国际岩石力学学会试验方法委员会关于节理岩体大尺寸取样及三轴试验的建议方法

岩石力学实验
三轴抗压实验
岩土与地质工程实验室
1. 概述
• 岩石三轴试验，是在三向应力状态下测定 岩石的强度和变形的一种方法。结合实验 室所有的 RMT-150C 岩石力学实验系统， 本指导书介绍的是侧向等压的三轴试验。 • 为了便于资料分析，在进行三轴试验的同 时，应制样测定岩石的抗拉强度和单轴抗 压强度。
通过本次实验课教学，学生须达到如下要求： • 记录其破坏荷载，并通过试件破坏后描述， 准确分析其破坏机理； • 据所记录的有关数据，能够熟练绘制岩石 强度的包络线，并确定试件的粘结力和内 摩擦角。
4.实验要求
5.实验原理
本实验采用圆柱形试件，共5组，每组 3个。轴压峰值由下式确定：
1i
P A
式中：P ——试件破坏时的竖向荷载；
A ——圆柱形试件轴向受压面积。
作出各组试件的Mohr圆，并绘 制各圆的外包线，获取包络线：
c tan
6.实验步骤
• 试件尺寸量测：用卡尺量取试件直径和高 度，注意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，将数据填 入记录表。 • 试件安装：将制备好的试件放入套筒内， 并将套筒安放在实验系统上下压头之间， 根据需要安装好位置传感器；
RMT-150C岩石力学实验系统
2.实验任务
• 准确描述试件破坏形态，分析其破坏原理； • 掌握岩石三轴抗压强度的测定技术，以及 利用轴压和围压绘制Mohr圆，从而得出岩 石的粘结力和内摩擦角的方法。
3.试件制备
• 试样采用立式取芯机钻取岩心，并用双面切割机 和磨石机加工试件。样备制中不允许人为裂隙出 现。 • 试样为圆柱体 ，直径为 5cm ，高度为 10cm ～ 11cm。 • 每次实验取5组共15个试件 。 • 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。

3 1 (σ-σ)/2(
)
50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60(σ+σ)/2( 3 1 )
最佳关系曲线。
三、三轴压缩强度和变形试验
—成果整理
2）在最佳关系 曲线上，选择若干 组对应值，以每一 应力组的1/2 ×(σ1 ＋σ3）值为圆心， 以 1/2 ×(σ1 － σ3）值为半径，在 τ～σ图上绘制应 力圆，并作这些圆 的包络线，据此确 定它们的C、 φ 值。
三轴压缩强度和变形试验
三）成果整理
LVDT mm 0.100067 0.20016 0.300253 0.400002 0.500095 0.600016 0.700109 0.80003 0.900124 1.000217 1.100138 1.200059 1.300152 1.400073 FORCE N 6957.645 7345.287 8167.088 8508.214 9128.441 9593.612 10896.09 11997 12710.26 13408.01 14136.78 13997.23 12865.31 13470.04
三、三轴压缩强度和变形试验
—试验方法
破碎带
三轴压缩强度和变形试验
—试验方法
两端 面经 处理 平整 后的 试样
三轴压缩强度和变形试验
—试验方法
二）试验方法
2、多级破坏状态试验方法（单点法） （1）一个试件采用多级加载方法获得强度 包络线的试验方法； 此种方法被“国际岩石力学学会标准化委员 会”采纳，作为测定岩石三轴压缩试验的建议方 法颁布。
三、三轴压缩强度和变形试验
—成果整理
2 cosφ −1 m − 1 φ = s in m +1

N P cos f sin A A T P sin f cos A A
优点？缺点？
τ f(Mpa)
σ （MP
2.
抗切试验（下图分别为单剪和双剪试验）：
剪切面上无压应力的剪切试验
3.
弱面抗剪强度（摩擦强度）试验：
摩擦强度 残余强度 非弹性变形

作业：
1、名词解释：残余强度、泊松比 2、你认为花岗岩和粉砂岩在常规三轴压缩试 验中，它们的弹性模量分别会出现什么变化？ 为什么？ 3、课后习题第6题。 sin48=0.743，sin55=0.819，sin64=0.899 cos48=0.669，cos55=0.573，cos64=0.438
四、三轴压缩状态下的岩石变形特性
1、岩石在常规三轴试验条件下的变形特性
岩石在常规三轴试验条件下的莫尔强度包络线
直线型莫尔强度包络线
曲线型莫尔强度包络线
常规三轴压缩试验中围压对岩石刚度的影响
常规三轴压缩试验中围压对岩石变形及其强度的影响
2、岩石在真三轴试验条件下的变形特性
现场三轴压缩试验
二
岩石的抗拉强度
1. 定义：岩石试件在受到轴向拉应力后试件发生破坏时的 单位面积上所受的拉力。 2. 直接拉伸法： (1) 单轴直接拉伸法 抗拉强度： P—试件能承受的最大拉力； A—垂直拉应力方向试件的截面积。
Rt P / A
(2) 限制性直接拉伸法
限制性直接拉伸装置示意图
P ( d 2 d1 ) 3 2 d1
岩石的抗剪强度
定义 指岩石在一定的应力条件下（主要指 压应力），所能抵抗的最大剪应力，常 用 表示
1.
抗剪断强度试验（下图为试验室直剪试验）：

岩石三轴强度实验细则一、实验原理二、实验设备1.实验机：用于施加各个方向上的压力。

2.试样：选取具有代表性的岩石样品，大小要适中，平坦度要求高。

3.缓冲液：由于实验中需要施加大的压力，为减小试样的不均匀变形，通常在压力传递介质和试样之间加入缓冲液，如硅胶、水等。

4.张应力应变仪：用于记录试样的应力应变关系曲线。

三、实验步骤1.准备工作a.根据实验要求选取合适的岩石样本，进行预处理，确保试样表面光滑平坦，无明显裂纹和破碎。

b.设置实验机的参数，包括压力的加载速率、实验温度等。

c.准备好试样和缓冲液，并保证其清洁。

2.实验装置组装a.将试样放置于实验机的试验仓内，并用夹具夹紧固定。

b.在试样和实验仓之间注入缓冲液，确保良好的压力传递。

c.进行标定实验，准确测量试样的尺寸和质量等参数。

3.施加压力a.分别施加垂直和平行于试样轴向的压力，使试样承受三个方向上的压力。

b.每次施加压力后暂停一段时间，观察试样的变形情况，记录试样的应力和应变数据。

4.测试过程中的观察和记录a.观察试样的变形情况，记录试样的应力和应变数据。

b.在试样变形或发生破坏时，及时记录相关信息，如试样破裂的位置、载荷下降的情况等。

5.实验结果的处理a.绘制应力应变曲线，以确定岩石的强度特性，包括弹性模量、屈服强度、破坏强度等。

b.根据实验结果，分析试样的变形和破坏机制，并进一步研究岩石的力学性质和变形特性。

四、实验结果的处理方法实验结果的处理方法主要包括应力应变曲线的绘制和分析、岩石强度参数的计算和岩石的变形和破坏机制分析等。

1.应力应变曲线的绘制和分析a.根据试验过程中记录的应力和应变数据，绘制应力应变曲线。

b.基于曲线的斜率和变化趋势，分析试样的弹性行为、屈服行为和破坏行为。

2.岩石强度参数的计算a.弹性模量：利用应力应变曲线的线性范围内的斜率计算得到。

b.屈服强度：找到应力应变曲线的拐点或曲线平稳段的切线斜率，根据应力应变关系计算得到。

岩体真三轴现场试验规程一、引言岩体工程是岩石力学的一个重要研究领域，为了更好地了解岩石的力学性质和岩体的稳定性，进行真三轴现场试验是必不可少的手段。

本文将介绍岩体真三轴现场试验的规程，包括试验前的准备工作、试验设备和仪器的选择、试验过程的操作要点以及试验结果的分析和处理。

二、试验前的准备工作1. 确定试验目的和试验参数：根据岩体工程的实际情况确定试验的目的和所需求的参数，例如岩石的抗压强度、抗剪强度等。

2. 选择试验地点：选择合适的试验地点是保证试验结果准确性的重要因素，应考虑地质条件、岩层特征等因素。

3. 准备试验设备和仪器：选择适用于真三轴试验的设备和仪器，包括压力机、应变仪、压力传感器等。

4. 岩石样本的采集与制备：根据试验要求采集合适的岩石样本，并进行必要的制备工作，如切割成规定尺寸的试样。

三、试验设备和仪器的选择1. 压力机：选择合适的压力机是进行真三轴试验的关键，应考虑试验参数范围、试样尺寸等因素，确保压力机的质量和性能满足试验要求。

2. 应变仪：应变仪用于测量试样的应变变化，在真三轴试验中起到重要作用，应选择灵敏度高、测量范围广的应变仪。

3. 压力传感器：压力传感器用于测量试样所受的轴向压力，应选择精度高、稳定性好的压力传感器。

四、试验过程的操作要点1. 样本的装配：将岩石样本装入试验设备中，并按照试验要求进行应力加载和应变控制。

2. 应变测量：通过应变仪测量试样的应变变化，及时记录并保证测量数据的准确性。

3. 轴向压力控制：根据试验要求，通过调节压力机的加载速率和加载方式，控制试样所受的轴向压力。

4. 剪切力控制：根据试验要求，通过调节剪切装置的加载速率和加载方式，控制试样的剪切力。

5. 试验参数的记录：在试验过程中，及时记录试验参数的变化，例如加载速率、应变变化等。

五、试验结果的分析和处理1. 数据处理：将试验过程中获得的数据进行整理和处理，包括计算岩石的抗压强度、抗剪强度等参数。

试验五 岩石三轴剪切强度试验（一）目的与意义测定在有限侧压条件下，岩石根据强度及变形特征，并借助三轴实验，结合抗拉，抗压实验结果，确定岩石的极限应力圆包络线（强度包络线）。

（二）定义 是指岩石在三向应力作用下，抵抗破坏的能力。

岩石三轴试验是将岩石样品放在三向应力状态下的压力室内，测其强度和变形，通过试验可确定岩石的强度包络线，并计算出内聚力c 和内摩擦系数。

（三）基本原理岩石室内三轴实验是在三向应力状态下测定和研究岩石试件强度及变形特征的一种室内实验。

本实验是在13δδδ<=条件下进行的，即为常规三轴实验。

（一）设备与材料1． 实验设备：（1）岩石三轴应力实验机；（2）压力室；（3）油泵；（4）岩石钻样机；（5）岩石切样机；（6）岩石磨平机2． 实验材料：（1）液压油；（2）游标卡尺；（3）乳胶膜；（4）三角尺；（5）量角器；（6）活扳子；（7）螺丝刀；（8）记号笔；（9）钳子；（10）记录纸；（11）标准岩石样品50×100mm ；（12）胶布；（13）电笔。

三轴试验：1、真三轴：1σ>2σ>3σ;2、假三轴（常规三轴）：1σ>2σ＝3σ，等围压。

岩石三轴试验机是在普通压力机上装配成符合技术要求的三轴压力室，压力室必需有保持侧压力稳定的稳压装置。

（二）试验步骤岩石三轴试验机是在普通压力机上装配成符合技术要求的三轴压力室，压力室必须有保持侧压力稳定的稳压装置。

1．三轴试验样品数量不少于5块，不同围压1块；加工精度，测量试件尺寸：1）尺寸：（1）圆柱体试件直径Φ48~54mm ，高100mm ；（2）试件直径与高度，或边长之比为1：2.00~2.50。

2）精度：（1）、两端面的平行度最大误差不超过0.05mm ；（2）、在试件整个高度上，直径误差不超过0.3mm ；（3）、端面应垂直试件轴，最大偏差不超过0.25度。

2 ．测量好试件尺寸后，用耐油橡胶或乳胶质保护套，能有效防止油液与样品接触。

岩体力学实验一.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.电阻应变片的粘贴1.阻值检查：要求电阻丝平直，间距均匀，无黄斑，电阻值一般选用120欧姆，测量片和补偿片的电阻差值不超过0.5Ω。

2.位置确定：纵向、横向电阻应变片粘贴在试样中部，纵向、横向应变片排列采用“┫”形，尽可能避开裂隙，节理等弱面。

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。

岩石三轴孔压岩石三轴孔压是指在岩石材料中施加三个方向的应力，以模拟实际工程中的应力状态。

岩石作为一种常见的地质材料，在工程建设和地质勘探中起着重要的作用。

了解岩石的力学性质对于工程设计和施工具有重要的指导意义。

岩石的三轴孔压实验是一种常用的试验方法，通过施加不同方向和大小的应力，来研究岩石在不同应力条件下的变形和破坏特性。

这种试验方法可以模拟实际工程中的应力状态，为工程设计和施工提供可靠的依据。

在进行岩石三轴孔压实验时，首先需要准备好试样。

通常采用圆柱形的试样，试样的尺寸和形状要符合实际工程的要求。

然后将试样放入三轴试验机中，施加垂直于试样轴线方向的轴向压力，同时施加两个垂直于轴向方向的侧向压力。

通过改变轴向压力和侧向压力的大小和方向，可以模拟不同的应力状态。

在进行岩石三轴孔压实验时，需要测量试样的应变和应力。

通常使用应变计和压力传感器来进行测量。

通过测量应变和应力的变化，可以得到试样在不同应力条件下的力学特性。

这些数据可以用来分析岩石的强度、变形和破坏特性。

岩石三轴孔压实验可以研究岩石在不同应力条件下的强度、变形和破坏特性。

通过分析实验数据，可以得到岩石的力学参数，如抗压强度、剪切强度、弹性模量等。

这些参数对于工程设计和施工具有重要的指导意义。

岩石三轴孔压实验还可以用来研究岩石的变形和破坏机理。

通过观察试样在不同应力条件下的变形和破坏形态，可以了解岩石的变形和破坏机制。

这对于预测岩石在实际工程中的变形和破坏行为具有重要的意义。

除了岩石三轴孔压实验，还有其他一些试验方法可以用来研究岩石的力学性质。

例如剪切试验、拉伸试验、弯曲试验等。

这些试验方法可以从不同方面了解岩石的力学性质，为工程设计和施工提供更全面的参考。

总之，岩石三轴孔压是一种常用的试验方法，可以模拟实际工程中的应力状态，研究岩石的力学性质。

通过进行这种试验，可以获取岩石的力学参数和变形、破坏特性，为工程设计和施工提供可靠的依据。

同时，还可以了解岩石的变形和破坏机理，为预测岩石在实际工程中的行为提供参考。

岩石三轴强度实验细则试验五岩石三轴剪切强度试验（一）目的与意义测定在有限侧压条件下，岩石根据强度及变形特征，并借助三轴实验，结合抗拉，抗压实验结果，确定岩石的极限应力圆包络线（强度包络线）。

（二）定义是指岩石在三向应力作用下，抵抗破坏的能力。

岩石三轴试验是将岩石样品放在三向应力状态下的压力室内，测其强度和变形，通过试验可确定岩石的强度包络线，并计算出内聚力 c 和内摩擦系数。

（三）基本原理岩石室内三轴实验是在三向应力状态下测定和研究岩石试件强度及变形特征的一种室内实验。

本实验是在1 3δδδ<=条件下进行的，即为常规三轴实验。

（一）设备与材料1．实验设备：（1）岩石三轴应力实验机；（2）压力室；（3）油泵；（4）岩石钻样机；（5）岩石切样机；（6）岩石磨平机 2．实验材料：（1）液压油；（2）游标卡尺；（3）乳胶膜；（4）三角尺；（5）量角器；（6）活扳子；（7）螺丝刀；（8）记号笔；（9）钳子；（10）记录纸；（11）标准岩石样品50×100mm；（12）胶布；（13）电笔。

三轴试验：1、真三轴：1σ>2σ>3σ;2、假三轴（常规三轴）：1σ >2σ＝3σ，等围压。

岩石三轴试验机是在普通压力机上装配成符合技术要求的三轴压力室，压力室必需有保持侧压力稳定的稳压装置。

（二）试验步骤岩石三轴试验机是在普通压力机上装配成符合技术要求的三轴压力室，压力室必须有保持侧压力稳定的稳压装置。

1．三轴试验样品数量不少于 5 块，不同围压 1 块；加工精度，测量试件尺寸：1）尺寸：（1）圆柱体试件直径Φ48~54mm，高 100mm；（2）试件直径与高度，或边长之比为 1：2.00~2.50。

2）精度：（1）、两端面的平行度最大误差不超过0.05mm；（2）、在试件整个高度上，直径误差不超过 0.3mm；（3）、端面应垂直试件轴，最大偏差不超过 0.25 度。

2 ．测量好试件尺寸后，用耐油橡胶或乳胶质保护套，能有效防止油液与样品接触。

岩石的三轴剪切实验原理
岩石的三轴剪切实验是一种常用的岩石力学试验方法，用于研究岩石在复杂应力状态下的力学特性。

其原理如下：
1. 设备和样品准备：实验需要使用到三轴剪切试验机和岩石样品。

样品通常为圆柱形状，在试验前需要修整成标准的几何形状。

2. 应力施加：实验中，通过三轴剪切试验机施加压力，将样品放置在试验机的夹持装置中。

垂直于样品轴向的压力称为轴向应力，平行于样品轴向的两个平面上施加的压力称为剪切应力。

3. 应变测量：在施加压力的同时，通过应变计或位移传感器等装置测量样品的变形情况。

具体包括轴向应变和剪切应变。

4. 载荷控制：在实验中，可以通过控制试验机施加的载荷来控制样品的变形。

常用的载荷控制模式有单轴载荷控制、剪切载荷控制和围压载荷控制。

5. 实验参数记录：在进行实验时，需要记录下施加的轴向应力和剪切应力，以及相应的应变数据。

通过绘制应力-应变曲线可以了解样品的力学行为。

通过三轴剪切实验，可以得到岩石的黏弹性和强度特性。

这对于岩石力学研究以及地质工程设计具有重要意义。

岩石力学试验建议方法．上集岩石力学试验是岩石力学研究中重要的手段之一，通过试验可以获得岩石的力学性质和力学参数，对岩石的工程行为进行定量研究。

然而，由于岩石力学试验方法的多样性和复杂性，科研人员在进行试验时常常面临困惑和挑战。

因此，在本文中，将提出一些建议方法，以帮助研究人员在岩石力学试验中取得更准确、可靠的结果。

一、试验前的准备工作在进行岩石力学试验之前，科研人员需要进行充分的准备工作，以确保试验的顺利进行和结果的准确性。

1. 试验样品的选择与制备根据试验目的，科研人员需要选择合适的试验样品，以保证试验结果能够代表实际岩体的力学性质。

同时，在制备试验样品时，需要注意避免样品的扰动和变形，以保持其原始性质。

2. 试验装置的选择与调试根据试验要求，科研人员需要选择适当的试验装置，并对其进行调试和检验。

试验装置的选用应考虑到试验目的、试验样品的尺寸和性质等因素，以确保试验装置能够提供所需的试验条件。

二、常用的岩石力学试验方法在岩石力学研究中，有许多常用的试验方法，其中包括抗压试验、抗拉试验、剪切试验等。

下面将介绍一些常用的岩石力学试验方法及其注意事项。

1. 抗压试验抗压试验是评价岩石抗压强度和变形特性的重要手段。

在进行抗压试验时，需要注意以下几点：（1）试验样品应具有代表性，其尺寸和形状应符合标准要求。

（2）在施加荷载时，应保证荷载的均匀施加，避免局部破坏。

（3）试验过程中要实时记录和监测试样的荷载-位移曲线，并观察破坏模式。

2. 抗拉试验抗拉试验主要用于评价岩石的抗拉强度和抗拉变形特性。

在进行抗拉试验时，需要注意以下几点：（1）试验样本应具有充分的长度，以保证试样拉伸过程中不会发生局部失稳。

（2）试验应注意避免试样底部的局部应力集中，以保证试样的均匀应力分布。

（3）试验中需实时记录试样的荷载-位移曲线，并观察试样破坏的形态。

3. 剪切试验剪切试验是评价岩石抗剪强度和剪切特性的重要方法。

在进行剪切试验时，需要注意以下几点：（1）试样的选择要合适，其尺寸和形状应符合标准要求。

《岩⽯⼒学》考研.问答题1、什么是全应⼒应变曲线？为什么普通材料试验机得不出全应⼒应变曲线？答：在单轴压缩下，记录岩⽯试件被压破坏前后变形过程的应⼒应变曲线。

普通材料实验机整体刚度相对较⼩，对试件施加载荷产⽣的反作⽤⼒将使实验机构件产⽣较⼤变形（弹性能储存），当岩⽯试件被压坏时，试件抗压能⼒急剧下降，致使实验机弹性变形迅速恢复（弹性能释放）摧毁岩⽯试件，⽽得不到岩⽯破坏后的应⼒应变曲线。

刚性实验机在施加载荷时，⾃⾝变形极⼩，储存的弹性能不⾜以摧毁岩⽯试件，因此可以得到岩⽯破坏后的应⼒应变曲线。

2、简述岩⽯在三轴压缩下的变形特征。

答：E、µ与单轴压缩基本相同；随围压增加——三向抗压强度增加；峰值变形增加；弹性极限增加；岩⽯由弹脆性向弹塑性、应变硬化转变。

3、按结构⾯成因，结构⾯通常分为⼏种类型？答：按成因分类有三种类型：①原⽣结构⾯——成岩阶段形成的结构⾯；②构造结构⾯——在构造运动作⽤下形成的结构⾯；③次⽣结构⾯——由于风化、⼈为因素影响形成的结构⾯。

4、在巷道围岩控制中，可采取哪些措施以改善围岩应⼒条件？答：选择合理的巷道断⾯参数（形状、尺⼨），避免拉应⼒区产⽣（⽆拉⼒轴⽐）；巷道轴线⽅向与最⼤主应⼒⽅向⼀致；将巷道布置在减压区（沿空、跨采、卸压）。

5、地应⼒测量⽅法分哪两类？两类的主要区别在哪⾥？每类包括哪些主要测量技术？答：分为直接测量法和间接测量法。

直接测量法是⽤测量仪器直接测量和记录各种应⼒量。

间接测量法，不直接测量应⼒量，⽽是借助某些传感元件或某些介质，测量和记录岩体中某些与应⼒有关的物理量的变化，通过其与应⼒之间存在的对应关系求解应⼒。

直接测量法包括：扁千⽄顶法、⽔压致裂法、刚性包体应⼒计法和声发射法等。

间接测量法包括：套孔应⼒解除法、局部应⼒解除法、松弛应变测量法、孔壁崩落测量法、地球物理探测法。

1．岩⽯的塑性和流变性有什么不同?答：塑性指岩⽯在⾼应⼒（超过屈服极限）作⽤时，产⽣不可恢复变形的性质。

打开三轴室上压盖再将制备好的试样下垫块置下放入三轴室底座中心上好压力室顶盖活塞将装有试样的三轴室放入试验机的下承压板上并使三轴压力室的中心与试验机的中心一致
实验六 岩石常规三轴压缩实验一 Nhomakorabea实验目的
岩石常规三轴压缩实验是指岩石试样在轴对称 应力组合方式（σ1>σ2=σ3）的三轴压缩实验。通过 该实验使学生掌握岩石常规三轴实验方法，并能根据 岩石在不同围压下实验结果计算出内摩擦角与粘结力， 绘制出岩石的强度曲线，进一步理解岩石的强度准则。
四.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.测量试样尺寸，一般在试样中部两个互相垂直方向测量 直径计算平均值。 3.围压一般取5MPa、10 MPa、15 MPa、20 MPa和25 MPa。
4.打开三轴室上压盖，再将制备好的试样下垫 块置下放入 三轴室底座中心，上好压力室顶盖活塞，将装有试样的三 轴室放入试验机的下承压板上，并使三轴压力室的中心与 试验机的中心一致。 5.注油排气，打开压力室的放气阀，启动围压油泵向压力 室注油排气，当压力室有油排除时关闭排气阀。
图6-2 围压与纵向抗压强度关系曲线
根据库伦-摩尔准则，岩石的内摩擦角和粘结力 c可利用参数m和b按下式计算：
arcsin m 1
m 1
c b 1 sin 2 cos
1 m 3 b
3.绘制摩尔圆及其包络线
用回归后的直线方程计
算出相应的σ1值。再分别以
（σ3+σ1）/2，0为圆心，以
1
2 3
4
1—百分表 2-百分表架 3-试样 4水平检测台
图5-1 试样平行度检测示意图
1
2 3

岩石真三轴试验端部效应评估与减摩研究岩石真三轴试验是常用的用来研究岩石力学特性的试验方法。

然而，由于试验样品长宽比较小，容易引起试验端部效应，即试样端部与中部的力学特性存在差异。

这可能会导致试验结果不准确，因此需要对端部效应进行评估与减摩研究。

端部效应主要由于岩石试样的几何形状引起的。

在真三轴试验中，为了获得均匀的应力分布，试样的长宽比一般保持在1:2~1:3的范围内。

而试样的轴向长度一般是试样直径的2倍左右。

这样的几何形状会导致试样的端部受到较大的约束，引起力学特性的差异。

为了评估端部效应对试验结果的影响，可以通过对比端部和中部的应力-应变关系来进行分析。

一种常见的方法是在试验过程中使用多个应变计来监测试样的应变状态。

通过比较不同位置的应变值，可以得出端部与中部的力学特性差异情况。

此外，还可以采用图像处理技术对试样表面内应力分布进行分析，从而进一步了解端部效应。

为了减小端部效应对试验结果的影响，可以采取一些改进措施。

一种方法是增加试样的长宽比，使其接近无限长的情况。

这样可以减小试样端部受到的约束，从而减小端部效应。

此外，还可以在试验过程中采取适当的应力加载方式，如使用边界填充材料或透明应力传感器等，来尽可能保证试样的边界条件尽可能接近均匀加载。

此外，减摩研究也是减小端部效应的一种重要方法。

摩擦力是在试验中常常出现的问题，会引起试样内部的局部破坏和错动。

为了减小摩擦力的影响，可以在试验过程中使用合适的润滑材料，并进行适当的压力控制，以保持试样表面的平滑度和接触面积。

此外，还可以在试验过程中控制应力加载速率，避免摩擦力突然增大。

总的来说，岩石真三轴试验端部效应评估与减摩研究是非常重要的，可以帮助我们更准确地了解岩石力学特性。

通过评估端部效应的影响，并采取相应的措施减小端部效应和摩擦力的影响，可以得到更可靠和准确的试验结果，为岩石力学研究提供更有价值的数据。

岩石常规三轴试验中位移和应变测量技术哑咣嘿1 岩石常规三轴试验随着现代化经济进程,基础设施的完善，工程建筑的兴盛、新型材料的应用、地质灾害频发、环境保护的倡导。

三轴试验已经广泛应用于岩土工程、建筑材料、地质灾害研究与应用等领域。

在众多的三轴试验当中，常规三轴压缩试验是最为基础也是应用最为广泛的试验。

特别在岩土工程领域，岩石三轴试验承担着边坡稳定、巷道(隧道）围岩维护等与岩石品质密切相关的科学研究和工程应用的重任。

1。

1 常规三轴压缩试验三轴压缩试验通常分为常规三轴压缩试验（又称假三轴压缩试验）和真三轴压缩试验,其中前者的试样处于等侧向压力的状态下，而后者的试样处于三个主应力都不相等的应力组合状态下。

一般情况下岩石所处环境中水平方向压力相当，只有竖直方向上存在较大差异，本文所讨论的是常规三轴压缩试验。

常规三轴试验用圆柱或棱柱试件进行测试，试件放在试验舱中轴线处，通常使用油实现对试件侧向压力的施加，用橡胶套将试件与油隔开。

轴向应力由穿过三轴室顶部衬套的活塞通过淬火钢制端面帽盖施加于试件之上。

通过贴在试件表面的电阻应变片可以测量局部的轴向应变和环向应变[1］。

根据《工程岩体试验方法标准》[2]中的三轴压缩试验为强度试验。

由不同侧压条件下的试件轴向破坏荷载计算不同侧压条件下的最大主应力，并根据最大主应力及相应施加的侧向压力，在坐标图上绘制莫尔应力圆；应根据莫尔-库仑强度准则确定岩石在三向应力状态下的抗剪强度参数，应包括摩擦系数和粘聚力c值。

试验机的发展由早期简单的篮子盛有重物加载到杠杆系统加载再到液压加载，经历了近5 个世纪。

20 世纪30 年代到60 年代,人们在为增加压力机的刚度而努力,直到出现了液压伺服技术，并结合提高试验机的刚度才形成了可以绘制材料全应力-应变曲线较为成熟的技术［3]。

1。

2 液压三轴试验机图1-2 橡胶密封机制a 将套筒插入试验舱b 组装试验舱c 将液压油充满试验舱d 插入试件（包括应变片）e 插入球形支座f 进行常规三轴试验g 试验后取出岩石试件在采用液压私服技术的三轴试验中，应变片导线穿过密封橡胶套筒、试验液、以及带隔塞的实验舱。

岩石三轴压缩及变形试验一、概述岩石三轴试验，是在三向应力状态下测定岩石的强度和变形的一种方法。

本指导书介绍的是侧向等压的三轴试验。

本规定可用于测定烘干和饱和状态的的试样，试样的含水状态用以下方法处理：（1）烘干状态的试样，在105～110C下烘24h。

（2）饱和状态的试样，按7.1规定的进行饱和。

为了便于资料分析，在进行三轴试验的同时，应制样测定岩石的抗拉强度和单轴抗压强度。

二、试样备制（1）试样可用钻孔岩心或坑槽探中采取的岩块，试样备制中不允许人为裂隙出现。

（2）试样为圆柱体，直径不小于5cm，高度为直径的2～2.5倍。

试样的大小可根据三轴试验机的性能和试验研究要求选择。

（3）试样数量，视所要求的受力方向或含水状态而定，每种情况下必须制备5～7个。

（4）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。

三、试样描述试样描述见7.3。

四、主要仪器设备（1）试样加工设备，量测工具与有关检查仪器见7.4.1，7.4.2。

（2）电阻应变片、粘结剂、万用表等。

（3）电阻应变仪（或数据采集器）、压力传感器、引伸仪等。

除用电阻应变仪外，也可用精度能达到0.1 %和量程能满足变形测定需要的其它仪表。

（4）三轴应力试验机（见图11）。

五、试验程序5.1试样的防油处理首先在准备好的试样表面上涂上薄层胶液（如聚乙烯醇缩醛胶等），待胶液凝固后，再在试样上套上耐油的薄橡皮保护套或塑料套，与试样两端的密封件配合，以防止试样试验中进油及试样破坏后碎屑落入压力室。

5.2安装试样把密封好的试样放置于保护筒中，将压力室顶部的螺旋压帽组件卸下并吊装在横梁上升起，然后将放置于保护筒中的试样，用卡杆吊放入三轴试验机的压力室内。

保护筒的下端有一凸出的球柱，此时要注意使球柱对准压力室底部中心的圆销孔，并放置平稳。

试样在压力室中安置好后，即可向压力室内注油，直至油液达到预定的位置为止，然后用螺旋压帽组件封闭压力室。

第29卷第12期岩石力学与工程学报V ol.29 No.12 2010年12月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Dec.，2010岩石力学室内试验ISRM建议方法的标准化和数字化郑虹1，冯夏庭1，陈祖煜2(1. 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，湖北武汉 430071；2. 中国水利水电科学研究院，北京 100044)摘要：通过系统分析岩石力学室内试验ISRM建议方法体系基本特征和试验数据信息的结构层次，提出标准化的基本思路和模式，建立标准的方法体系、统一的试验数据结构和发布模式；并应用网络语言技术设计数字化的试验数据结构文档、数据存储文档以及数据显示文档。

通过试验数据格式转化平台的开发和Excel的二次开发分别实现初始试验数据文档的数字化存储和试验数据的双向传输。

标准化与数字化的试验数据可脱离平台进行网络发布与传输，从而构建国际岩体力学试验数据共享平台。

该平台为不同数据库之间的数据整合与共享以及虚拟实验室的实现奠定了基础。

该标准化和数字化方法在BPI试验的ISRM建议方法中的成功应用，显示其科学性和可用性。

关键词：岩石力学；ISRM建议方法；标准化；数字化；数据共享平台；BPI试验中图分类号：TU 45 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2010)12–2456–13 STANDARDIZATION AND DIGITIZATION FOR ISRM SUGGESTED METHODS OF ROCK MECHANICS LABORATORY TESTSZHENG Hong1，FENG Xiating1，CHEN Zuyu2(1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering，Institute of Rock and Soil Mechanics，Chinese Academy of Sciences，Wuhan，Hubei430071，China；2. China Institute of Water Resources and Hydropower Research，Beijing 100044，China)Abstract：Through the systematic analysis of basic features about International Society for Rock Mechanics(ISRM) suggested methods of rock mechanics laboratory tests and the structural level of test data，the basic idea and pattern of standardization are proposed to establish a standardization method system，a unified test data structure and a release format for laboratory tests. Then，the network language technology is used to design the digitized data structure document，data storage document and data display document.Based on the standardized data structure，a format conversion platform is developed to execute the digitized storage of initial test data document. The further development of Excel by visual basic for application(VBA) can implement the two-way transmission between utility software and digital storage document. The standardized and digitized data document can facilitate the integration of test data resources and the simultaneous updates of suggested methods. Besides，it has a good compression performance，a large data storage capacity and an advanced display format. With these superiorities，test data can be displayed and transported on web divorced from the platform. Thus，an international rock mechanics test data sharing platform is set up. This platform lays the foundation for the integration and sharing of data between different databases and the virtual laboratories. The successful application of standardization and digitization method to ISRM suggested methods of block punch strength index(BPI) test shows its scientificalness and availability.收稿日期：2010–04–23；修回日期：2010–07–20基金项目：国家重点基础研究发展规划(973)项目(2010CB732006)作者简介：郑虹(1986–)，女，2009年毕业于中国地质大学(武汉)工程地质专业，现为博士研究生，主要从事岩石力学与岩石工程稳定性智能分析方面的研究工作，E-mail：rainbow0727@第29卷第12期郑虹，等. 岩石力学室内试验ISRM建议方法的标准化和数字化 • 2457 •Key words：rock mechanics；ISRM suggested methods；standardization；digitization；data sharing platform；block punch strength index(BPI) test1 引言国际岩石力学委员会(International Society for Rock Mechanics，ISRM)为了实现岩石力学室内试验、现场试验、监测和场地调查等的标准化，成立了测试方法委员会，专门建立ISRM建议方法。