岩石力学实验-岩石剪切强度试验

岩石1. 实验目的和方法本实验是采用弱面剪切实验来测定岩石弱面的抗剪强度参数。

2. 仪器设备（1）制备试样设备：模具，灰铲，捣棒等。

（2）岩石弱面直剪仪，包括法向恒压和剪切向加载设备。

（3）测量、记录设备，包括游标卡尺、测量法向和剪切位移的测微表或位移传感器、函数记录仪等。

3. 原材料岩石采用的是做完岩石抗剪及密度测定实验的50*50*50岩石式样，包含弱风化，中风化，全风化花岗岩和板岩。

4. 试验步骤（1）将试样置于岩石弱面直剪仪上，安装测法向和剪切向位移的仪表。

（2）选择法向应力，除充填夹泥的结构面试验外，一般应大于或等于设计应力，对于充填夹泥的结构面试验，法向应力的选择，以不挤出夹泥为原则。

（3）按试验要求施加第一级法向应力，剪断捆绑试样的绳索，当法向应力达到一预定的值后，再施加剪力向载荷，并注意剪切过程中通过伺服系统控制法向应力的恒定和稳定性。

（4）控制剪力向载荷的加载速度，试样相对位移每分钟不超过2mm ，每位移0.2～0.5mm 记录一次相应的剪应力值和法向位移量（如用位移传感器、函数记录仪等可连续记录），当随剪位移增加而剪应力降至近似某一常数值时（或剪力向总位移量超过15～20mm 时），本次摩擦即可停止。

（5）先卸掉剪力向载荷，再卸掉法向力载荷，推试样复原位，施加第二级法向应力， 开始第二次摩擦。

一般情况下，法向应力需施加3～5 级，每变一次法向应力，进行一次 摩擦。

（6）摩擦完毕，拆除仪表，取出试样测量其摩擦面积，测定剪切面的起伏差。

5. 结果整理（1）按下式计算各级法向载荷下的法向应力和剪应力A P =σAQ =τ式中：P ——作用于剪切面上的总法向载荷（含施加的载荷，设备、试样重量）（N ）； s ——作用于剪切面上的法向应力（MPa ）； A ——剪切面积（mm 2）；t ——作用于剪切面上的剪向应力（MPa）；Q——作用于剪切面上的剪切载荷（Ｎ）。

（２）绘制各法向应力下的剪应力与剪位移（τ～D）关系曲线，根据（τ～D）曲线取每次摩擦的峰值做剪应力与法向应力（τ～σ）关系曲线，从而图解求的岩石弱面的摩擦角ϕ，粘聚力Ｃ。

大庆研究院剪切实验标准一、引言大庆研究院是我国石油勘探开发的重要基地，肩负着为国家能源安全保障提供技术支持的重要使命。

在大庆研究院的众多研究成果中，剪切实验标准发挥着重要作用。

本文将对大庆研究院剪切实验标准进行详细解读，以期为相关领域的研究和实践提供参考。

二、大庆研究院剪切实验的标准概述1.实验目的大庆研究院剪切实验的主要目的是研究岩石在不同应力条件下的力学性质和破裂特征。

通过实验，可以为石油勘探、地质研究、工程设计等领域提供科学依据。

2.实验方法大庆研究院剪切实验采用伺服控制万能试验机进行，试验过程中对岩石样品施加垂直和水平两个方向的应力，以模拟实际地质条件。

在实验过程中，通过高精度传感器实时监测应力变化和位移情况，确保实验数据的准确性。

3.实验参数大庆研究院剪切实验的主要参数包括：岩石样品尺寸、试验温度、应力水平、加载速率等。

根据实验需求，可以选择不同的参数进行组合，以满足不同研究目的。

三、大庆研究院剪切实验的应用1.石油行业大庆研究院剪切实验成果为石油勘探提供了重要依据。

通过对岩石的力学性质和破裂特征研究，有助于评估油气藏储层岩石的储层性能和产能潜力，为油气井开发方案的制定提供支持。

2.地质勘探剪切实验成果有助于深入了解地质构造、地应力分布规律，为地质灾害防治和地质工程设计提供科学依据。

3.建筑工程大庆研究院剪切实验成果可为建筑工程提供岩石力学参数，有助于优化工程设计和施工方案，提高工程安全性。

四、实验成果与分析1.实验数据处理实验结束后，对采集到的数据进行整理和分析，包括应力-应变曲线、破裂强度、弹性模量等参数的计算。

2.实验结果解读根据实验数据分析，可以揭示岩石在不同应力条件下的破裂规律、力学性质变化等特点。

这对于理解油气藏储层岩石的流体运移规律、地质灾害防治等方面具有重要意义。

3.实验意义大庆研究院剪切实验为我国石油、地质、建筑工程等领域提供了宝贵的实验数据和技术支持，对于推动我国能源安全保障和地质灾害防治工作具有重要意义。

第1篇一、实验背景与目的岩石力学是研究岩石在受力作用下的力学性质及其与工程结构相互作用的科学。

随着我国基础设施建设、资源开发和环境保护等领域的快速发展，岩石力学的研究显得尤为重要。

本次实验旨在通过岩石力学实验，了解岩石的基本力学性质，掌握岩石力学实验方法，为今后在实际工程中应用岩石力学知识打下基础。

二、实验内容与方法本次实验主要包括以下内容：1. 岩石单轴压缩实验：测定岩石的抗压强度、弹性模量、泊松比等基本力学参数。

2. 岩石三轴压缩实验：研究岩石在不同围压条件下的力学性质，包括抗压强度、弹性模量、泊松比等。

3. 岩石剪切实验：测定岩石的剪切强度、内摩擦角等剪切力学参数。

4. 岩石动力实验：研究岩石在不同动载条件下的力学性质，包括动抗压强度、动剪切强度等。

实验方法主要包括以下几种：1. 实验准备：选取实验岩石样品，进行加工、制备实验试样，安装实验设备，调试实验仪器。

2. 实验实施：按照实验方案，对岩石试样进行加载，记录实验数据。

3. 数据处理与分析：对实验数据进行整理、计算、分析，得出实验结论。

三、实验结果与分析1. 岩石单轴压缩实验本次实验选取了花岗岩、石灰岩、砂岩等不同岩石样品，进行了单轴压缩实验。

实验结果表明，不同岩石的抗压强度差异较大，花岗岩的抗压强度最高，砂岩的抗压强度最低。

同时，实验结果还表明，岩石的弹性模量和泊松比与抗压强度存在一定的相关性。

2. 岩石三轴压缩实验实验结果表明，岩石在三轴压缩条件下的抗压强度高于单轴压缩条件下的抗压强度，说明围压对岩石的抗压强度有显著影响。

此外，实验结果还表明，岩石的弹性模量和泊松比在三轴压缩条件下也发生了变化，但变化幅度较小。

3. 岩石剪切实验实验结果表明，岩石的剪切强度与抗压强度之间存在一定的关系，剪切强度通常低于抗压强度。

此外，实验结果还表明，岩石的内摩擦角与剪切强度存在一定的相关性。

4. 岩石动力实验实验结果表明，岩石在动载条件下的抗压强度和剪切强度均低于静载条件下的抗压强度和剪切强度。

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。

岩石力学参数测量与分析方法引言岩石作为地球上最常见的固体物质之一，在地质、矿产资源开发以及工程建设中起着至关重要的作用。

了解岩石的力学性质和参数，对于地质灾害的预测和工程设计的可靠性具有重要意义。

本文将介绍一些常用的岩石力学参数测量与分析的方法，为相关领域的研究人员和工程师提供参考。

一、应力-应变曲线的测量与分析方法应力-应变曲线是描述岩石在外力作用下的变形行为的重要参数。

常用的测量方法包括压力试验、拉伸试验、剪切试验等。

其中，剪切试验是一种常用的测量岩石力学参数的方法。

在剪切试验中，通过施加一个水平剪切力和一个垂直压力，测量岩石样本在剪切力下的变形情况。

然后，根据变形和应力之间的关系，可以得到应力-应变曲线。

曲线的形状和斜率可以反映岩石的强度和变形能力。

二、弹性模量的测量与分析方法弹性模量是岩石力学中最基本的参数之一，它描述了岩石对外力作用下的弹性变形能力。

常用的测量方法包括静力弹性模量测定和动力弹性模量测定。

静力弹性模量测定方法主要是通过施加不同大小的压力或拉伸力，测量岩石样本的应力和应变关系，得到弹性模量。

而动力弹性模量测定方法主要是通过地震波传播的速度和岩石的密度来计算弹性模量。

三、抗压强度的测量与分析方法抗压强度是岩石力学中评价岩石抵抗外力压缩的能力的重要参数。

传统的抗压强度测量方法是在实验室中进行压力试验。

在压力试验中，岩石样本被垂直施加压力，然后记录岩石破裂的压力值。

除了传统方法外，近年来还出现了一些新的测量方法，如非接触式测量方法和声波测量方法。

这些方法不仅提高了测量的准确性，还能够在线实时监测岩石的抗压强度。

四、剪切强度的测量与分析方法剪切强度是岩石力学中评价岩石抵抗剪切破坏的能力的重要参数。

常用的剪切强度测量方法包括剪切试验和直剪试验。

剪切试验是一种常用的测量剪切强度的方法。

在剪切试验中，岩石样本在剪切力的作用下发生破坏，通过记录岩石破坏的剪切力值和剪切位移，可以计算剪切强度。

岩石物理试验技术和模拟分析岩石是地球上最常见的物质之一，研究岩石的物理特性对于地质学、工程学、矿物学等学科非常重要。

因此，岩石物理试验技术和模拟分析成为了研究岩石物理性质的重要手段之一。

一、岩石物理试验技术岩石物理试验技术是研究岩石物理性质的基础。

常用的岩石物理试验技术包括：弹性波速度试验、岩石抗压强度试验、岩石剪切强度试验等。

1.弹性波速度试验弹性波速度试验是研究岩石弹性力学性质的重要手段。

在这种试验中，通过对岩石样本施加调节的压力，测量岩石样本在不同压力下的弹性模量和泊松比，然后再利用这些数据计算出岩石样本的弹性波速度。

弹性波速度是研究岩石物理特性的重要参数之一，可以用于预测岩石破裂和岩层的变形等方面。

2.岩石抗压强度试验岩石抗压强度试验是研究岩石力学性质的基础。

在这种试验中，通过在一个岩石样本的两端施加相反的压力，测量岩石样本的最大承载能力，从而得出该岩石样本的抗压强度。

抗压强度是描述岩石承载能力的重要参数。

这种试验常用于评估岩石的性质和岩石围岩的稳定性。

3.岩石剪切强度试验岩石剪切强度试验是研究岩石变形和切割性质的重要手段。

在这种试验中，将一个岩石样本放在一个支架上，并在顶部施加一个力，使岩石被剪切。

测量岩石样本在不同的施力下的剪切应力和应变，从而得出该岩石样本的剪切强度。

剪切强度可以用来评估岩石围岩的稳定性和挖掘隧道的能力。

二、岩石模拟分析岩石模拟分析是对岩石力学性质的研究和工程实践的重要支撑。

常用的岩石模拟分析技术包括：数值模拟和物理模拟。

1.数值模拟数值模拟是一种通过计算机模拟岩石力学行为的方法。

数值模拟的过程是将岩石样本的物理性质输入到计算机程序中，随后通过程序对这些数据进行操作，最终得出岩石模型的数值结果。

数值模拟可以用于研究岩石的变形和破裂机制，预测岩石的稳定性和强度、预测岩层变形的发展趋势等。

2.物理模拟物理模拟是一种通过实验室等物理手段模拟岩石力学行为的方法。

在物理模拟中，通过制作岩石样本，并通过实验室等设备对其进行施力和变形，模拟出岩石在不同条件下的物理行为。

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。