岩体力学试验指导书.doc

PAGE  岩石力学试验指导书 王 生 编 写 吉林大学 2009年5月18日 目 录 前 言 …..………………………………………………….1 实验一 岩石抗压强度实验………………………………….2 实验二 岩石变形（弹性模量与泊松比）实验6 实验三 岩石抗拉强度实验………………………………….12 实验四 岩石抗剪断强度实验……………………………….16 实验五 岩石三轴剪切强度实验…………………………….21 六 试验报告的基本要求………………………………..25 七 问答思考题 ………………………………………..26 PAGE 30  PAGE 1 前 言 岩体力学是一门基础理论学科，同时也是一门实践性很强的学科。试验课的内容也是本学期重要的教学环节之一。它不仅是消化和巩固课堂讲授内容的有效途径，也是以后工作中、工程上常遇见的重要指标。 所以，通过室内岩石力学试验，使同学们更好地巩固和深化理解课堂上所学的专业理论知识，掌握室内试验的基本原理、方法和步骤，培养同学们动手能力，掌握试验基本功，进行资料整理，分析试验结果的可靠程度，提交试验报告，都具有重要的实际意义。 目前，随着国民经济的迅猛发展，建筑工程日趋大型化，地基基础埋深不断增加。例如，大中型城市高层建筑物、核电站、地铁、公路、铁路线路及隧洞、煤田、露天开采、石油、冶金、矿山开采、竖井及巷道、筑路、架桥、水利水电、交通运输、山体边坡、水库坝基、工业与民用建筑和国防建设的需要，对地表及深部的基岩性质作全面的了解，尤其是近些年建筑石材的开发和利用，都需要有室内试验，提供试验数据，供设计部门、生产单位合理利用。 目的与意义：岩石力学实验教学是《岩体力学》课程教学计划中实践教学的主要环节。岩石力学实验教学的目的在于通过实验教学使学生了解并掌握岩石力学性质实验的基本方法、操作步骤，了解仪器设备的性能，以及使用中的注意问题。同时培养学生实际动手能力和解决实际问题的工作能力，并通过实验进一步加深理解岩石力学性质的物理本质，以及力学破坏机理，为以后的生产工作，科学研究奠定实验工作基础， 岩石抗压、抗拉、抗剪断、岩石三轴试验是岩石力学性质的主要组成部分。 在工程地质实践中，最常用的指标有：岩石的抗压、抗拉、抗剪断强度指标。在建筑石材中，抗压、抗折（弯）强度，肖氏硬度、光泽度为重要指标。 本学期岩石力学试验课有五个试验内容： 岩石单轴抗压强度试验：R； 岩石变形（弹模和泊松比）试验：E、μ； 岩石抗拉强度试验：σt； 岩石抗剪断试验：c、φ； 岩石三轴试验：c，、φ，； 试验一 岩石单轴抗压强度试验 （一）目的与意义 本实验的目的是测定岩石受压破坏时的极限应力值 （二）定义 岩石单轴抗压强度是试件在无侧限条件下受轴力作用破坏时，单位面积上所承受的荷载，岩石在单轴受压至破坏时的压应力值，即岩石抗压强度，用R表示。 岩石抗压强度是岩石力学强度中最基本的指标之一。在进行洞室、巷道、建筑物地基稳定计算及评价，以及建筑石材的选择中，抗压强度是必不可少的指标。抗压强度在工程上应用极为重要和广泛，与其它物性指标，如声波速度、密度、变形特性有着密切关系。 岩石抗压强度试验极其简单，计算非常容易。但是实际应用上并非如此，除矿物含量、颗粒大小、结构、构造、含水量、孔隙率等内在因素外，外界条件，如试件的形态、径高比、加工精度及加荷速率等，对试验结果也有很大影响。 （三）基本原理 岩石单轴抗压强度的测定，一般采用直接压坏标准试件的方法，常与岩石静力变形摸量实验同步进行。 （四）设备与材料 岩石抗压强度实验必须加工标准的规格试件 1．加工设备：（1）岩石钻样机；（2）岩石切样机；（3）岩石磨石机； （4）金刚研磨料；（5）金刚石锯片；（6）金刚石钻头。 2．实验设备：（1）WE-10B万能材料实验机；（2）2000kN液压式压力实验机；3．实验材料：（1）游标卡尺精度2%；（2）低温抗磨液压油；（3）记号笔； （4）三角板；（5）标准试件，Φ5.00×10.00cm；（6）记 录表格。 （五） 影响抗压强度因素有 1．内在因素 （1）、矿物成分：岩石中石英、长石、角闪石、辉石含量越多，抗压强度越高。反之，岩石中云母、高岭石、蒙脱石、绿泥石、滑石含量越多，强度越低。 （2）、结构：同种岩石，细粒结构比粗粒结构的岩石强度高。 （3）、岩石随含水量增加，强度降低。 （4）、垂直层理受力比平层理受力强度高。 （5）、胶结物：硅质胶结强度最高，依次铁质、钙质，泥质胶结最差。 （6）、风化程度：弱风化强度高，全风化强度低。 2．外界因素 （1）、试件形态，包括试件的相对尺寸、断面、形状以及径高比、加荷速率等。 试件有圆柱形、正方形、立方