岩石弹性模量变形模量泊松比试验作业指导书.docVIP

岩石弹性模量、变形模量、泊松比试验作业指导书

1依据

(1)《水利水电工程岩石试验规程》SL264-2001；

(2)《工程岩体试验方法标准》GB/T50266-2013；

(3)《水利水电工程岩石试验规程（补充部分）》DL/T5368-2007。

2目的及范围

2.1目的

编制本作业指导书是为了规范、准确的完成对岩石单轴压缩变形试验的弹性模量及变形模量的测定。

2.2范围

本作业指导书可分为电阻应变片法和千分表法，适用于能制成规则试件的各类岩石。坚硬和较坚硬的岩石宜采用电阻应变片法，较软岩宜采用千分表法，对于变形较大的软岩和极软岩，可采用百分表测量变形。

3.仪器设备

(1)钻石机、锯石机、磨石机；

(2)测量平台；

(3)烘箱和饱和设备；

(4)万用电表、兆欧表；

(5)静态电阻应变仪；

(6)千（百）分表；

(7)测量表架；

(8)材料试验机。

4.试验步骤

4.1试件制备

4.1.1试件可用岩心或岩块加工制成，试件在采取、运输和制备过程中应避免扰动。

4.1.2试件尺寸应符合下列规定：

(1)圆柱体直径或方柱体边长宜为48~54mm。

(2)含大颗粒岩石的试件直径或边长应大于最大颗粒尺寸的10倍。

(3)试件高度与直径或边长之比宜为2.0~2.5。

4.1.3试件加工精度应符合下列规定：

(1)试件高度直径或边长的允许偏差为±0.3mm。

(2)试件两端面的不平整度允许偏差为±0.05mm。

(3)端面应垂直于试件轴线允许偏差为±0.25°。

(4)方柱体或立方体试件相邻两面应互相垂直允许偏差为±0.25°。

4.1.3试件含水状态可根据需要选择天然状态、烘干状态或饱和状态，并应符合下列规定：

(1)天然状态：应在试样拆除密封后立即制备试件并测定其天然含水率。

(2)烘干状态：对于不含矿物结晶水的岩石，应在105~110℃的恒温下烘24h。对于含有矿物结晶水的岩石，应降低烘干温度，可在40±5℃恒温下烘24h

(3)饱和状态：采用自由吸水法测定岩石自然吸水率时，应将试件放入水槽，先注水至试件高度的1/4处，以后每隔2h分别注水至试件高度的1/2和3/4处，6h后全部浸没试件。试件全部浸入在水中自由吸水48h后，取出试件拭干表面水分并称量。

对自由吸水后的试件进行强制饱和，采用煮沸法饱和试件时，煮沸容器内的水面应始终高于试件，煮沸时间不得少于6h。经煮沸的试件应放置在原容器中冷却至室温，取出试件拭干表面水分并称量。

采用真空抽气法饱和试件时，饱和试件的容器内的水面应高于试件，真空压力表读数宜为100kPa，直至无气泡逸出为止，但抽气时间不得少于4h，经真空抽气的试件应放置在原容器中，在大气压力下静置4h，取出试件拭干表面的水分并称量。。

4.2试件描述

(1)岩石名称、颜色、矿物成分、风化程度。

(2)试件层理、节理、裂隙及其与加载方向的关系。

(3)试件在加工过程中出现的问题。

(4)贴片位置或测表触点部位。

(5)含水状态。

4.3方法步骤

4.3.1加载方法和稳定标准应符合下列规定：

(1)加载方法宜采用逐级一次连续加载法，根据需要可采用逐级一次循环法或逐级多次循环法，每次循环退载至0.2~0.5kN的接触载荷。

(2)最大循环载荷为预估极限载荷的50%，宜等分五级施加，至最大循环载荷后再逐级加载直至破坏。

(3)加载采用时间控制，施加一级载荷后立即读数，1min后再读数一次，即可施加下一级载荷。

4.3.2电阻应变片法试验步骤应符合下列规定：

(1)选择电阻应变片。应变片栅长应大于岩石矿物最大颗粒粒径的10倍，小于试件半径。同一组试件的工作片与温度补偿片的规格和灵敏系数应相同，电阻值允许偏差为±0.1Ω。

(2)在试件中部选定互相垂直的两对面，以相对面为一组，分别为贴纵，横向应变片的位置，贴片位置应尽量避开裂隙或斑晶。在互相垂直且与纵轴成的方向上用零号砂纸将贴片位置打磨，并用酒精擦洗干净。

(3)在贴片位置均匀涂抹一层防潮胶液，厚度不应大于0.1mm，面积约为20mm×30mm

(4)应变片应牢固地贴在试件上，纵、横向电阻应变片的数量均不应少于2片。

(5)焊接导线。在应变片表面涂抹一层防潮胶液，厚约2mm。系统绝缘电阻值应大于200MΩ。

(6)将试件置于试验机承压板中心，上、下承压板与试件之间放置与试件相同直径的刚性垫块，垫块厚度与直径之比不应小于0.5。

(7)调整球形座，使刚性垫块与试验机上下承压板均匀接触，受力对中，在试件调平过程中，接触载荷范围内相对两纵向应变值之差不得大于一倍。

(8)按规定的加载方式和载荷分级，以每秒0.5~1.0MPa的速率加载，逐级测读载荷与应变值，直至试件破坏。测值不宜少于10组。

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