岩石力学试验指导书.docVIP

《》 实验指导书 编 写 ?西北农林科技大学水利与建筑工程学院?? ?2011年?月目　录 第一章　岩石抗拉强度试验 1 1.1 实验目的、原理 1 1.2 试样制备、使用仪器及材料 1 1.3 实验步骤 1 1.4 实验过程原始记录、成果及分析 1 第二章　岩石变形试验 2 2.1 实验目的、原理 2 2.2 试样制备、使用仪器及材料 2 2.3 实验步骤 2 2.4 实验过程原始记录、成果及分析 2 参 考 文 献 4 第一章　岩石抗拉强度试验 1.1 实验目的、原理 抗拉强度试验采用劈裂法，适用于能制成规则试件的各类岩石。劈裂法是在圆柱体试样的直径方向上，施加相对的线性荷载，使之沿试样直径方向破坏的试验，间接测定岩石的抗拉强度。 1.2 试样制备、使用仪器及材料 试件应符合下列要求： （1）圆柱体试件的直径宜为48～54mm，试件的厚度宜为直径的0.5～1.0倍，并应大于岩石的最大颗粒的10倍。 （2）其他应符合实验四的要求。 主要仪器包括： （1）钻石机、锯石机、磨石机、车床等。 （2）测量平台。 （3）材料试验机。 1.3 实验步骤 （1）通过试件直径的两端，沿轴线方向划两条相互平行的加载基线。将两根垫条沿加载基线，固定在试件的两端。 （2）将试件置于试验机承压板中心，调整球形座，使试件均匀受荷，并使垫条与试件在同一加荷轴线上。 （3）以每秒0.3～0.5MPa的速度加荷直至破坏。 （4）记录破坏荷载及加荷过程中出现的现象，并对破坏后的试件进行描述。 1.4 实验过程原始记录、成果及分析 岩石抗拉强度按下式进行计算： （1） 式中 Rt—岩石的抗拉强度（kPa） Pmax—试样破环时最大荷载值（kN） D—试样直径（m） L—试样厚度（m） 表1 岩石抗拉强度试验记录计算表 试样 编号 岩石 名称 含水 状态 试样尺寸 破坏最大荷载 （kN） 单轴抗拉强度 （kPa） 平均值 （kPa） 平均厚度(mm) 平均直径（mm） 备注 描述试验破坏形态 第二章　岩石变形试验 2.1 实验目的、原理 在纵向压力作用下测定试样的纵向和横向变形，然后计算岩石的弹性模量和泊松比。弹性模量是指纵向单轴压缩应力与纵向应变之比。一般取单轴抗压强度的50%作为应力和该应力下的纵向应变值进行计算，根据需要也可以确定任何应力下的弹性模量。 泊松比是横向应变与纵向应变之比，一般取单轴抗压强度的50%时的横向应变值和纵向应变值计算。根据需要也可以确定任何应力下的泊松比。 根据岩样的含水状态，按照规程的规定可测出岩石试样烘干状态下和饱和状态下岩石的弹性模量和泊松比。 应注意的是当用电阻片测定变形时，应在试样饱和之前对电阻片进行防潮处理。 2.2 试样制备、使用仪器及材料 采用钻石机、锯石机、磨石机等制样设备取出圆柱体岩芯在室内进行加工，试样加工精度和尺寸要满足下列要求： 试样直径为50mm，直径误差不得超过1mm。高度为100mm，高度误差不得超过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°，在钻、切、磨制试样过程中，不允许有人为裂隙出现。量测试样尺寸，检查试样加工精度，并记录试样加工过程中的缺陷，要求量测准确至0.02mm。 试验前要对岩石的颜色、结构、矿物成分、颗粒大小、胶结物性质等特征进行描述，并记述受载方向与层理、片理及节理裂隙之间的关系，节理裂隙的发育程度及其分布。 2.3 实验步骤 试验用压力机应能连续加载且没有冲击，具有足够的吨位，并在总吨位的10%～90%之间进行试验，压力机的承压板，必须具有足够的刚度，压力机还须具有球形座，板面须平整光滑，试样上下两端加的辅助承压板直径不小于试样直径，且也不宜大于试样直径的两倍，并有足够的刚度，板面须平整光滑。压力计应符合国家计量标准的规定。 2.4 实验过程原始记录、成果及分析 （1）弹性模量按下式进行计算： （2） 式中 E50—弹性模量（kPa） σ50—相应于抗压强度50%的应力值（kPa） ε50—应力为抗压强度50%时的纵向应变值。 （2）泊松比按下式进行计算： （3） 式中 μ—泊松比； εd50—应力为抗压强度50%时的横向应变值； εl50—应力为抗压强度50%时的纵向应变值。 表2 岩石变形试验记录计算表 试样 编号 岩石 名称 含水 状态 试样尺寸 纵向荷载 (k