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岩石力学实验报告本次实验旨在研究岩石在不同应力状态下的变形和破裂特性。
通过单轴压缩实验、三轴压缩实验和拉伸实验，测量了不同载荷下的应变、应力和变形量，并分析了岩石的强度和变形模式。
实验结果表明，岩石的强度和变形特性受到应力状态、岩石类型和裂隙特性等多种因素的影响。
关键词：岩石力学，单轴压缩实验，三轴压缩实验，拉伸实验，强度，变形模式1. 引言岩石是地球表面的基础构成元素之一，其力学特性对于地质灾害和工程安全等具有重要的影响。
岩石力学是研究岩石受力变形和破裂特性的学科，具有广泛的应用价值。
本次实验旨在通过单轴压缩实验、三轴压缩实验和拉伸实验，探究岩石在不同应力状态下的强度和变形模式。
2. 实验方法2.1 单轴压缩实验单轴压缩实验是一种常用的岩石力学实验方法，可以测量岩石在单向压缩载荷下的应变和应力。
实验中将岩石样本置于压力机中，施加垂直于样本轴向的压力，同时记录载荷和位移数据。
实验过程中应注意控制加载速度和采集数据点数，以保证实验数据的准确性。
2.2 三轴压缩实验三轴压缩实验是一种更加复杂的岩石力学实验方法，可以模拟真实的三维应力状态。
实验中将岩石样本置于三轴压力容器中，施加沿三个方向的压力，同时记录载荷和应变数据。
实验中还需考虑容器壁的摩擦力和容器中水的压力等因素。
2.3 拉伸实验拉伸实验是一种常用的岩石力学实验方法，可以测量岩石在拉伸载荷下的应变和应力。
实验中将岩石样本置于拉伸机中，施加沿样本轴向的拉力，同时记录载荷和位移数据。
由于岩石的拉伸强度通常较低，拉伸实验的结果常常受到一些外界因素的影响，如样本的形状和裂隙。
3. 实验结果与分析通过单轴压缩实验、三轴压缩实验和拉伸实验，得到了不同载荷下的应变、应力和变形量数据。
实验结果表明，岩石的强度和变形特性受到应力状态、岩石类型和裂隙特性等多种因素的影响。
3.1 单轴压缩实验结果在单轴压缩实验中，岩石样本在单向压缩载荷下会产生不同程度的变形和破裂。
湖南工业大学岩石力学实验报告
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成绩:
四、岩石单轴压缩及变形试验（综合）
一、试验目的: 二、设备名称:
三、试验步骤: 1.测定岩石试件的尺寸； 2.贴应变片…… 3.…… 4、…… 5、……
1、 四、成果整理和计算: 按下式计算岩石密度: V
M =
ρ 式中: (── 为试样的密度, g/cm3 ；
M ── 为试样的质量, g ； V ── 试件体积,cm 3
2、 计算过程:
按下式计算岩石抗压强度、弹性模量和泊松比:
⑴ 岩石抗压强度计算公式:
σ = P / A
式中: (── 单轴抗压强度, MPa ； P ──岩石试件最大破坏载荷, N ； A ──试件受压面积, mm2 ⑵ 岩石弹性模量、泊松比计算公式: E = σc(50) / εh(50) μ = |εd (50) / εh(50) | 式中: E ── 试件弹性模量, GPa ；
(c(50) ── 试件单轴抗压强度的50(, MPa ；
εh(50) 、εd(50) ── 分别为σc(50) 处对应的轴向压缩应变和径向拉伸应变；
μ── 泊松比。
3、 计算过程:
4、 计算结果见表4-1。
表4-1 岩石单轴压缩及变形试验记录表
根据岩石变形数据绘制应力与应变关系曲线: 下图
注：在坐标纸上画应力与应变关系曲线图要标清图号, 各个坐标的单位、名称等。
左图 应力与应变关系曲线图（该图在
坐标纸上绘制）
5、 岩石应力应
变数据记录见表4-2
表4-2 岩石应力应变数据记录表。
岩石力学实验指导书及实验报告班级姓名目录一、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。
岩石力学试验技术岩石力学现场试验技术【摘要】：岩体现场试验成为岩石工程设计和施工中必不可少的了解岩体力学性能的手段[]1，本文通过对岩体现场试验的总结，全面的认识了岩石力学当中岩体的现场试验技术。
只有深入正确的认识了岩体的试验技术，才能更好地解决工程当中的一些实际问题，因此，岩体的现场试验对研究岩石力学以及工程有着十分重要意义。
岩石的力学性质，一方面取决于它的受力条件，另一方面还受岩体的地质特征及其赋存环境的影响。
通过岩体的现场试验，可以更好的了解岩石的力学性能。
【关键词】：岩石力学，现场试验技术，流变特性，物理模型1引言岩石力学试验及其试验技术是岩石专业中最基本的内容，是岩石力学理论及其工程应用研究的基础。
我国的岩石力学试验研究工作最早起步于1958年三峡工程的岩石力学试验研究，1958年6月国家科委决定组织中国科学院、水利电力部、建工部等部门的下属单位及相关高等院校协作攻关，并于同年成立了三峡岩基专题研究组，为我国岩石力学试验技术的发展以及对岩石力学研究工作的重视和促进奠定了基础[]2。
半个世纪以来，岩石力学岩石力学试验及其试验技术的研究为解决我国水利、能源、交通、矿山、人防、和铁道领域工程中的岩石力学问题作出了重大贡献；另一方面，随着工程实践的积累和深入，岩石力学试验技术也在不断的完善与发展。
2 试验技术早期人们对岩石的认识是建立在室内岩石力学试验基础上的，随着科学技术的发展和岩石力学研究的不断深入，人们认识到室内岩石力学试验并不能完全代表工程岩体的力学性能。
主要原因是由于漫长的地质年代经受多次的构造运动作用和侵蚀、剥蚀、风化作用，在岩体中有许多的结构面，其产状、规模和性状各不相同。
岩体可以看做是不连续面与岩块结构复合体，不连续结构面的存在大大降低了岩体的力学性能。
所以，室内岩块试验与现场岩体试验有很大的差别。
岩体的现场试验可以按多种形式分类，比如可以按照受力方式、受荷过程测试参数等进行分类。
岩石力学数值试验实验报告姓名：莫道兴学号： 1008010062班级：采矿101班指导教师：左宇军老师同组人：许云飞辜巍实验名称：不同均质度对岩石力学性质影响的数据拉伸试验 2013年5月16号一、实验目的1、通过对RFPA2D学习，知道RFPA2D基本使用方法；2、了解RFPA2D模拟试验的条件和RFPA2D的基本功能。
二、实验原理RFPA2D是一种基于有限元应力分析和统计损伤理论的材料破裂过程分析数值计算方法，是一个能够模拟材料渐进破裂直至失稳全过程的数值试验工具。
三、实验步骤如下;RFPA数值模型本模型拟采用尺寸为100 X 50mm的岩石试件模型。
试件模型划分为100 X 50个单元。
采用平面应力模型。
逐渐个加载过程采用位移控制的直接拉伸加载方式，即通过在试件端部施加位移实现拉伸加载，每步加载位移量S=-0.0004mm。
操作步骤第一步，启动 RFPA，新建模型建立存放的根目录第二步，划分网格，单击在弹出的窗口中设置模型的大小，单击确定第三步，得到材料图形第四步，施加荷载第五步，单击求解控制信息，设置条件如下：第六步，单击开始计算，最后得到曲线不再上升为止。
四、数值试验结果（一）均质度m=1.5（1）应力—应变全曲线则应力—应变全曲线为：（2）强度应力最大值为3.40990e+001MPa，应变最大值为-0.07960m。
（3）破坏模式材料的完整性与材料的宏观性质及破坏模式的复杂性是其基元相互作用的结果，与构成材料基元其承载能力息息相关，不同完整性的基元抵抗外载的能力就存在不同差别，上述实验中，随着加载步数的增加，应力成线性正增加，应变成线性负增加，当加载到一定程度，应力应变不再增加，数值恒定不变。
（二）均质度m=2（1）应力—应变全曲线则应力—应变全曲线为：（2）强度应力最大值为3.66616e+001MPa，应变最大值为-0.07960m。
（3）破坏模式与上面结果一致。
（三）均质度m=3（1）应力—应变全曲线则应力—应变全曲线为：（2）强度应力最大值为1.93156e+003MPa，应变最大值为-0.07960m。
岩石力学实验指导书XXX 编武汉科技大学资源与环境工程学院资源工程系2013年10月目录实验一测定岩石的静力变形参数 (1)实验二测定岩石的单轴抗压强度 (6)实验三测定岩石的点荷载强度 (10)实验一测定岩石的静力变形参数一、基本原理岩石的变形是指岩石在外荷载作用下，内部颗粒间相对位置变化而产生与大小的变化，反映岩石变形性质的参数常用的有：变形模量和松泊比。
岩石变形模量是指试件在单向压缩条件下，压应力与纵向应变之比，又可分为：1、初始模量：应力应变曲线原点处的切线斜率。
2、切线模量：对应于应力应变曲线上某一点M处的切线斜率。
3、割线模量：应力应变曲线某一点M与原点O的联线的斜率；一般取单轴抗压强度的50%的应变点与原点联线的斜率代表该岩石的变形模量。
泊松比是指单向压缩条件下横向应变与纵向应变之比；一般用单轴抗压强度的50%对应的横向与纵向应变之比作为岩石的泊松比。
本试验是将岩石试件置于压力机上加压，同时用应变计或位移计测记不同压力下的岩石变形值，求得应力应变曲线，然后通过该曲线求岩石的变形模量和泊松比。
目前，测记变形（或应变）的仪表很多，如电阻应变仪、千分表、线性差动变换器等等，其中以电阻应变仪使用最广，在此着重介绍这种仪器的测量方法。
电阻应变仪测量岩石应变的基本原理是将电阻应变片粘贴在试件的表面，当岩石受压变形时，电阻应变片与岩石一起变形，并使其电阻值产生变化，通过电阻应变仪的电桥装置，测出该变化的电阻值并自动转换为应变值，此值即为岩石的应变值。
二、仪器设备1、测量平台；2、材料试验机；3、静态电阻应变仪；4、惠斯顿电桥、万用表、兆欧表；5、电阻片及贴片设备；6、电线及焊接设备。
三、操作步骤2、试件描述试验前，对试件应描述下列内容：（1）岩石名称、颜色、矿物成分、结构、风化程度、胶结物性质等；（2）加荷方向与岩石试件内层理、节理、裂隙的关系；（3）含水状态。
3、试件尺寸测量对园柱体试件：直径应沿试件整个高度上分别量测两端面和中点三个断面的直径，取其平均值作为试件直径；高度应在两端等距取三点量测试件的高，取其平均值，作为试件的高，同时检验两端面的不平整度。
试件的加工首先将岩块夹持在钻石机平台上，用Ф50 mm 金刚石钻头钻取岩石试件，然后用锯石机锯成高100 mm 或25 mm 左右的圆柱体试件。
钻锯岩石试件时要用纯净水冷却。
最后在磨平机上将岩石试件两端磨平。
按照要求单轴抗压强度和三轴抗压强度试验试件应采用圆柱体作为标准试样，直径为50mm ，允许变化范围为48~54mm ，高度为100mm ，允许变化范围95~105mm 。
对于非均质粗粒结构岩石，或取样尺寸小于标准尺寸者，允许采用非标准试样，但高径比宜为2.0~2.5。
抗拉强度试验试件采用圆柱体为标准试样，直径为50mm ，允许变化范围48~54mm 。
试样的厚度宜为直径的0.5~1.0倍，并大于岩石最大颗粒的10倍。
精度要求：在整个事件高度上，直径误差不得超过0.3mm ；两端面不平整度，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°。
试验一、岩石单轴抗压强度的测定一、仪器设备材料试验机、游标卡尺、电阻应变仪、万用表、试验机、电阻应变片、胶水等。
二、标准试件规格：采用直接为50mm 的圆柱体，高径比为 2 ：1；也可采用50×50×100mm 的长方体。
三、测定步骤：1、测试件尺寸（试件直径应在其高度中部两个互相垂直的方向量测，取算术平均值）填入记录表内。
2、选择压力机度盘：一般应满足0.2P ＜P max ＜0.8P式中：P max ——预计最大破坏载荷，KN P ——压力机度盘最大值，KN3、开动压力机，使其处于可用状态，将贴好电阻片的试件置于压力机承压板中心，接通电源调整电阻应变仪，调整球形坐，使试件上下受力均匀，在逐渐加载过程中不断调整承压板位置，使之均匀受载。
检查的方法是，在试样上施加少许压力后，观测几个纵向应变片的值是否接近。
4、以0.5~1.0MPa/s 的速度加载直至破坏。
5、施加荷载过程中，记录各级应力下纵向和横向应变值。
实验一、岩石变形试验一、试验目的本试验目的在于测定规则岩石试件在单轴压缩应力状态下的纵向和横向变形，据此计算岩石的弹性模量和泊松比。
弹性模量分为初始弹性模量，割线弹性模量和切线弹性模量。
它们均由试验结果绘制的应力~应变曲线确定。
泊松比是指单向压缩条件下横向应变与纵向应变之比；对于岩石，一般用应力~应变曲线近于直线段平均纵向应变与相应应力段平均横向应变计算。
二、试验方法目前，实验室广泛采用电测法测定岩石变形。
即用转换元件将待测非电量的变形转换成电量输入电子仪器进行测量。
（1）采用圆柱体试件，试件直径50mm,高100mm。
（2）沿试件高度，直径的误差不超过0.03cm试件两端面不平行度误差，最大不超过0.005cm ；（3）端面应垂直于轴线，最大偏差不超过0.25 ° ；（4）直径应沿试件整个高度上分别量测两端面和中点三个断面的直径，取其平均值作试件直径；高度应在两端等距取三点量测试件的高，取其平均值，作为试件的高，同时检验两端面的不平整度。
尺寸测量、均应精确到0.1mm。
3、试件描述（1 ）岩石名称、颜色、矿物成分、结构、风化程度、胶结物性质等；（2）加荷方向与岩石试件内层理、节理、裂隙的关系及试件加工中出现的问题；4、电阻应变片粘贴（1） .选择合适的应变片待用。
同一组所用的应变片应是同一包装袋中的，并且两片之间的电阻值相差不应超过0.5欧姆。
轴线在应变片底座上标出。
在拿取和摆放应变片时，注意不要用手接触应变片的底座，也不要与其它未经清洗的物体接触，以免造成污染。
禁止用镊子或其他坚硬的器具夹持敏感栅部分，防止人为损伤应变片。
（2） .用细沙布打磨试件需要粘贴应变片表面。
打磨方向与贴片方向成交叉45°, 面积约为5X 10mm2o（3） .用棉球蘸少量丙酮（酒精）擦洗贴片位置，棉球脏了再换一个，只到棉球不变色为止。
用铅笔画出贴片位置的方位线，然后在用棉球擦一次。
此后，被清洗的表面不能与其它不清洁的物体接触。
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。
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。
教育部“世行贷款21世纪初高等教育教学改革项目”《矿业类专业课程体系整体优化与实践》项目编号：1282B05012 采矿工程专业课程体系整体优化与实践附件（四）采矿工程本科专业实验教学指导书山东科技大学二〇〇四年七月目录1．《岩石力学》实验教学指导书2．《安全与人机工程》实验指导书3．《环境工程》实验教学指导书4．傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）实验《岩石力学》实验教学指导书山东科技大学资源与环境工程学院实验中心二○○三年十月《岩石力学》实验教学指导书该实验指导书隶属于《岩石力学》课程，适用于采矿工程、工程力学、交通工程三个专业的本科实验教学，共有5个实验1总学时数为7个学时，其中4个必做实验，1个选做实验。
在学习本课程之前，应先修《材料力学》、《弹性力学》等专业基础课程。
各实验名称、目的、学时等情况见下表。
实验一岩块单轴抗压强度试验一、试验内容测定规则形状岩石试件的单轴抗压强度。
二、试验目的熟悉与掌握测定岩石单轴抗压强度的试验设备、仪器、试验方法与计算方法。
三、仪器设备1．试验加工机械：钻石机或车床、锯石机、磨石机或磨床；2．检验工具：游标卡尺、直角尺、水平检测台、千分表架及千分表；3．加载设备：普通材料试验机。
四、试验步骤 1．试样制备1）试件规格：试件应是整齐的园柱体，直径约为50mm ，高径比为2.0～3.0; 2）试件数量：每组试件应不少于3块，取其平均值作为单轴抗压强度；3）试件加工精度：试件端面磨平度小于0.02mm ；轴线垂度不超过0.001弧度；侧面不平度小于0.3mm ；4）试件含水状态：试件保存期不超过30天，应尽可能保持天然含水量。
2．试样描述测定前核对岩石名称及其编号。
对试件颜色、颗粒、层理、节理、裂隙、风化程度、含水状态等进行描述并填入记录表内。
3．检查试件加工精度，量测试件尺寸试件加工精度用专门的水平检测台检查。
试件直径应在其高度的中部两个互相垂的方向分别测量，取其平均值，填入记录表内。
