测定岩石的点荷载强度指标实验报告
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岩石力学实验报告岩石力学实验报告引言岩石力学实验是研究岩石的物理力学性质和力学行为的重要手段。
通过实验可以探索岩石的力学特性,为工程建设和地质灾害防治提供依据。
本文将介绍一次岩石力学实验的过程和结果,以及对实验结果的分析和讨论。
实验目的本次实验的目的是研究不同岩石样本在不同加载条件下的力学特性,包括强度、变形和破裂行为。
通过实验结果,可以了解岩石在实际工程中的承载能力和稳定性,为工程设计和施工提供参考。
实验方法1. 样本准备:从现场采集不同类型的岩石样本,经过加工和处理后制备成标准试样,确保试样的尺寸和质量符合实验要求。
2. 强度试验:将试样放置在强度试验机上,施加逐渐增加的加载,记录试样的应力-应变曲线。
通过分析曲线,可以确定试样的弹性模量、屈服强度和抗拉强度等力学参数。
3. 变形试验:在加载过程中,观察试样的变形情况,包括弹性变形和塑性变形。
通过测量试样的应变和变形量,可以计算出试样的变形模量和变形能力等指标。
4. 破裂试验:在试样达到极限承载能力时,观察试样的破裂形态和破裂面的特征。
通过分析破裂面的形貌和结构,可以了解试样的破裂机制和破裂韧性。
实验结果与分析1. 强度试验结果:不同类型的岩石样本在强度试验中表现出不同的力学特性。
例如,花岗岩样本的强度较高,具有较高的抗压和抗拉强度;而砂岩样本的强度较低,容易发生破裂。
通过对不同样本的应力-应变曲线进行比较分析,可以得出不同岩石类型的强度参数,为岩石工程设计提供依据。
2. 变形试验结果:在加载过程中,不同岩石样本表现出不同的变形特性。
弹性模量较高的岩石样本具有较小的弹性变形,而塑性变形较大的岩石样本具有较低的弹性模量。
通过测量试样的应变和变形量,可以计算出岩石的变形模量和变形能力,为岩石的变形预测和变形控制提供参考。
3. 破裂试验结果:不同岩石样本的破裂形态和破裂面特征各异。
有些岩石样本呈现出韧性破裂,破裂面较为平滑;而有些岩石样本呈现出脆性破裂,破裂面较为粗糙。
试验一、岩石单向抗压强度的测定一、仪器设备材料试验机、游标卡尺。
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,将试件置于压力机承压板中心,调整球形坐,使试件上下受力均匀,0.5~1.0MPa 的速度加载直至破坏。
四、测定结果的计算: 试件的抗压强度:FP R式中:R ——试件抗压强度,MPaP ——试件破坏载荷,N F ——试件面积,mm 2试验二、岩石抗拉强度的测定(劈裂法)一、仪器设备:材料试验机、劈裂法实验夹具、游标卡尺。
二、试件规格标准试件采用圆盘形,直径50mm 、厚25mm ;也可采用50×50×50mm 得方形试件。
三、测定步骤:1、2同抗压强度相同。
3、通过试件直径的两端,沿轴线方向画两条互相平行的线作为加载基线,把试件放入夹具内,夹具上下刀刃对准加载基线,放入试验机的上下承压板之间,使试件的中心线和试验机的中心线在一条直线上。
4、开动试验机,以每秒0.03~0.05MPa 的速度加载直至破坏。
四、测定结果计算:DLPR L 14.32式中:R L ——岩石单向抗拉强度,MPaP ——试件破坏载荷,N D ——试件直径,mm L ——试件厚度,mm抗拉强度测定记录表。
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过岩石力学实验,研究岩石的力学性质,包括抗压强度、抗拉强度、变形性能、水理性质等,为岩土工程设计和施工提供理论依据。
二、实验原理岩石力学实验主要包括以下几种:1. 岩石单轴抗压强度试验:在岩石试件上施加轴向压力,当试件破坏时,记录破坏时的最大轴向压力,以此确定岩石的单轴抗压强度。
2. 岩石抗拉强度试验(劈裂试验):将岩石试件沿劈裂面进行拉伸,当试件破坏时,记录破坏时的最大拉伸力,以此确定岩石的抗拉强度。
3. 岩石变形试验:通过施加轴向压力,观察岩石的变形情况,分析岩石的变形规律。
4. 岩石水理性质试验:测定岩石的吸水性、软化性、抗冻性和透水性等水理性质。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器:岩石力学试验机、万能试验机、岩样制备设备、量筒、天平等。
2. 实验材料:岩石试件、砂、水等。
四、实验步骤1. 岩石单轴抗压强度试验:(1)将岩石试件加工成标准尺寸,并对试件表面进行打磨。
(2)将试件放入岩石力学试验机,调整试验机夹具,使试件轴向压力方向与试件轴线一致。
(3)启动试验机,以一定的加载速度对试件施加轴向压力,当试件破坏时,记录破坏时的最大轴向压力。
2. 岩石抗拉强度试验(劈裂试验):(1)将岩石试件加工成标准尺寸,并对试件表面进行打磨。
(2)将试件放入万能试验机,调整试验机夹具,使试件劈裂面与试验机轴线一致。
(3)启动试验机,以一定的拉伸速度对试件施加拉伸力,当试件破坏时,记录破坏时的最大拉伸力。
3. 岩石变形试验:(1)将岩石试件加工成标准尺寸,并对试件表面进行打磨。
(2)将试件放入岩石力学试验机,调整试验机夹具,使试件轴向压力方向与试件轴线一致。
(3)启动试验机,以一定的加载速度对试件施加轴向压力,记录试件的变形情况。
4. 岩石水理性质试验:(1)测定岩石的吸水性:将岩石试件放入量筒中,加入一定量的水,记录试件吸水后的质量。
(2)测定岩石的软化性:将岩石试件浸入水中,记录试件饱和后的抗压强度。
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。
岩石点荷载试验报告
《岩石点荷载试验报告》
本报告是根据河南省某建筑工程中使用的岩石点荷载试验研究而成。
试验岩石来自河南省某地山坡的残堆积物,采样粒度为
15.1~35mm。
岩石在开展实验前经过烘干,最终测定属于岩石的试验样品总质量为82克。
实验使用橡胶球和钢盘两种仪器,以不同角度将岩石逐渐弯曲,最终得到岩石在弯曲时屈服的屈服荷载和屈服强度。
结果显示,试验岩石的屈服荷载为12.9 KN,屈服强度为138.8 KN/m2。
因此可以确定,该类岩石为建筑工程所需的中等强度岩石。
本报告作者:XX工程实验室
日期:2019年11月20日。
野外点荷载试验及岩石单轴饱和抗压强度的确定(野外实用)一、野外点荷载试验方法引自:《工程岩体试验方法标准》(GB/T 50266-99)二、岩石坚硬程度确定岩石单轴饱和抗压强度(R c):岩石坚硬程度的定量指标,应采用岩石单轴饱和抗压强度(Rc)。
R c应采用实测值。
当无条件取得实测值时,也可采用实测的岩石点荷载强度指数(I S(50))的换算值,并按下式换算:岩石单轴饱和抗压强度(R c)与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系,可按表引自:《工程岩体分级标准》(GB 50218—94)三、点荷载强度指数I s(50)的确定按下列规定获得的点荷载强度指数I s(50)。
(1)试件尺寸:径向加载试验用的岩芯,直径取30≤d≤70mm,长度为试件直径的1.4倍。
轴向加载试验用的岩芯,直径取30≤d≤70mm,长度为试件直径的0.5~1.0倍。
不规则试件的最短边长b=30~80mm,加荷点间距(D)与最短边长之比D/b=0.5~1.0。
(2)点荷载强度指数I s(50)用下式计算:I s(50)=I s·K d·K Dd(1)式中I s(50)——直径为50mm标准试件的点荷载强度指数;I s——非标准试件的点荷载强度指数;K d——尺寸效应修正系数;K Dd——形状效应修正系数;P——破坏时的荷载。
试件尺寸与标准试件尺寸一致时,取K d=1。
在其它情况下尺寸效应修正系数按下式计算,但需将直径d的单位用厘米代入式中:K d =0.4905d0.4426 (2)试件形状效应修正系数按下式计算:K Dd=0.3161e2.303〔(D/b+logD/b)÷2〕(3)在使用式(1)时,当测试采用圆柱状岩芯,取K Dd=1;当测试采用不规划试件,取K d=1。
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。
岩石力学与岩体实验指导书及报告(内部资料)矿业工程学院实验总室2011年6月一、实验目的:测定岩石的单轴抗压强度。
二、实验方法:将圆柱体岩石试样放在压力实验机上进行单轴压缩实验,试件破坏瞬间受压面上的极限应力值为该岩石的抗压强度。
(一)实验前的准备工作1、试件制备。
描述和尺寸测量见<变形实验>。
每组试件数根据实际情况而定,但最好不少于三块。
(二)实验步骤1、试件安装将准备好的岩石试件放在压力实验机上、下加压板的中心位置,试件整个断面应与加压板严密接触,若不合要求,应予处理。
2、施加载荷保持恒定的应力速率(50~100N/cm2/s)对试件连续加载至破坏为止,记录破坏载荷数值。
描述试件的破坏情况,描述内容见<岩石抗拉强度实验>。
“施加载荷”部分,并记入记录表3-2内,发现试件初裂后仍能继续承受载荷,应记录出裂时的载荷值。
三、计算岩石的抗拉强度岩石的(单轴)抗压强度按下式计算:c p Aσ=式中:cσ-岩石抗压强度(MPa);P-试件破坏时施加的最大载荷KN;A-试件横截面积cm2。
一、实验目的:测定岩石的抗拉强度。
二、实验方法:本实验采用劈裂法测定岩石的抗拉强度。
(一)实验前的准备工作:主要是试件的制备、描述和尺寸测量。
(1)采用圆盘试件。
试件直径(D )为50毫米,厚度(T )为25毫米(T/D=0.5)。
(2)试件两端面应平等,试件轴心线与断面应垂直,二者的最大偏差均不得大于0.2毫米。
试件表面光滑平整。
试件数目据实际情况而定,但最好不少于10块。
(3)测量试件尺寸。
圆盘试件测直径和厚度。
沿厚度(T )上、中、下三个部位分别测直径,取三次测量的平均值为试件的直径。
沿预定加载方向上、中、下三个部位测定试件厚度,取三次测量的平均值为试件的厚度。
方片形试件参照圆盘形试件确定规格,测量其尺寸。
(二)试件安装将试件安装于抗拉模具上,要将试件安放在模具的中心线上,避免偏心加载。
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:I s=P D e2式中:I s———未经修正的岩石点荷载强度(MPa)P———破坏荷载(N)D e———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D e:D e2=D2D e2=DD、式中:D———加荷点间距(mm)D、———上下锥端发生贯入后,试件破坏瞬间的加荷点间距(mm)。
(3)轴向、方块体或不规则块体试验时,等价岩芯直径D e应按下式计算:D e2=4bD π或D e2=4bD、π式中:b———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D不等于50mm时,应对计算值进行修正,以求得岩石点荷载强度指数I s(50)。
当其试验数据较多,且同一组试样中的D e具有多种尺寸,而加荷两点间距不等于50mm 时,应根据试验结果绘制D e2与破坏荷载P的关系曲线,并在曲线上找出D e2=2500mm2对应的P50值,按下式计算岩石点荷载强度指数:I s(50)=P50 2500式中:I s(50)———经尺寸修正后的岩石点荷载强度指数(MPa)P50———D e2~ P关系曲线上D e2为2500mm2时P的值(MPa)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:I s(50)=FI sF=(D e50) m式中:F———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。
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。
石材强度测量实验报告1. 实验目的本实验旨在测量不同类型的石材的强度,并对测量结果进行分析和比较,以便为工程领域的石材选择提供参考。
2. 实验设备和材料- 强度测量仪- 不同类型的石材样品- 测量刀具- 试验数据记录表格3. 实验步骤1. 准备不同类型的石材样品。
2. 使用测量刀具在每个样品上制作一个标准尺寸的切口。
3. 将强度测量仪置于样品切口上,按下开始按钮进行测量。
4. 记录测量仪的读数,并将测量结果记录在试验数据记录表格中。
5. 重复以上步骤对不同类型的石材样品进行测量。
6. 根据测量结果进行数据分析和比较。
4. 实验结果以下是我们对不同类型石材样品的强度测量结果:石材类型强度测量结果(MPa)大理石80花岗岩120砂岩505. 数据分析和比较根据实验测量结果,我们可以看出不同类型的石材具有不同的强度和耐力。
花岗岩的强度最高,达到了120MPa,其次是大理石,其强度为80MPa,而砂岩的强度最低,仅为50MPa。
这表明在选择石材进行工程设计时,花岗岩是更好的选择,因为它具有更好的耐力和抗压性能。
6. 实验总结本实验通过强度测量仪对不同类型石材样品进行了强度测量,并对测量结果进行了数据分析和比较。
根据实验结果,我们得出了花岗岩具有最高的强度,大理石次之,砂岩最低的结论。
这些结论对于石材在工程领域的选择具有重要的参考意义。
然而,在实验过程中也存在一些限制,例如样品的数量和样品尺寸的不同可能会对结果产生一定的影响。
未来的研究可以进一步扩大样品数量和尺寸范围,以获得更具说服力的结果。
7. 参考文献[1] 张三, 石材强度测量方法与应用, 工程石材杂志, 2020, 10(2): 45-52.[2] 李四, 石材的性能与应用, 石材工程学报, 2019, 5(3): 24-32.。
岩石强度测定试验报告记录
1. 试验目的
本试验旨在测定岩石的强度参数,为岩石工程和岩石力学研究提供依据。
2. 试验装置及材料
- 试验装置:岩石强度试验机、计时器、测量仪器等。
- 材料:岩石样本。
3. 试验方法
3.1 准备工作
1. 清理岩石样本表面,确保其光滑无瑕疵。
2. 将岩石样本固定在试验机上。
3.2 强度测定
1. 设置试验机施加的压力。
2. 启动试验机,开始施加压力。
3. 同步记录试验机施加的压力和实际变形的数据。
4. 持续施加压力直至岩石样本破坏。
3.3 数据处理
1. 整理试验数据,包括压力和变形数据。
2. 绘制压力-变形曲线图形,分析试验结果。
4. 试验结果与分析
根据试验数据得出的岩石强度参数,包括抗压强度、抗拉强度和抗剪强度。
5. 结论
通过岩石强度测定试验,得出了岩石的强度参数,并为岩石工程和岩石力学研究提供了重要数据。
6. 建议与改进
在进行岩石强度测定试验时,需要注意岩石样本的选择和准备工作的细致程度,以及数据的准确性和可靠性。
同时,可以进一步加强对岩石强度测定试验的分析与研究。
7. 参考文献
(根据实际情况填写)。
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。
试验1:测定岩石的点荷载强度指标
试验目的:1、掌握点荷载仪的工作原理;
2、掌握点荷载仪的实用方法及注意事项;
3、试验数据的处理。
一、基本原理
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。
二、仪器设备
1、点荷载试验仪:如下图所示,它包括:
(1)加载系统,由摇式加压杆、承压框架,球端圆锥状压板组成。
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
圆锥状压板球面曲率半径为5mm,圆锥的顶角为60°(见下图),采用坚硬材料制成。
(2)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。
2、卡尺或钢卷尺;
3、地质锤。
三、操作步骤
1、试件制备
(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:岩芯径向试验,试件的径长比应大于1.0;轴向试验,试件的径长比应等于或小于1.0;不规则岩块样,其长(L)、宽(W)、高(h)应尽可能满足L≥W≥h,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)根据试验要求对试件进行烘干或饱水处理。
烘干试件:是在105~110℃温度下烘干12h;饱水试件,是先将试件逐步浸水,按试件高的1/4、1/2、3/4及4/4等份用6h将试件全部浸入水中(如试件高度很小,允许分1/2、1等份浸水),自由吸水48h,然后用煮沸法或真空抽气法饱和试件。
2、描述试件
描述内容: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。
3、试件尺寸粗测
对岩芯样及规则样,分别量测各试件的长(L)、宽(W)、高(h)的尺寸;对不规则岩块样,可过试件中心点测量试件的长(L)、宽(W)、高(h)的尺寸。
4、安装试件
试件安装前,先检查试验仪器的上、下两个加荷锥头是否准确对中,然后将试件放置试验仪中,摇动加压杆升起下锥头,使加荷锥头与试件的最短边方向(即h方向)紧密接触,注意让接触点尽量与试件中心重合。
若需要测定结构面(层理、片理、节理等)的强度,则应确保两加点的連线在同一结构中,如图9-4所示。
5、加荷
试件安装后,调整压力表指针到零点,以在10~60秒钟内能使试件破坏(相当于每秒0.05-0.1MPa)的加荷速度匀速加荷,直到试件破坏,记下破坏时的压力表读数(F)。
6、描述试件破坏的特点
正常的试件破坏面应同时通过上、下两个加荷点,如果破坏面只通过一个加荷点,便产生局部破坏,则该次试验无效,应舍弃,破坏面的描述还应包括破坏面的平直或弯曲等情况。
7、破坏面尺寸测量
试件破坏后,须对破坏面的尺寸进行测量,测量的尺寸包括上、下两加荷点间的距离(D)
8、重复试验
重复步骤3~7对其余试件进行试验。
9、计算及成果资料整理
(1)按下式计算岩石试件的点荷载强度指标
I S=P/D2
式中:P――试件破坏时总荷载(N);
D――在试件破坏面上测量的两加荷点之间的距离(mm);
I S――试件点荷载强度(MPa)。
(详细可参看蔡美峰《岩石力学与工程》)
(4)求平均值
当测得的点荷载强度数据在每组15个以上时,将最高和最低值各删去3个,如果测得的数据较少时,则仅将最高和最低值删去,然后再求其算术平均值,作为该组岩石的点荷载强度,最后结果取至小数后二位。
四、试验报告内容
1、整理记录表格,格式附表1。
附表1 点荷载试验记录表
试验:计算:校核:年月日
2、整理试件描述资料。
五、注意事项
1、由于岩石点荷载强度一般都比较低,因此在试验中一定要控制好加荷速度,慢慢加压,使压力表指针缓慢而均匀地前进。
2、安装试件时,上、下加荷点应注意对准试件的中心,并使其加荷面垂直于加荷点的连线。
3、在对软岩进行试验时,加荷锥头常有一定的嵌入度,因此,在测量加荷点是距离D时,应将卡尺对准试件破坏上加荷锥留下来的两个凹痕底进行量测。
4、强度大的岩石试件,注意临界强度时以防岩石破裂蹦溅伤人。
六、思考题
1、点荷载试验是在怎样的应力状态下进行的?其试件破坏属于什么破坏形式?
2、与劈裂法试验相比较有什么异同?。