岩石物理力学标及试件尺寸效应试验指导书及试验报告(2010年修订).doc

岩石物理力学指标及单轴抗压强度试件尺寸效应系数试验指导书及试验报告 课程名称：土木工程地质 实验课时：4课时 班 级： 组 数： 学 号： 姓 名： 一、基本原理 岩石的物理指标与力学指标有着密切的联系，岩石的含水量和密度直接影响其抗压强度。在荷载作用下岩石发生变形，随着荷载的增加变形加剧，岩石开始局部破坏出现微裂隙，外荷继续增加，达到或超过某一数值时，微裂隙扩展并逐渐互相连接发展成破裂面，于是岩石变形就转化为岩石破坏。 岩石的强度是指岩石抵抗外力破坏的能力。实验证明，岩石的抗压强度大小与试件的尺寸大小有关，一般来说，试件的尺寸越大，其抗压强度越小。规范规定，抗压标准试件尺寸为Φ50mm×100mm，而实际工程试验中，因为岩块的厚度过小或结构面的存在，使制得的试件尺寸往往与标准尺寸不同，有时偏小，有时偏大，使测出的强度与标准件强度有差异，这种差异可通过尺寸效应系数修正，本试验将通过不同尺寸的试件强度对比得到此修正系数。 本次试验主要测定岩石的密度、含水率、不同高度柱体试件的抗压强度及尺寸效应修正系数。 二、实验要求 要求学生了解岩石试样加工制备的全过程，会正确操作使用各种仪器设备。 正确计算出岩石的密度、含水量、单轴抗压强度及尺寸效应修正系数，并结合有关规范，对其允许承载力作出评价。 三、仪器设备 试样加工设备：岩石钻芯机、切割机、磨片机、烘箱、天平、游标卡尺等 试验设备：压力机等。 四、操作步骤 按要求加工圆柱试件2个，其中一个尺寸为Φ50mm×100mm，另外一个尺寸为Φ50mm×50mm，并切平磨光两端，并在试件两端面编号。 在加工试件过程中取两块40克以上的岩块(以供测含水率)，分别编号，并用天平称出两岩块的质量，记录在下表中，然后将两岩块置于恒温105~110的烘箱中，8小时后取出称出干岩块的质量，产记录在下表中。 将2个试件分别称出质量，记录在相应的表格里；用游标卡尺量出各试件的高和直径，记录在相应的表格里。 将试样置于压力机下承压板正中央，将上下承压板对正，不能偏心，并注意观察试样是否与上承压板均匀接触，如不密合，应予以纠正。 将压力表调至零点，并以每秒0.5~1.0Mpa的加荷速度加压，加压过程中应仔细观察试样变化情况，直至试样完全破坏为止，并记下破坏时的压力表读数P(kN)。 五、计算整理 岩石密度的计算： ρ=m/V 岩石天然含水率的计算： w=mw/md×100% 岩石的单轴抗压强度的计算： R=P/A 抗压强度尺寸效应系数的计算： Ks=RL/RH 试中：ρ为试件密度；m为试件质量；V试件体积；w为天然含水量；mw为试样中水的质量；md为试样烘干后的质量；R为岩石极度限抗压强度（MPa）；P为试样破坏时的荷重（kN）； A为试样承压面积（mm2）。 岩石物理力学指标试验计算表 试验日期： 本组人员： 试验 项目 试件 编号 试件 质量(g) 试件 尺寸(mm) 密度(g/cm3) 平均 密度(g/cm3) 极限 荷载(kN) 抗压 强度(MPa) 平均抗 压强度 (MPa) 尺寸 效应系数 (Ks) 抗压 试验 含水率 试验 试件 编号 试件 湿质量(g) 试件湿 质量(g) 试件 含水量(g) 含水率(%) 平均含水率(%)