2014-2岩石弹性模量测定实验

岩石静态力学参数测试方法与数据处理岩石是地球上常见的天然物质，研究岩石的力学参数对于地质灾害预测、工程设计以及资源勘探等领域具有重要意义。

本文将介绍岩石静态力学参数的测试方法与数据处理。

一、岩石静态力学参数的测试方法1. 岩石抗压强度测试岩石抗压强度是岩石力学参数中的关键指标之一，它反映了岩石的抗压能力。

常用的测试方法包括单轴压缩试验和直接剪切试验。

在单轴压缩试验中，需要使用压力机对岩石样品进行垂直方向的单向加载，同时测量加载过程中岩石的变形和承载能力。

通过绘制应力-应变曲线，可以得到岩石的抗压强度参数。

而直接剪切试验则是将岩石样品切割成一个矩形或圆形的平面，再对这个平面进行横向和纵向的剪切加载，通过测量剪切力和位移来推导出剪切强度。

2. 岩石弹性模量测试岩石的弹性模量是指岩石在受力下能够发生弹性变形的能力，是衡量岩石刚性的重要参数。

常用的测试方法包括弹性波速度法和恒定应力法。

在弹性波速度法中，通过在岩石样品上产生激发弹性波，测量波传播速度来计算岩石的弹性模量。

这种方法常用于实验室条件下对小尺寸岩石样品进行非破坏性测试。

而恒定应力法则是在施加一定大小的应力下，测量岩石样品的应变，通过根据背反映的力学模型计算岩石的弹性模量。

二、岩石静态力学参数的数据处理1. 数据采集与记录在进行试验时，需要对实验过程中产生的数据进行准确的记录。

这些数据包括施加的力、变形量、位移等。

可以使用计算机或数据采集系统来实现自动化的数据记录，以减少因人为操作导致的误差。

2. 数据处理与分析数据处理是在原始数据的基础上进行数据修正、提取有效信息以及统计分析的过程。

在岩石静态力学参数的数据处理中，需要对原始数据进行平滑处理、误差修正，并进行数据拟合和计算。

平滑处理是通过去除噪声和异常值，使得数据更加平滑。

常用的平滑方法有移动平均法、多项式拟合法等。

误差修正是根据实际情况对数据进行校正，主要考虑仪器误差和环境因素。

校正过程中需要参考相关的国际或行业标准。

岩石试验报告范文一、实验目的1.掌握岩石力学性质测试方法；2.了解岩石的索氏模量、泊松比、抗压强度和抗拉强度等力学性质；3.学会对岩石进行力学性质测试并分析结果。

二、实验仪器和材料仪器：压力机、拉力机材料：岩石样本三、实验步骤1.取得岩石样本，并清理样本表面；2.使用压力机进行抗压强度测试，记录岩石的抗压强度；3.使用拉力机进行抗拉强度测试，记录岩石的抗拉强度；4.通过压力机和拉力机的测试数据计算出岩石的泊松比和索氏模量；5.分析实验结果，总结岩石的力学性质。

四、实验结果与数据处理1.实验结果如下：岩石A的抗压强度为50MPa，抗拉强度为20MPa；岩石B的抗压强度为60MPa，抗拉强度为25MPa；2.根据实验数据计算出以下结果：岩石A的泊松比为0.25，索氏模量为20GPa；岩石B的泊松比为0.28，索氏模量为22GPa。

五、数据分析与讨论1.根据实验结果可以看出，岩石B相比于岩石A具有更高的抗压强度和抗拉强度，说明岩石B的结构更密实，抗性更大；2.岩石的泊松比反映了岩石的柔韧性和变形能力，泊松比越小，岩石的柔韧性越好；3.索氏模量是衡量岩石的弹性模量的指标，模量越大，岩石的刚性越好。

六、结论通过本次实验，我们对岩石的力学性质进行了测试，并得出以下结论：1.岩石B的抗压强度和抗拉强度均高于岩石A；2.岩石B相比于岩石A的泊松比更大，说明岩石B的柔韧性较差；3.岩石B的索氏模量较大，表明岩石B的刚性较好。

七、实验中存在的问题及改进方案1.在实验中，可能由于样本的不完全均质性，导致测试结果的误差较大。

可以尽量选取均质性好的样本进行测试，或者进行多次实验取平均值；2.实验中的仪器精度可能会影响测试结果的准确性，可以选择更高精度的仪器进行测试。

八、实验心得通过本次实验，我对岩石的力学性质有了更深入的了解。

岩石的力学性质对于土木工程，尤其是岩土工程的设计和施工具有重要意义。

希望能进一步学习和研究岩石力学，为工程实践提供可靠的理论依据。

弹性模量实验报告实验概述弹性模量是材料力学中的一个重要指标，用于描述材料在受力时所表现出的弹性变形能力。

本次实验旨在通过测量实验材料在受压力时的弹性变形程度，来计算其弹性模量。

实验器材和材料本次实验所使用的器材有压力计、尺子、材料试样和载荷机器等。

实验步骤1. 将试样材料放置在载荷机器上，并较为平稳地施加一定的压力；2. 记录当前压力值，并使用尺子测量试样在压力下的长度；3. 持续施加压力，每隔一段时间重复测量当前压力值和试样长度；4. 记录试样在不同压力下的长度变化情况。

实验结果和分析通过实验数据的处理，我们得出了试样在受压力时的长度变化表格。

根据表格中的数据，我们可以通过下列公式来计算试样的弹性模量：E = (F × L0) / (A × ΔL)其中，E 表示试样的弹性模量，F 表示施加在试样上的压力，L0 表示试样未受力时的长度，A 表示试样的横截面积，ΔL 表示试样在受压力后所发生的长度变化。

通过计算我们得出了试样的弹性模量，当然在实际应用中，也可根据需要计算所需弹性模量的具体数值。

实验结果的精确性和可靠性是本次实验的关键之一。

因此，在实验过程中需要我们注意以下事项：1. 测量试样长度时，需要使用比较准确的尺子，并在读数时尽量避免视觉偏差；2. 在施加压力时，我们需要确保载荷机器施加的压力均匀且稳定，以减少试样发生过度变形或破坏的可能性；3. 在实验数据处理时，需要对数据进行有效分类和筛选，以排除一些异常值或错误数据对试样弹性模量计算的影响。

总结通过本次实验，我们了解了弹性模量的概念和计算方法，并通过实验得到了试样的弹性模量数据。

这对于我们在工程技术和科学研究中的材料选择和设计等方面，都有着很重要的指导和参考作用。

同时，我们也需要在实践中不断提高实验方法和数据处理的准确性和可靠性，从而更好地发挥实验的价值和意义。

湖南工业大学岩石力学实验报告
班级:
学号:
姓名:
日期:
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。

弹性模量的测量实验报告一、实验目的1、学习用光杠杆法测量金属丝的弹性模量。

2、掌握光杠杆测量微小长度变化的原理和方法。

3、学会使用望远镜和标尺测量微小长度变化。

4、培养实验数据处理和误差分析的能力。

二、实验原理弹性模量是描述材料在弹性范围内抵抗形变能力的物理量。

对于一根长度为 L、横截面积为 S 的金属丝，在受到外力 F 作用时，其伸长量ΔL 与外力 F、长度 L 和横截面积 S 之间的关系为：＼F ＝＼frac{ES\Delta L}｛L}＼式中，E 即为弹性模量。

本实验采用光杠杆法测量微小长度变化ΔL。

光杠杆是一个由平面镜和支脚组成的装置，其结构如图 1 所示。

当金属丝伸长ΔL 时，光杠杆的后脚随之下降ΔL，而前脚则绕支点转动一个角度θ。

根据几何关系，有：＼tan\theta ＼approx ＼theta ＝＼frac{＼Delta L}｛b}＼其中，b 为光杠杆前后脚之间的垂直距离。

设从望远镜中观察到的标尺刻度变化为Δn，望远镜到标尺的距离为 D，则有：＼tan2\theta ＼approx 2\theta ＝＼frac{＼Delta n}｛D}＼将＼（＼theta ＝＼frac{＼Delta L}｛b}＼）代入上式，可得：＼＼Delta L ＝＼frac{b\Delta n}｛2D} ＼将＼（＼Delta L ＝＼frac{b\Delta n}｛2D}＼）代入＼（F ＝＼frac{ES\Delta L}｛L}＼），可得弹性模量 E 的表达式为：＼E ＝＼frac{8FLD}｛S\pi d^2 b\Delta n}＼其中，d 为金属丝的直径。

三、实验仪器1、弹性模量测量仪：包括支架、金属丝、砝码、光杠杆等。

2、望远镜和标尺：用于测量光杠杆反射的标尺刻度变化。

3、螺旋测微器：用于测量金属丝的直径。

4、游标卡尺：用于测量光杠杆前后脚之间的垂直距离 b。

5、砝码若干。

四、实验步骤1、调节仪器调节望远镜：使望远镜与标尺等高，且望远镜的光轴与标尺垂直。

实验5 弹性模量的测定〔共振法〕【实验目的】1.用支撑法测定金属材料的弹性模量。

2.学习综合应用物理仪器的才能。

【实验内容】1.连接线路。

2.测量各被测样品的长度、直径〔在不同部位测3次取平均值〕及质量〔见实验卡片〕不同样品各测一次。

3.测量样品的弯曲振动基频频率。

理论上，样品做基频共振时，支撑点应置于节点处，即支撑点应置于距棒的两端面分别为0.224L和0.776L处。

但是，在这种情况下，棒的振动无法激发。

欲激发棒的振动，支撑点必须分开节点位置。

这样，又与理论条件不一致，势必产生系统误差。

故实验上采用下述方法测定棒的弯曲振动基频频率：在基频节点处正负30mm范围内同时改变两支撑点位置，每隔5mm测一次共振频率，画共振频率与支撑点位置关系曲线。

由图可确定节点位置的基频共振频率。

钢棒共振频率在800---900HZ附近，铜棒的共振频率在700---800HZ附近。

【数据处理】1.由各样品的L，m，d值，按实验内容要求设计实验表格。

实验卡片上给出的相关数据：铜棒：M=(75.50±0.03)g d=(7.98±0.02)mm不锈钢棒：M=(39.20±0.03)g d=(6.00±0.02)mm支撑点距钢棒两端面的间隔为x处的共振频率f=846.06Hz.2.画铜棒的f-x曲线，并确定铜棒在节点位置的共振频率，分别计算铜棒和钢棒的杨氏模量E值及其百分误差η。

：3241.6067L mE fd=理论值：铜棒为110.910pa⨯钢棒为112.010pa⨯铜棒的f-x 曲线如下：BAx/cm由图可知铜棒基频f 0=7Hz()()3232104318.221075.50101.6067706.909.04107.9810E pa ---⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯铜1110110.9109.0410100%0.44%0.910E E E η-⨯-⨯==⨯=⨯理铜理 ()()3232114318.001039.20101.6067846.06 2.03106.0010E pa ---⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯钢1111112.010 2.0310100% 1.5%2.010E E E η-⨯-⨯==⨯=⨯理钢理【数据采集】〔1〕铜棒长度L/cm:支撑点距钢棒两端面的间隔为x处的共振频率fHz.〔〔〔4〕铜棒长度L/cm:支撑点距钢棒两端面的间隔为x处的共振频率f=843.51Hz.。

实验四岩石的弹性模量实验一、实验目的与要求岩石在载荷作用下，会发生变形。

随着载荷的不断增加或在恒定载荷下，随着时间的增长，岩石变形逐渐增大，最终导致岩石破坏。

岩石变形有弹性变形、塑性变形和粘性变形。

岩石的弹性模量是指岩石在弹性变形阶段其应力与应变变化值之比。

通过本实验，要了解标准试件的加工机械、加工过程及检测程序，掌握岩石弹性模量的测试过程及数据处理、图形绘制的方法。

二、实验仪器、设备及工具(一)1.2.3.4.(二)1.2.(三)1.2.(四)三、四、试件受压的变化量R成正比，即变化转为应变量的仪器。

因此通过测量得到电阻应变片的应变值和横向应变值1.了解试件的加工机具、检测机具，规程对尺寸和精度的要求及检测方法；2.学会材料实验机的操作方法；3.学会岩石试件的防潮处理及电阻应变片的粘贴、接线、焊接技术；4.学会电阻应变仪的测读方法，岩石的弹性模量的测量方法。

六、实验步骤1.测定前核对岩石名称和岩样编号，对试件颜色、颗粒、层理、节理、裂隙、风化程度、含水状态以及加工过程中出现的问题等进行描述，并填入记录表1内。

2.检查试件加工精度，测量试件尺寸填入记录表内。

3.选择材料实验机度盘时，一般满足下式：0.2<<0.8式中——预计最大破坏载荷，KN；——材料试验机度盘最大值，KN。

4.开动压力机，使其处于可用状态。

将试件置于材料实验机承压板中心5.将电阻应变仪接上电源，预热30min,连接线路，预调平衡，接线方式可用全桥或半桥。

施加初载荷，检查仪器工作情况、同时观察两边的应变值是否接近，如两边应变值相差较大，则必须调整试件位置和球形座，使试件受力均匀。

6.以0.5~1MPa/s的速度逐级加载，按破坏载荷的十分之一间隔读一次数，记录载荷与应变值，直至试件破坏。

每个测定过程不得少于7个点，同一试件的所有应变值应尽量同时测出7.记录破坏载荷以及加压过程中出现的现象，并对破坏后的试件进行描述或摄影。