七、点荷载试验

七.点荷载实验1.试验的目的及意义（1） 了解点荷载试验仪器的基本构造、基本性能、工作原理和使用方法；（2） 掌握点荷载试验的基本步骤和方法；（3） 培养学生试验的动手能力和科学研究的分析能力；（4） 用点荷载强度为岩石分级及按经验公式计算岩石的抗压强度参数提供依据。2•试验的适用范围点荷载试验适用于所有岩石，试验的基本原理点荷载试验是将岩石试样置于两个球形园锥状压板之间，对试样施加集中荷载，直至破坏，然后根据破坏荷载求得岩石的点荷载强度。点荷载强度，可作为岩石强度分类及岩体风化分类的指标，也可用于评价岩石强度的各向异性程度，预估与之相关的其它强度如单轴抗压强度和抗拉强度等指标。试验仪器及制样工具点荷载试验仪：如下图所示，它包括：1.鬼傑；2一手搖卧嵐油乗：3•千斤顶=筑球面瓜夹I向称枷荷堆》；5-湘压衣；6.游挣杯只：7.诚挣（1） 加载系统，由摇式油泵、承压框架，球端园锥状压板组成。油泵出力一般约为50kN：加载框架应有足够的刚度，要保证在最人破坏荷载反复作用卜•不产生永久性扭曲变形；球端园锥状压板球面曲率半径为5mm,园锥的顶角为60°（见卜图），采用坚硬材料制成。点術我试验加思国（2） 油压表：量程约为lOMPa,其测量精度应保证达到破坏荷载读数（P）的2%,整个荷载测量系统应能抵抗液压冲击和振动，不受反复加载的影响。（3） 标距测屋部分：采用Odnm刻度钢尺或位移传感器，应保证试样加荷点间的测量精度达±02mm。试验步骤（D试样制备1） 试样分组：将肉眼可辨的、工程地质特征大致相同的岩石试样分为一组，如果岩石是各向异性的（如层理、片理明显的沉积岩和变质岩），还应再分为平行和垂直层理加荷的亚组，每组试样约须15块。2） 本试验可用岩芯样，规则或不规则岩块样，对不同形状试样的尺寸要求如下：岩芯径向试验，试样的径长比应大于1.0:轴向试验，试样的径长比应等于或小于1.0:不规则岩块样，其长（L）、宽（W）、高（h）应尽可能满足LMWMh（图9-3d）,试样高度（h）-般控制在05~10cm间，使之能满足试验仪器加载系统对试样尺寸的要求，另外，试样加荷点附近的岩面要修平整。3） 根据试验要求对试样进行烘干或饱水处理。烘干试样：是在105~110°C温度下烘干12h：饱水试样，是先将试样逐步浸水，按试样高的1/4、1/2、3/4及4/4等份用6h将试样全部浸入水中（如试样高度很小，允许分1/2、1等份浸水），自由吸水48h,然后用煮沸法或真空抽气法饱和试样。（2） 描述试样描述内容：除岩性外，重点应对其结构构造特征（如颗粒粗细，排列以及节理、层理等发育特征）及风化程度等进行描述。（3） 试样尺寸粗测对岩芯样及规则样，分别量测各试样的长（L）、宽（W）、高（h）的尺寸；对不规则岩块样，可过试样中心点测量试样的长（L）、宽（W）、高（h）的尺寸。（4） 安装试样试样安装前，先检查试验仪器的上、下两个加荷锥头是否准确对中，然后将试样放置试验仪中，摇动手摇油泵升起下锥头，使加荷锥头与试样的最短边方向（即h方向）紧密接触，注意让接触点尽量与试样中心重合。若需要测定结构面（层理、片理、节理等）的强度，则应确保两加点的連线在同一结构中，如图94所示。（5） 加荷试样安装后，调整压力表指针到零点，以在1360秒钟内能使试样破坏（相当于每秒005-01MPa）的加荷速度匀速加荷，直到试样破坏，记下破坏时的压力表读数（F）o6•试验数据点荷叔试验记录我试样■:D（点荷载距离jwn）W（点荷載宽jun）仆网De（有效半径帧）压力表P破坏荷我kg/cn2Is（如F（修正系数）Is50（点荷我强度腕a）备注155651430067.4843.72.0920.00015911.1620.000533669青砖255571251063.1953.12.Oil0.00051181.1240.0005751青砖350701400066.7731.22.1720.00018711.1560.000562958青砖152511123259.80912.110.00059831.0910.000651309青砖55015900053.5373.22.0120.0007021.0350.000726371青砖616971781875.3939.32.9880.00052571.2280.000615507饶结破■19651274063.6971.71.7720.00013671.1290.000192915粘土瞬81918910854.7371.31.7080.00057011.0160.000596151粘土砖91950980055.8661.21.6920.00051211.0570.000573051粘土瞬101939761149.3101.11.6760.00068850.9930.000683905粘土瞬111932627244.69311.660.00083110.9150.000785716粘土砖121350860052.3310烧结砖（未压坏）133558812050.8530.31.5180.00059861.0080.000603693砂浆破1465531378066.2160.51.580.000361.1510.000111412砂浆破1555551210062.0773.62.0760.00053871.Ill0.000600275红砖1651571231262.6183.62.0760.00052951.1190.000592507红砖1751871879277.3610红砖（未压坏）185338805650.65221.820.00070911.0060.000713993红砖1953651378066.2161.12.1560.00019131.1510.000565189红砖2051511101659.2313.52.060.00058721.0880.000639089红砖2151551122059.7773.62.0760.0005811.0930.00063525红砖2250691380066.2912.51.90.00013231.1510.000197802红砖7.试验数据处理（1）计算试破坏荷载由于在实验过程中使用的是油压泵提供荷载，油压泵在实验之前做过率定工作，所以荷载值都是通过率定曲线来确定，率定曲线在后面的附表当中。（2） 按下式计算试样的破坏面枳和等效园直径的平方值对于岩心试样或者方块不规则试样等效面积几o4xlVxD式中D—一在试样破坏面上测量的两加荷点之间的距离（mm）；W一一试样破坏面