件的含水状态可根据需要选择天然、饱和或烘干状态。

同一含水状态和加载方向下应划规为一组进行试验。

（4）试验时应对试件进行描述：包括每组试件采样的地点、岩石名称、颜色、矿物成分及风化程度、试件形状、尺寸及制备方法、层理、裂隙及加载方向的关系以及含水状态等。

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。

实验六、点荷载强度指标的测定一、实验目的点载荷强度是指在点载荷作用下，煤和岩石的强度指标。

通过实验要了解规则试件点载荷强度指数及低强度不规则试件点载荷强度指数测定实验方法及数据计算方法。

二、实验仪器及工具1、岩石试件2、游标卡尺三、实验原理点荷载试验是将岩石试件置于两个球形园锥状压板之间，对试件施加集中荷载，直至破坏，然后根据破坏荷载求得岩石的点荷载强度。

点荷载强度，可作为岩石强度分类及岩体风化分类的指标，也可用于评价岩石强度的各向异性程度，预估与之相关的其它强度如单轴抗压强度和抗拉强度等指标。

四、实验装置点荷载仪五、实验步骤1、测定前应仔细核对岩石名称和试件编号，对试件颜色、颗粒、层理、节理、裂隙、风化程度、含水状态及加工过程中出现的问题等应进行描述。

并填入记录表内。

2、用卡尺测量试件尺寸并填入记录表内。

3、径向试验时，将岩心试件放入点载荷仪的加载锥，使上下锥端与试件直径两端紧密接触，接触点与试件两端头的距离大致相等，量测加载点距离。

4、轴向试验时，将岩心试件放入两加载锥之间，使上下锥端位于岩心试件的圆心处并与试件紧密接触。

量测加载点间距及垂直于加载方向的试件宽度。

5、均匀地施加载荷，使试件在10s~60s内破坏，记录破坏荷载，并对加载过程中出现的现象和破坏后的试件进行描述。

6、破坏面贯穿整个试件并通过两加载点为有效试验。

六、实验现象及数据记录该实验所获数据如下：试件破坏时的点载荷（KN ）7.43试件尺寸（mm ）72.49 72.58 72.58七、实验结果及数据分析由点载荷强度指数计算方法知若要求点载荷强度指数，则需先求得试件的等价岩心直径D e ，又等价岩心直径D e 2=DD ，（D 为加载点间距;D ，为上下锥端发生贯穿后，试件破坏瞬间的加载点间距），而D 又近似等于D ，，因此D e 2=D 2=（72.55mm ）2=5263.5mm 2根据点载荷强度指数计算公式I S =P D e2 得I S =1.412MPa八、心得体会通过此次实验，让我加深了对煤岩点载荷试验的认识，学会了怎样测定煤岩块体的点载荷。

点荷载强度试验1.点荷载强度试验适用于各类岩石。

2.试件可用钻孔岩心，或从岩石露头、勘探坑槽、平洞、巷道中采取的岩块。

试件在采取和制备过程中，应避免产生裂缝。

试件尺寸应符合下列规定：（1）当采用岩心试件作径向试验时，试件的长度与直径之比不应小于１；作轴向试验时，加荷两点间距与直径之比宜为0.3～1.0。

（2）当采用方块体或不规则块体试件做试验时，加荷两点间距宜为30～50mm；加荷两点间距与加荷处平均宽度之比宜为0.3～1.0；试件长度不应小于加荷两点间距。

3.试件含水状态可根据需要选择天然含水状态、烘干状态、饱和状态或其它含水状态。

试件烘干和饱和方法应符合本标准第2.4.5条的规定。

4.同一含水状态下的岩心试件数量每组应为5～10个，方块体或不规则块体试件数量每组应为15～20个。

试件描述应包括下列内容：（1）岩石名称、颜色、矿物成分、结构、风化程序、胶结物性质等。

（2）试件形状及制备方法。

（3）加荷方向与层理、节理、裂隙的关系。

（4）含水状态及所使用的方法。

5.本试验应采用点荷载试验仪。

试验应按下列步骤进行：（1）径向试验时，将岩心试件放入球端圆锥之间，使上下锥端与试件直径两端紧密接触，量测加荷点间距。

接触点距试件自由端的最小距离不应小于加荷两点间距的0.5倍。

（2）轴向试验时，将岩心试件放入球端圆锥之间，使上下锥端位于岩心试件的圆心处并与试件紧密接触。

量测加荷点间距及垂直于加荷方向的试件宽度。

（3）方块体与不规则块体试验时，选择试件最小尺寸方向为加荷方向。

将试件放入球端圆锥之间，使上下锥端位于试件中心处并与试件紧密接触。

量测加荷点间距及通过两加荷点最小截面的宽度（或平均宽度）。

接触点距试件自由端的距离不应小于加荷点间距的0.5倍。

（4）稳定地施加荷载，使试件在10～80ｓ内破坏，记录破坏荷载。

（5）试验结束后，应描述试件的破坏形态。

破坏面贯穿整个试件并通过两加荷点为有效试验。

试验成果整理应符合下列要求：（1）岩石点荷载强度I S=P/D e2式中：IS—未经修正的岩石点荷载强度（MPa）P —破坏荷载（N）De—等价岩芯直径（mm）（2）径向直径时，应按下列公式计算等价岩芯直径De：D e2= D2 D e2=DD′式中：D —加载点间距（mm）D′—上下锥端发生贯入后，试件破坏瞬间的加载点间距（mm）（3）轴向、方块体或不规则块体试验时应按下列计算公式计算等价岩芯直径De：D e2=4WD/π D e2=4WD′/π式中：W—通过两加荷点最小截面的宽度（或平均宽度）（mm）（4）当加荷两点间距不等于50mm时，应对计算值进行修正。

绢云母片岩的点荷载试验点荷载试验（ PointLoadingTest）是一种在点荷载下测试岩石、混凝土或其他天然建筑材料的抗拉强度的简便方法。

试验时将试样夹在两个球状加荷锥头之间,施以荷载直至压试样压裂、断开。

根据达到破坏时的最大荷载和两锥头端点间距,即可求出试样的抗拉强度,据此可计算出试样的抗压强度。

这一方法的优点是仪器设备轻便,可携带至现场进行试验,试样无需加工 ,可及时获得试验数据。

通过点荷载试验分别对处于风干状态和浸水24 小时后的绢云母片岩进行抗压强度的测定。

试验仪器（ a）点荷载试验仪照片（b）点荷载试验仪剖面图图 1 点荷载试验仪试样制备风干状态与浸水状态所用岩块均采自同一料堆，大小、厚度尽量保持一致， 利于对比。

采样和制备过程中，尽量避免人为裂缝、风干状态岩块浸水饱和岩块点荷载试验计算过程对点荷载试验结果整理及分析如下：（1）岩石点荷载强度指数的计算如下：??=??2??????式中： ??———未经修正的岩石点荷载强度（ MPa ）????———破坏荷载（ N ）??——— 等效岩芯直径（ mm ）??(2) 径向试验时 ,应按下列公式计算等效岩芯直径 ：????????2 = ??2、??2 = ??????式中： ??——— 加荷点间距（ mm ）、mm ）。

?? ——— 上下锥端发生贯入后 ,试件破坏瞬间的加荷点间距（（3）轴向、方块体或不规则块体试验时，等价岩芯直径?? 应按下式计算：????2 =4??????π或、4??????2 =??π式中： b ——— 通过两加荷点最小截面的宽度（或平均宽度）（4）当加荷两点间距 D 不等于 50mm 时 , 应对计算值进行修正（mm ）。

, 以求得岩石点荷载强度指数。

当其试验数据较多 , 且同一组试样中的??具有多种尺寸 , 而加荷两点间距不等于 50mm????(50) ??时，应根据试验结果绘制 ??2 与破坏荷载 ??的关系曲线，并在曲线上找出 ??22对应????= 2500????的?? 值，按下式计算岩石点荷载强度指数：50????(50)??50=2500式中： ?? ——— 经尺寸修正后的岩石点荷载强度指数（MPa ）??(50)222为 2500???? 时 ??的值（ MPa ）??50 ——— ????~ ??关系曲线上 ????另外，当加荷两点间距不等于 50mm, 且其试验数据较少 ,不宜采用上述方法修正时 ,应按下列公式计算岩石点荷载强度指数:?? = ??????(50)?????? ????=()50式中： ??———尺寸 修正系数；m——— 修正系数，由同类岩石的经验值确定，规范规定一般 m 可取 0.45。

点荷载试验在岩基强度和承载力评价中的应用点荷载试验在岩基强度和承载力评价中的应用近年来，随着基础工程的不断发展，岩基强度和承载力评价越来越受到重视。

而点荷载试验是一种有效的评价岩基强度和承载力的方法，本文将对其应用进行探讨。

一、点荷载试验的基本原理点荷载试验是一种直接测量岩石单轴抗压强度和岩石承载力的方法。

该方法主要基于以下原理：在岩石中施加局部荷载时，岩石内部会形成层状裂隙，这些裂隙会扩展并逐渐连接，直到形成全断裂，从而导致裂隙周围的岩石发生变形。

通过观察岩石毁损的过程，可以推断出岩石的强度和承载力。

二、点荷载试验的应用1.评估岩石单轴抗压强度通过点荷载试验可以得出岩石单轴抗压强度的值，从而判断岩石的抗压能力。

这对于评估弹性模量、剪切模数、泊松比等参数具有重要意义，对于基础工程的设计也有一定的指导意义。

2.分析岩石承载力点荷载试验可以模拟实际工程中所受的压力和荷载，可以直接衡量岩石的承载力。

在工程设计中，准确地评估岩石承载力可以帮助我们选择合适的基础形式，避免工程事故的发生。

3.划分岩石工程质量通过点荷载试验可以分析出岩石的力学性质，进而评估岩石的整体工程质量。

这对于岩石稳定性评价、基础工程变形等问题的解决具有极大的帮助。

4.指导施工工艺点荷载试验不仅可以评估岩石强度和承载力，还可以指导施工人员两个方面的问题：一是选择合适的基础形式；二是根据岩石的力学性质，制定合适的施工方案，从而保障建筑物的持久稳定。

总之，点荷载试验是一种有效地评价岩基强度和承载力的方法。

通过该方法，我们可以判断岩石的承载力、力学性质等参数，以此来指导建筑工程的设计和施工。

试验二点荷载强度试验一、试验目的点荷载试验是将岩石试件置于两个球形园锥状压板之间，对试件施加集中荷载，直至破坏，然后根据破坏荷载求得岩石的点荷载强度。

点荷载强度，可作为岩石强度分类及岩体风化分类的指标，也可用于评价岩石强度的各向异性程度，预估与之相关的其它强度如单轴抗压强度和抗拉强度等指标。

点荷载强度试验适用于各类规则或不规则的岩石，既可以是钻孔岩心，也可以是从岩石露头、勘探坑槽、平洞、巷道中采取的岩块。

本次试验分别测定岩石在天然状态下的点荷载强度。

二、试样制备1、试件分组：将肉眼可辨的、工程地质特征大致相同的岩石试件分为一组，如果岩石是各向异性的（如层理、片理明显的沉积岩和变质岩），还应再分为平行和垂直层理加荷的亚组，每组试件约须15块。

2、本试验可用岩芯样，规则或不规则岩块样，对不同形状试件的尺寸要求如下：（１）当采用岩心试件作径向试验时，试件的长度与直径之比不应小于１；作轴向试验时，加荷两点间距与直径之比宜为0.3～1.0；（２）当采用方块体或不规则块体试件作试验时，其长（L）、宽（W）、高（h）应尽可能满足L≥W≥h（图9-3d），试件高度（h）一般控制在0.5~10cm 间，使之能满足试验仪器加载系统对试件尺寸的要求，另外，试件加荷点附近的岩面要修平整。

3、试件含水状态可根据需要选择天然含水状态、烘干状态、饱和状态或其它含水状态。

4、同一含水状态下的岩心试件数量每组应为5-10个，方块体或不规则块体试件数量每组应为15～20个。

三、试件描述1、岩石名称、颜色、矿物成分、结构、风化程序、胶结物性质等。

除岩性外，重点应对其结构构造特征（如颗粒粗细，排列以及节理、层理等发育特征）及风化程度等进行描述。

2、试件形状及制备方法。

3、加荷方向与层理、节理、裂隙的关系。

4、含水状态及所使用的方法。

四、主要仪器设备1、点荷载试验仪：如下图所示，它包括：（1）加载系统，由摇式油泵、承压框架，球端园锥状压板组成。