岩石力学与岩体实验指导书及报告.doc

岩石力学与岩体实验指导书及报告 （内部资料） 矿业工程学院实验总室 2011年6月 实验一 岩石单轴抗压强度测定 一、实验目的： 测定岩石的单轴抗压强度。 二、实验方法： 将圆柱体岩石试样放在压力实验机上进行单轴压缩实验，试件破坏瞬间受压面上的极限应力值为该岩石的抗压强度。 （一）实验前的准备工作 1、试件制备。描述和尺寸测量见变形实验。 每组试件数根据实际情况而定，但最好不少于三块。 （二）实验步骤 1、试件安装 将准备好的岩石试件放在压力实验机上、下加压板的中心位置，试件整个断面应与加压板严密接触，若不合要求，应予处理。 2、施加载荷 保持恒定的应力速率（50～100N/cm2/s）对试件连续加载至破坏为止，记录破坏载荷数值。描述试件的破坏情况，描述内容见岩石抗拉强度实验。“施加载荷”部分，并记入记录表3－2内，发现试件初裂后仍能继续承受载荷，应记录出裂时的载荷值。 三、计算岩石的抗拉强度 岩石的（单轴）抗压强度按下式计算： 式中： －岩石抗压强度 （MPa）； P－试件破坏时施加的最大载荷 KN； A－试件横截面积 cm2。 表3－2 岩石（单轴）抗压强度实验记录 岩样编号 试件 编号 试样尺寸（厘米） 试件面积（cm2） 破坏载荷（KN） 抗拉强度（MPa） 备注 直径 厚度 实验二 岩石单轴抗拉强度测定 一、实验目的： 测定岩石的抗拉强度。 二、实验方法： 本实验采用劈裂法测定岩石的抗拉强度。 （一）实验前的准备工作： 主要是试件的制备、描述和尺寸测量。 （1）采用圆盘试件。试件直径（D）为50毫米，厚度（T）为25毫米（T/D=0.5）。 （2）试件两端面应平等，试件轴心线与断面应垂直，二者的最大偏差均不得大于0.2毫米。试件表面光滑平整。试件数目据实际情况而定，但最好不少于10块。 （3）测量试件尺寸。圆盘试件测直径和厚度。沿厚度（T）上、中、下三个部位分别测直径，取三次测量的平均值为试件的直径。沿预定加载方向上、中、下三个部位测定试件厚度，取三次测量的平均值为试件的厚度。方片形试件参照圆盘形试件确定规格，测量其尺寸。 （二）试件安装 将试件安装于抗拉模具上，要将试件安放在模具的中心线上，避免偏心加载。 2、施加载荷 操纵压力实验机，对试件施加载荷。加载速率每秒100N，至试件破坏为止。记录破坏时载荷数值。描述试件的破坏情况，其内容包括：记述破坏面情况与最大主应力方向的夹角、破坏面上颗粒的完整情况、破坏面是否平整、是否沿预定的面破坏以及实验过程中的特殊情况等。 三、计算 按下式计算岩石抗拉强度： 式中：－岩石的抗拉强度（MPa）； －破坏载荷 KN； D－试件的直径 cm； T－试件的厚度 cm； 以每组试件抗拉强度的算术平均值作为该种岩石的抗拉强度。 岩石抗拉强度实验记录表 取样地点： 实验日期 年 月 日 岩石名称： 岩样编号 试件编号 试样尺寸（厘米） 破坏载荷（KN） 抗拉强度（MPa） 备注 直径 厚度 实验三 岩石抗剪强度测定 一、实验目的 本实验为完整岩石规则试件剪切实验。其目的在于测定岩石的剪切破坏瞬间，破坏面的应力分量－正应力（）和剪切力（）之间的关系，绘制岩石的抗剪断曲线，确定内聚力（c）和内摩擦角（）值。 二、实验方法 1、采用直径（D）为50毫米，高50毫米的圆柱体，或者边长为50毫米的正方体岩石试件。 2、试件各面平整，各端面对轴线应垂直，最大偏差不超过0.05毫米。 3、按照规定的剪切方向和试件放置角度，在每个试件上标注剪切面和剪切角度。 4、测量试件尺寸。按照剪切面，测量两垂直边（或直径和高）的尺寸。每边都要测两端和中间三个部位。取其平均值。精度为0.1毫米。 三、实验步骤 1、将剪切装置的上半部分和下半部分分别安置到压力实验机上、下加压板上，打开定位销，调整剪切角度。 2、在调整好角度的剪切装置上，安好钳口，放上试件，使剪切装置的钳口与预定剪切面平齐并严密接触。开动压力实验机，使加压板与剪切装置平稳接触。 3、施加载荷，保持恒定的加载速度（50～100N/cm2/s）对试件连续加载至破坏为止，记录破坏载荷数值。描述试件的破坏情况，描述内容见岩石抗拉强度实验。“施加载荷”部分。 四、计算 1、按下式计算岩石试件剪切破坏时破坏面上的剪应力和正应力： MPa MPa 式中：　 P－试件破坏时的最大载荷 KN； 　　　 A－剪切破坏面的面积 cm