岩石单轴压缩强度

浅谈岩石单轴抗压强度的影响因素作者：肖芳秋来源：《城市建设理论研究》2013年第18期摘要:岩石单轴抗压强度值是工程规划设计中必不可少的资料之一，做好岩石单轴抗压强度值试验，确保其准确性、真实性，是保证工程施工的一个先决条件。

但是因为岩石单轴抗压强度的影响因素很多，因此在进行实验时，需要对这些影响因素进行分析，从而在实验中得出准确的实验结果。

关键词:岩石；单轴抗压强度；影响因素；现实意义中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1、岩石单轴抗压强度的影响因素1.1 岩石本身性质方面的因素(1)岩石的结构构造岩石结构的影响，表现在颗粒大小、空隙率与空隙分布特点等方面。

岩石的结构特征尤其是矿物颗粒间连结及微结构面的发育特征对岩石的力学性质影响很大。

一般来说，等粒结构的岩石抗压强度比非等粒结构的高。

在等粒结构中，细粒结构岩石抗压强度比粗粒结构的高，这是因为细晶颗粒间接接触面积大，连结力增强。

在斑状结构中，具细粒基质的岩石抗压强度比玻璃质基质的高，总之，结晶愈细愈均匀，非晶质成分愈少，岩石抗压强度愈高。

岩石空隙率的大小，反映岩石的密实程度，一般空隙率愈大的岩石，抗压强度愈低。

通常存在岩石抗压强度随着密度减小而降低的规律，就是空隙率增大对抗压强度影响的具体表现，如果空隙(主要是各种微结构面)具有定向分布的特性时，必将导致岩石抗压强度呈现各向异性。

通常，受压方向平行微结构面方向的抗压强度低于垂直微结构面方向的，抗压强度因为微结构面连结差，平行施加压力时容易沿微结构面裂开。

岩石的构造是指矿物集合体之间及其与其它组分之间的排列组合方式，如岩浆岩中的流线、流面结构，沉积岩中的微层状构造，变质岩中的片状构造及其定向构造等，这些都会影响岩石的抗压强度。

(2)岩石矿物组成一般而言，岩石的矿物成分及其相对含量对岩石的抗压强度有很大的影响。

含硬度大的粒柱状矿物(如石英、长石、角闪石、辉石等)愈多时，岩块抗压强度愈高；含硬度小的片状矿物(如云母、绿泥石、蒙脱石和高岭石等)愈多时，则岩块抗压强度愈低。

实验五岩石单轴压缩实验一.实验目的岩石单轴压缩是指岩石在单轴压缩条件下的强度、变形和破坏特征。

通过该实验掌握岩石单轴压缩实验方法，学会岩石单轴抗压强度、弹性模量、泊松比的计算方法；了解岩石单轴压缩过程的变形特征和破坏类型。

二.实验设备、仪器和材料1.钻石机、锯石机、磨石机；2.游标卡尺，精度0.02mm；3.直角尺、水平检测台、百分表及百分表架；4.YE-600型液压材料试验机；5.JN-16型静态电阻应变仪；6.电阻应变片（BX-120型）；7.胶结剂，清洁剂，脱脂棉，测试导线等。

三.试样的规格、加工精度、数量及含水状态1. 试样规格：采用直径为50 mm，高为100 mm的标准圆柱体，对于一些裂隙比较发育的试样，可采用50 mm×50 mm×100 mm的立方体，由于岩石松软不能制取标准试样时，可采用非标准试样，需在实验结果加以说明。

2. 加工精度：a 平行度：试样两端面的平行度偏差不得大于0.1mm 。

检测方法如图5-1所示，将试样放在水平检测台上，调整百分表的位置，使百分表触头紧贴试样表面，然后水平移动试样百分表指针的摆动幅度小于10格。

b 直径偏差：试样两端的直径偏差不得大于0.2 mm ，用游标卡尺检查。

c 轴向偏差：试样的两端面应垂直于试样轴线。

检测方法如图5-2所示，将试样放在水平检测台上，用直角尺紧贴试样垂直边，转动试样两者之间无明显缝隙。

3.试样数量： 每种状态下试样的数量一般不少于3个。

4.含水状态：采用自然状态，即试样制成后放在底部有水的干燥器内1～2 d ，以保持一定的湿度，但试样不得接触水面。

四.2.试样中部，纵向、横向应变片排列采用“┫”形，尽可能避开裂隙，节理等弱面。

1—百分表 2-百分表架 3-试样 4水平检测台图5-3 电阻应变片3.粘贴工艺：试样表面清洗处理→涂胶→贴电阻应变片→固化处理→焊接导线→防潮处理。

五.实验步骤1.测定前核对岩石名称和试样编号，并对岩石试样的颜色、颗粒、层理、裂隙、风化程度、含水状态等进行描述。

岩石单轴抗压强度和极限抗压强度换算好啦，今天咱们就来聊聊岩石的单轴抗压强度和极限抗压强度怎么换算。

听起来是不是有点头大？别急，这些看似高大上的术语其实并没有那么复杂，咱们慢慢来。

什么是单轴抗压强度呢？其实也就是指岩石在一个方向上的压缩能力。

可以想象一下，咱们平时摁在地上的小石子儿，受压的时候会变得越来越扁平。

这种“被压得死死的”状态，就是岩石的单轴抗压强度在起作用。

换句话说，就是岩石受压的极限，到了这个点，岩石就开始“崩溃”，裂开、碎掉，像被打碎的鸡蛋一样。

所以，单轴抗压强度其实就是测试岩石能忍受多少压力，才能让它“变形”或者“崩溃”啦。

而极限抗压强度呢，说白了就是在岩石受压时，能够承受的最大压力。

这个强度比单轴抗压强度要更“强大”一些。

它代表了岩石在破裂前的最大承载能力，类似于你举着一根木棒，在两头施加压力，直到它中间裂开。

你越加力，木棒就越会承受压力，直到“咔嚓”一声折断。

极限抗压强度，就是岩石“折断”前的最大压力值。

所以，如果单轴抗压强度是岩石承受的“日常压力”，那极限抗压强度就相当于“极限值”啦。

咱们得说说这两个强度的换算问题。

在一些工程设计中，咱们得从单轴抗压强度推算出极限抗压强度。

这么做其实是因为，单轴抗压强度这个数值比较容易测量，也比较常见。

咱们常常说“丈量千里之路”，可见这个数据在土木工程、矿业等领域的重要性。

而极限抗压强度相对来说更难测，需要更多的实验和复杂的设备。

这时候，能通过一些公式来估算一下极限抗压强度，岂不是省事又方便？毕竟有时候咱们可没有那么多时间和预算去做一堆复杂的实验对吧。

一般来说，单轴抗压强度和极限抗压强度的换算公式可以根据经验来进行，虽然它不是百分之百精确，但至少能给咱们一个大致的范围，算得上是“差不多就行”的那种。

根据一些研究，极限抗压强度大概是单轴抗压强度的1.5到2倍之间。

意思就是说，如果你测得某块岩石的单轴抗压强度是50兆帕，那它的极限抗压强度可能在75兆帕到100兆帕之间。

实验一 单轴压缩实验
一、实验目的
岩石单轴压缩是指岩石在单轴压缩条件下的强度、变形和破坏特征，通过该实验测得岩石的单轴抗压强度。

二、实验原理
岩石单轴抗压强度为岩石试件在无侧限和单轴压力作用下抵抗破坏的极限能力，其值为：
A
P σc
式中：σc —单轴抗压强度，MPa ；
P —无侧限条件下岩石试件的轴向破坏荷载，N ； A —试件的截面面积，mm 2；
三、试样制备
1.试样可用钻孔岩芯或岩块，在取样和试样制备过程中，不允许人为裂隙出现。

2.试样规格：采用直径为50mm ，高为100mm （高径比为2）的标准圆柱体。

3.加工精度：试样两端面的平行度偏差不得大于0.1mm ；试样两端的直径偏差不得大于0.2mm ；试样的两端面应垂直于试样轴线。

4.试样数量：每种状态下试样的数量一般不少于3个。

5.含水状态：采用自然状态，试样制成后放在底部有水的干燥器内1~2d ，以保持一定的湿度，但试样不得接触水面。

四、实验设备
圆柱标准试样、游标卡尺、液压材料试验机、承压板或垫块（尽可能采用与岩石刚度相接近的材料）。

五、实验步骤
1.测定前核对岩石名称和试样编号，并对试样的颜色、颗粒、层理、裂隙、风化程度、含水状态等进行描述。

2.用游标卡尺测量试样尺寸，保留两位小数。

3.将试样放置在压力机承压板中心，调整承压板使试样均匀受力。

4.开动试验机，以0.5 ~0.8 MPa/s的加载速度对试样加载，直到破坏。

5.记录破坏载荷，破坏类型描述。

六、数据处理
岩石抗压强度测定结果填入下表。

表1 岩石抗压强度测定结果。

岩石力学性质试验一、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试样备制（1）试样可用钻孔岩芯或坑、槽探中采取的岩块，试件备制中不允许有人为裂隙出现。

按规程要求标准试件为圆柱体，直径为5cm，允许变化范围为4.8～5.2cm。

高度为10cm，允许变化范围为9.5～10.5cm。

对于非均质的粗粒结构岩石，或取样尺寸小于标准尺寸者，允许采用非标准试样，但高径比必须保持=2:1～2.5:1。

（2）试样数量，视所要求的受力方向或含水状态而定，一般情况下必须制备3个。

（3）试样制备的精度，在试样整个高度上，直径误差不得超过0.3mm。

两端面的不平行度最大不超过0.05mm。

端面应垂直于试样轴线，最大偏差不超过0.25度。

1.3试样描述试验前的描述，应包括如下内容：（1）岩石名称、颜色、结构、矿物成分、颗粒大小，胶结物性质等特征。

（2）节理裂隙的发育程度及其分布，并记录受载方向与层理、片理及节理裂隙之间的关系。

（3）测量试样尺寸，并记录试样加工过程中的缺陷。

1.4主要仪器设备1.4.1试样加工设备钻石机、锯石机、磨石机或其他制样设备。

1.4.2量测工具与有关检查仪器游标卡尺、天平（称量大于500g，感量0.01g），烘箱和干燥箱，水槽、煮沸设备。

1.4.3加载设备压力试验机。

实验五岩石单轴压缩实验一、实验目的1、掌握岩石单轴压缩实验的基本原理和方法。

2、了解岩石单轴压缩强度的测试方法。

3、通过实验了解岩石在不同压力下的力学性质。

4、了解矿山工程中用于确定岩石层强度、稳定性和采矿方法选择的基本实验方法。

二、实验原理在实验室条件下，对岩石进行单轴压缩实验，即将岩石样品置于压力机滑动块与固定块之间，施压加荷，岩石样品在压力的作用下发生变形，最终出现破裂破坏。

这种实验方法可以测定岩石样品在单轴压缩应力下断裂时的应力水平值和断裂模式，是评估岩石力学性质和确定其强度和稳定性的重要方法。

单轴压缩强度表示岩石样品在单轴压缩下破坏时的最大承受压力或应力水平。

在实验过程中，将岩石样品沿其轴向方向施以单向的压力，直到样品发生破坏，根据压力与样品断面积之比计算出样品的单轴压缩强度。

单轴压缩实验中常用的岩石模型为标准直径为50mm、高度为100mm、直径与高度比为1:2的圆柱形样品。

通过实验获取不同压力下岩石样品的应变和应力的数据，利用数据处理方法分析出样品的单轴压缩强度和岩石在不同压力下的变形和断裂模式。

三、实验步骤1、制备标准圆柱形样品在实验之前，制备标准的圆柱形样品是非常重要的，直径为50mm、高度为100mm，或者根据实际情况选择其他规格的样品。

2、测量标准圆柱形样品尺寸使用卷尺对样品的直径和高度进行测量，并记录下来，便于计算样品的断裂强度。

3、安装压力机将样品放置在压力机的压缩板上，并确保样品在滑动块与固定块之间完全垂直。

调整滑动块的位置，使其与样品顶部接触。

将固定块和滑动块夹紧，用气动或手动方式施压。

4、开始施压施加压力，开始进行单轴压缩实验，随着施压的增加，记录下实验的每一阶段应变和应力数据。

5、记录数据根据实验数据绘制出应力-应变曲线、应力-时间曲线，计算出单轴压缩强度。

模拟分析样品破裂模式。

6、进行岩石单轴压缩实验的注意事项a、施压过程应逐步增加，避免突然增压，以免样品产生损伤。

岩石力学性质试验一、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试样备制（1）试样可用钻孔岩芯或坑、槽探中采取的岩块，试件备制中不允许有人为裂隙出现。

按规程要求标准试件为圆柱体，直径为5cm，允许变化范围为4.8～5.2cm。

高度为10cm，允许变化范围为9.5～10.5cm。

对于非均质的粗粒结构岩石，或取样尺寸小于标准尺寸者，允许采用非标准试样，但高径比必须保持=2:1～2.5:1。

（2）试样数量，视所要求的受力方向或含水状态而定，一般情况下必须制备3个。

（3）试样制备的精度，在试样整个高度上，直径误差不得超过0.3mm。

两端面的不平行度最大不超过0.05mm。

端面应垂直于试样轴线，最大偏差不超过0.25度。

1.3试样描述试验前的描述，应包括如下内容：（1）岩石名称、颜色、结构、矿物成分、颗粒大小，胶结物性质等特征。

（2）节理裂隙的发育程度及其分布，并记录受载方向与层理、片理及节理裂隙之间的关系。

（3）测量试样尺寸，并记录试样加工过程中的缺陷。

1.4主要仪器设备1.4.1试样加工设备钻石机、锯石机、磨石机或其他制样设备。

1.4.2量测工具与有关检查仪器游标卡尺、天平（称量大于500g，感量0.01g），烘箱和干燥箱，水槽、煮沸设备。

1.4.3加载设备压力试验机。