岩石力学试验报告

1、岩石力学试验报告岩石力学实验指导书及实验报告班级姓名山东科技大学土建学院实验中心编目录一、岩石比重的测定二、岩石含水率的测定三、岩石单轴抗压强度的测定四、岩石单轴抗拉强度的测定五、岩石凝聚力及内摩擦角的测 定（抗剪强度试验）六、岩石变形参数的测定七、煤的坚固性系数的测定实验一、岩石比重的测定岩石比重是指单位体积的岩石（不包括 孔隙）在10511&C下烘至恒重的重量与 同体积4oC纯水重量的比值。一、仪器设备岩石粉碎机、瓷体或玛瑙体、孔径 0.2 或0.3毫米分样筛、天平（量0.001克）、烘 箱、干燥器、沙浴、比重瓶。二、试验步骤1、 岩样制备：取有代表性的岩样300 克左右，用机械粉

2、碎，并全部通过孔径 0.2（或0.3）毫米分样筛后待用。2、将蒸馏水煮沸并冷却至室温取瓶颈 与瓶塞相符的100毫升比重瓶，用蒸馏水洗 净，注入三分之一的蒸馏水，擦干瓶的外表 面。3、取15g岩样（称准到0.001克）得g 借助漏斗小心倒入盛有三分之一蒸馏水的比重瓶中，注意勿使岩样抛撒或粘在瓶颈、将盛有蒸馏水和岩样的比重瓶放在 沙浴上煮沸后再继续煮11.5小时。5、将煮沸后的比重瓶自然冷却至室温， 然后注入蒸馏水，使液面与瓶塞刚好接触， 注意不得留有气泡，擦干瓶的外表面，在天 平上称重得gi。6、将岩样倒出，比重瓶洗净，最后用蒸馏水刷一遍，向比重瓶内注满蒸馏水，同 样使液面与瓶塞刚好接触，不得留

3、有气泡， 擦干瓶的外表面，在天平上称重得 g2o三、结果：按下式计算：gigg2式中：d岩石比重;g岩样重、克；gi 比重瓶、岩样和蒸馏水合重、克;g2 比重瓶和满瓶蒸馏水合重、克;ds室温下蒸馏水的比重、ds 1岩石比重测定记录表测疋 次 数试样 重g（克）牡匕重瓶 丰试样 蒸馏水 合重g1（克）比重 瓶 满瓶 蒸馏 水 合重g2（克）试 样 比 重d岩 石 平 均 比 重d0备 注实验二、岩石含水率的测定岩石在天然状态下所含水分的重量与 岩石烘干后的重量之比为岩石的含水率。一、仪器设备天平、烘箱、干燥箱。二、试验步骤1、从岩样中心取保持天然含水状态的边长约46厘米的立方体试件，即称重得 g

4、i,在现场采取的岩石，测含水率就要用塑 料袋把欲测岩石密封住，保持水分。2、将试件放在105110oC烘箱中烘 至恒重后取出，放置干燥器中冷却至室温， 称重得g2。三、测定结果计算：w g2 100%g2式中：w 岩石天然含水率；g1保持天然水分的试件重量，克;g2烘至恒重的试件重量，克。岩石含水率测定记录表彳试试件天试件烘干试件 含岩石平均备试J 件 编 号然重g1 （克）八八 1 重g 2 （克）口水率w（%）1含水 率 w ( % )注试验三、岩石单向抗压强度的测定一、仪器设备材料试验机、游标卡尺。二、标准试件规格：采用直接为 50mm的 圆柱体，高径比为 2 : 1 ;也可采用50 x

5、 50x 100mm的长方体。三、测定步骤：1、测试件尺寸（试件直径应在其高度 中部两个互相垂直的方向量测，取算术 平均值）填入记录表内。2、选择压力机度盘：一般应满足 0.2PV Pmax V 0.8P式中：Pmax预计最大破坏载荷，KNP 压力机度盘最大值，KN3、开动压力机，使其处于可用状态， 将试件置于压力机承压板中心，调整球 形坐，使试件上下受力均匀， 0.51.0MPa的速度加载直至破坏。四、测定结果的计算： 试件的抗压强度：式中:R 试件抗压强度，MPaP试件破坏载荷，NF试件面积，mm2岩石单向抗压强度测定记录表格试件 编口号岩 石 名 称试 件 含 水 状 态试件尺寸（mm）

6、试 件 面积F(mm2)破 坏 载 荷PN抗 压 强 度RMPa平 均 抗 压 强 度MPa备 注长宽直 径高试验四、岩石抗拉强度的测定（劈裂法）一、仪器设备：材料试验机、劈裂法实验夹具、游标 卡尺。二、试件规格标准试件采用圆盘形，直径 50mm、 厚25mm ;也可采用50 X 50 x 50mm得方形 试件。三、测定步骤：1、2同抗压强度相同。3、通过试件直径的两端，沿轴线方向画两条互相平行的线作为加载基线，把试件 放入夹具内，夹具上下刀刃对准加载基线， 放入试验机的上下承压板之间，使试件的中 心线和试验机的中心线在一条直线上。4、开动试验机，以每秒 0.030.05MPa 的速度加载直至

7、破坏。四、测定结果计算：2P3.14DL式中：Rl岩石单向抗拉强度，MPaP 试件破坏载荷，ND 试件直径，mmL试件厚度，mm抗拉强度测定记录表试 件 编 号岩 石 名 称试 件 含 水 状 态试件寸(mF尺1m)破 坏 载 何PN抗拉 强度RlMPa平均 抗拉 强度MPa备注直 径D厚 度L试验五、岩石的抗剪试验一、仪器设备材料试验机、变角剪切夹具、游标卡尺。二、试件规格标准试件采用50 X 50 x 50mm。三、试验步骤：1、实验机度盘的选择原则与抗压强度 测定之盘选择原则相同。2、测量试件尺寸、选择剪切角度填入 表内。3、把变角剪夹具选好角度，试件放上 后即可以每秒0.5I.OMPa

8、的速度加载 直至破坏。四、测定结果的计算：单个试件剪切破坏面上的正应力、剪应力按 下式计算：PcosFP sinF式中：P试件剪断破坏载荷，NF 剪切面面积，mm2a 试件与水平面夹角。岩石剪切试验记录表岩 石 试 件 编口号岩 石 名 称试 件 含 水 状 态试件寸（r）F尺nm、几剪切面积（mm2）、几剪 切 角 度（ 度）破坏载 荷（N）正应力（MPa）、几剪应力（MPa）备 注长宽五、画强度曲线、求C、值(T量出：C=试验六、岩石变形参数测定一、仪器设备：电阻应变仪、万用表、试验机、电阻 应变片、胶水等。二、试件与抗压强度测定试件的要求相同。三、测定步骤：将电阻应变仪接上电源，预热半小

9、时连 接线路，预调平衡，施加初载荷，检查仪器 工作情况，按每秒0.5I.OMPa的速度逐渐 加载，按估计破坏载荷的十分之一间隔读一 次读数，纪录载荷与应变值。直至破坏。四、测定结果的计算与整理：1、应力按下式计算：P(T F式中：6应力，MPa ;P与应变对应的载荷，N;F试件初始面积，mm2。2、体积应变按下式计算式中：一体积应变值;纵向应变值;横向应变值3、绘制应力一纵向应变曲线；应力一 横向应变曲线；应力一体积应变曲线c4、根据破坏载荷计算单项抗压强度 式中：P破坏载荷，NF试件初始面积，mm25、在应力一纵向应变曲线上，原点与50%抗压强度点连线的斜率即为割线 模量E50。6、在应力一

10、纵向应变曲线上，直线段 的斜率为切线模量Et （通称弹性模量）7、根据应力一纵向应变和应力一横向 应变曲线上对应直线段部分纵向和横 向应变的平均值计算泊松比式中：d应力一横向应变曲线上对应 直线段部分应变的平均值。l应力一纵向应变曲线上对应直线段部分应变的平均值。变形参数测定纪录表格试件长mm、宽 mm、直径mm、面积mm2。纵向 荷载PN纵向 应力MPa纵向 应变l横向 应变d体积应变E50=R=Et=试验八、煤的坚固性系数的测定一、仪器设备：捣碎筒、计量筒、分样 筛（0.5mm）、天平、小锤、漏斗。二、制样：把煤样用小锤制成块度为2030mm小块。称50克为一份、每五 份为一组、称三组。三、测定步骤：将捣碎筒放置在砼或水 泥地板上，放入试件一份，奖2.4kg重 锤提高到600mm高度，使其自由落下 冲击试样，每份冲击三次，把5份捣碎 后的式样装在同一容器中。把每组（5份）捣碎后的试样一起倒 入孔径0.5mm分样筛中筛分，端平分样 筛轻筛，筛动幅度约200mm即可，筛至 不再漏下煤粉为止。把筛下的粉末用漏斗装入计量筒内，轻轻 敲打使之密实，然后轻轻插入具有刻度的 活塞尺与筒内粉末面接触。在计量筒口相 平处读数L。当L >