岩体力学B实验教学大纲

岩体力学B实验教学大纲01．教学单位名称：建设工程学院02．实验中心名称：地质工程实验教学中心03．课程名称：岩体力学04．课程代码：63200705．课程类别：专业教育课06．课程性质：必修07．课程学时：48学时，其中含实验8学时08．课程学分：309．面向专业：地质工程（工程地质方向）10．实验课程的教学任务、要求和教学目的教学目的与任务：《岩体力学》是工科高等学校地质工程专业的一门主干专业基础课，在培养学生专业基础知识、创造性思维、综合分析能力和地质工程实践能力方面占有重要的地位。实验教学的目标在于使学生在获得理论知识的基础上，开展岩石单轴抗压、抗剪、抗拉试验及岩石三轴试验等，通过学生直接进行操作和分析，使学生直接掌握相应岩石力学参数获取方法的实验技能，学会按实验规范进行实验操作获取参数的能力。通过实验教学，使学生具备下列能力：（1）实验一：岩石单轴抗压变形试验通过测定规则形状的岩石试样在单轴压力作用下的纵向、横向变形量，绘制应力—应变曲线，从而求得岩石弹性模量和泊松比的能力。（2）实验二：岩石单轴抗压强度试验能够通过测定规则形状的岩石试样在单轴压力作用下，岩石受压破坏时的极限应力值，确定岩石单轴抗压强度指标的能力。（3）实验三：岩石抗拉强度试验（劈裂法）通过对规则形状岩石施加对线形荷载使试件沿直径或边长方向破坏，间接测定岩石的抗拉强度的能力。（4）实验四：岩石抗剪强度试验（直剪法）通过对规则形状岩石施加不同法向应力，得到相应的剪断破坏时的剪应力，进而由绘制的曲线及库仑定律得出抗剪强度指标、值的能力。（5）实验五：岩石三轴试验（常规三轴）通过测定有限侧压条件下岩石的强度及变形特征，能够结合单轴抗拉、单轴抗压试验结果，确定岩石的极限应力圆包络线（强度包络线）的能力。11．学生应掌握的实验技术及实验能力学生应掌握制样、装样、试验操作整个试验环节，具备数据处理和分析的基本技能，以及掌握试验报告的编写。综合类实验，学生应设计实验方案。12．开设实验项目开设实验项目一览表实验项目编号实验项目名称实验类型实验性质实验学时每组人数首次开出年月63200701岩石单轴抗压变形试验验证型必做2419900363200702岩石单轴抗压强度试验验证型必做2419900363200703岩石抗拉强度试验（劈裂法）验证型必做1419900363200704岩石抗剪强度试验（直剪法）验证型必做1419900363200705岩石三轴试验（常规三轴）验证型必做2419900313．实验教材或指导书或主要参考资料（1）蔡美峰，《岩石力学与工程》（第二版），科学出版社，2013年9月。（2）《工程地质手册》编委会，《工程地质手册》（第四版），中国建筑工业出版社，2007年2月第四版；（3）长春地质学院工程地质教研室，《工程岩土学》，地质出版社，1980年。14．考核要求、考核方式及成绩评定标准（1）考核方式考核学生在实验过程中的实际动手能力和完成的实验报告水平。（2）成绩评定标准成绩评定采用百分制，按考核点得分和权重，计算得到总成绩。具体如下：表1岩石单轴抗压变形试验成绩评定标准考查点评分90-10080-8970-7960-6960以下实验操作规范性（权重5%）全面按规范操作，操作步骤完整、顺序正确规范操作较好，步骤基本完整，操作顺序基本正确。但部分操作不十分规范规范操作性一般，步骤完整，但存在操作顺序不正确的操作基本按规范操作，存在实验步骤不完整和操作顺序不正确的现象操作不规范，危险操作实验试样加工的精度（权重10%）能够正确使用金刚石锯片加工出符合实验规范要求的岩石样本能够正确使用金刚石锯片加工出基本符合实验规范要求的岩石样本能够使用金刚石锯片加工出基本符合实验规范要求的岩石样本使用金刚石锯片加工出的岩石样本经再次修正后符合规范要求不能加工出符合规范要求的岩石样本试样描述及应变片安装（权重20%）能够准确全面的描述试样并正确粘贴应变片，连接电阻应变仪器能够准确描述试样并正确粘贴应变片，连接电阻应变仪器能够恰当地描述试样并正确粘贴应变片，连接电阻应变仪器能够合理描述试样并正确粘贴应变片，连接电阻应变仪器描述试样不正确，粘贴应变片不能使用实验数据完整性（权重10%）能够准确记录试验过程中各级应力下的轴向、横向应变值。能够全面记录试验过程中各级应力下的轴向、横向应变值。能够记录试验过程中各级应力下的轴向、横向应变值。基本能够记录试验过程中各级应力下的轴向、横向应变值。没有记录实验数据绘制试样各种应力应变曲线（权重20%）能够正确绘制试样的轴向、横向及体积应力应变曲线能够较好地绘制试样的轴向、横向及体积应力应变曲线能够正确绘制试样的轴向、横向应力应变曲线能够绘制试样的轴向、横向应力应变曲线不能绘制应力应变曲线参数计算的准确性（权重20%）能够按公式准确计算试样的弹性模量、变形模量、泊松比能够按公式较准确计算试样的弹性模量、变形模量、泊松比能够按公式计算试样的弹性模量、变形模量、泊松比能够按公式计算试样的弹性模量、泊松比没有进行参数计算实验报告书写的规范性（权重10%）提交了实验报告，内容完整、书写认真、图表规范

提交了实验报告，内容完整、书写认真、图表规范性一般提交了实验报告，内容完整、书写较认真、图表规范性一般提交了实验报告，内容不完整、书写基本认真、图表基本规范未提交实验报告团队协作精神（权重5%）主动做好分配的任务，并主动协作同组成员主动做好分配的任务，需要提醒才能协作同组成员能够做好分配的工作，能够协作，但很少协助同组成员。需要提醒才能做好分配的任务，能够协作，但很少协助同组成员。拒绝合作表2岩石单轴抗压强度试验成绩评定标准考查点评分90-10080-8970-7960-6960以下实验操作规范性（权重10%）全面按规范操作，操作步骤完整、顺序正确规范操作较好，步骤基本完整，操作顺序基本正确。但部分操作不十分规范规范操作性一般，步骤完整，但存在操作顺序不正确的操作基本按规范操作，存在实验步骤不完整和操作顺序不正确的现象操作不规范，危险操作实验试样加工的精度（权重10%）能够正确使用金刚石锯片加工出符合实验规范要求的岩石样本能够正确使用金刚石锯片加工出基本符合实验规范要求的岩石样本能够使用金刚石锯片加工出基本符合实验规范要求的岩石样本使用金刚石锯片加工出的岩石样本经再次修正后符合规范要求不能加工出符合规范要求的岩石样本试样描述（权重20%）能够准确全面的描述试样能够准确描述试样能够恰当地描述试样能够合理描述试样描述试样不正确实验数据完整性（权重10%）能够准确记录试验过程中各级应力下的轴向、横向应变值。能够全面记录试验过程中各级应力下的轴向、横向应变值。能够记录试验过程中各级应力下的轴向、横向应变值。基本能够记录试验过程中各级应力下的轴向、横向应变值。没有记录实验数据参数计算的准确性及破坏类型描述（权重30%）能够按公式准确计算试样的抗压强度，判断破坏类型并画素描图能够按公式准确计算试样的抗压强度，判断破坏类型能够按公式准确计算试样的抗压强度，破坏类型判断失误并画素描图能够按公式准确计算试样的抗压强度，破坏类型判断不正确没有进行参数计算实验报告书写的规范性（权重10%）提交了实验报告，内容完整、书写认真、图表规范

提交了实验报告，内容完整、书写认真、图表规范性一般提交了实验报告，内容完整、书写较认真、图表规范性一般提交了实验报告，内容不完整、书写基本认真、图表基本规范未提交实验报告团队协作精神（权重10%）主动做好分配的任务，并主动协作同组成员主动做好分配的任务，需要提醒才能协作同组成员能够做好分配的工作，能够协作，但很少协助同组成员。需要提醒才能做好分配的任务，能够协作，但很少协助同组成员。拒绝合作表3岩石抗拉强度试验成绩评定标准考查点评分90-10080-8970-7960-6960以下实验操作规范性（权重10%）全面按规范操作，操作步骤完整、顺序正确规范操作较好，步骤基本完整，操作顺序基本正确。但部分操作不十分规范规范操作性一般，步骤完整，但存在操作顺序不正确的操作基本按规范操作，存在实验步骤不完整和操作顺序不正确的现象操作不规范，危险操作实验试样加工的精度（权重20%）能够正确使用金刚石锯片加工出符合实验规范要求的岩石样本能够正确使用金刚石锯片加工出基本符合实验规范要求的岩石样本能够使用金刚石锯片加工出基本符合实验规范要求的岩石样本使用金刚石锯片加工出的岩石样本经再次修正后符合规范要求不能加工出符合规范要求的岩石样本试样描述（权重20%）能够准确全面的描述试样能够准确描述试样能够恰当地描述试样能够合理描述试样描述试样不正确实验数据完整性（权重10%）能够准确记录试验过程中各级应力下的轴向、横向应变值。能够全面记录试验过程中各级应力下的轴向、横向应变值。能够记录试验过程中各级应力下的轴向、横向应变值。基本能够记录试验过程中各级应力下的轴向、横向应变值。没有记录实验数据参数计算的准确性及破坏描述（权重20%）能够按公式准确计算试样的抗拉强度，恰当地描述破坏情况并画好素描图能够按公式准确计算试样的抗拉强度，恰当地描述破坏情况并画素描图能够按公式准确计算试样的抗拉强度，恰当地描述破坏情况能够按公式准确计算试样的抗拉强度，描述破坏情况没有进行参数计算及破坏描述实验报告书写的规范性（权重10%）提交了实验报告，内容完整、书写认真、图表规范

提交了实验报告，内容完整、书写认真、图表规范性一般提交了实验报告，内容完整、书写较认真、图表规范性一般提交了实验报告，内容不完整、书写基本认真、图表基本规范未提交实验报告团队协作精神（权重10%）主动做好分配的任务，并主动协作同组成员主动做好分配的任务，需要提醒才能协作同组成员能够做好分配的工作，能够协作，但很少协助同组成员。需要提醒才能做好分配的任务，能够协作，但很少协助同组成员。拒绝合作表4岩石直剪试验成绩评定标准考查点评分90-10080-8970-7960-6960以下实验操作规范性（权重10%）全面按规范操作，操作步骤完整、顺序正确规范操作较好，步骤基本完整，操作顺序基本正确。但部分操作不十分规范规范操作性一般，步骤完整，但存在操作顺序不正确的操作基本按规范操作，存在实验步骤不完整和操作顺序不正确的现象操作不规范，危险操作实验试样加工的精度（权重20%）能够正确使用金刚石锯片加工出符合实验规范要求的岩石样本能够正确使用金刚石锯片加工出基本符合实验规范要求的岩石样本能够使用金刚石锯片加工出基本符合实验规范要求的岩石样本使用金刚石锯片加工出的岩石样本经再次修正后符合规范要求不能加工出符合规范要求的岩石样本试样描述（权重20%）能够准确全面的描述试样能够准确描述试样能够恰当地描述试样能够合理描述试样描述试样不正确参数计算的准确性（权重30%）能够按公式准确计算正应力、剪应力，画出抗剪断曲线，得出正确的强度参数能够按公式准确计算正应力、剪应力，画出抗剪断曲线，得出强度参数能够按公式准确计算正应力、剪应力，得出正确的强度参数能够按公式准确计算正应力、剪应力，得出强度参数没有进行参数计算实验报告书写的规范性（权重10%）提交了实验报告，内容完整、书写认真、图表规范

提交了实验报告，内容完整、书写认真、图表规范性一般提交了实验报告，内容完整、书写较认真、图表规范性一般提交了实验报告，内容不完整、书写基本认真、图表基本规范未提交实验报告团队协作精神（权重10%）主动做好分配的任务，并主动协作同组成员主动做好分配的任务，需要提醒才能协作同组成员能够做好分配的工作，能够协作，但很少协助同组成员。需要提醒才能做好分配的任务，能够协作，但很少协助同组成员。拒绝合作表5岩石常规三轴试验成绩评定标准考查点评分90-10080-8970-7960-6960以下实验操作规范性（权重10%）全面按规范操作，操作步骤完整、顺序正确规范操作较好，步骤基本完整，操作顺序基本正确。但部分操作不十分规范规范操作性一般，步骤完整，但存在操作顺序不正确的操作基本按规范操作，存在实验步骤不完整和操作顺序不正确的现象操作不规范，危险操作实验试样加工的精度（权重20%）能够正确使用金刚石锯片加工出符合实验规范要求的岩石样本能够正确使用金刚石锯片加工出基本符合实验规范要求的岩石样本能够使用金刚石锯片加工出基本符合实验规范要求的岩石样本使用金刚石锯片加工出的岩石样本经再次修正后符合规范要求不能加工出符合规范要求的岩石样本试样描述及装样（权重20%）能够准确全面的描述试样，正确放入设备压力室。能够准确描述试样，正确放入设备压力室。能够恰当地描述试样，放入设备压力室。能够合理描述试样，放入设备压力室。描述试样不正确参数计算的准确性（权重30%）能够按公式准确计算不同侧向压力作用下的最大法向应力，画出所有的莫尔圆，得出正确的强度参数能够按公式准确计算不同侧向压力作用下的最大法向应力，画出所有的莫尔圆，得出强度参数能够按公式准确计算不同侧向压力作用下的最大法向应力，画出莫尔圆，得出强度参数能够按公式计算不同侧向压力作用下的最大法向应力，画出莫尔圆，得出强度参数没有进行参数计算实验报告书写的规范性（权重10%）提交了实验报告，内容完整、书写认真、图表规范

提交了实验报告，内容完整、书写认真、图表规范性一般提交了实验报告，内容完整、书写较认真、图表规范性一般提交了实验报告，内容不完整、书写基本认真、图表基本规范未提交实验报告团队协作精神（权重10%）主动做好分配的任务，并主动协作同组成员主动做好分配的任务，需要提醒才能协作同组成员能够做好分配的工作，能够协作，但很少协助同组成员。需要提醒才能做好分配的任务，能够协作，但很少协助同组成员。拒绝合作

岩体力学B(632007)实验项目卡1No字段名填写内容1课程名称岩体力学B2课程编号6320073实验项目名称岩石变形试验4实验项目编号632007015网络实验06每组人数47计划学时数18实验性质必做9实验目的了解并掌握岩石受力作用变形试验的原理及方法，通过试验现象的观察，分析岩石变形的机理及物理本质，通过试验操作掌握实验测试技术，培养实际动手能力，并且培养科学的思维方式，增强分析问题和解决问题的能力。通过本项试验，让学生了解该试验原理及有关规范要求，了解试验仪器设备性能及操作方法和注意事项，掌握试验步骤及曲线的绘制和数据的采集，掌握实验报告编写方法。10实验内容①加工规则试件，试件为圆柱体，直径Φ=5cm，长L=10cm；②粘贴电阻应变片；③连接电阻应变仪及调试仪器设备；④分级施加荷载压力并记录各级压力下岩石试件的变形；⑤根据应力、应变试验值绘制变形曲线11实验原理岩石的变形是指岩石在外荷载作用下，内部颗粒间相对位置变化而产生与大小的变化，反映岩石变形性质的参数常用的有：变形模量和松泊比。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备液压压力试验机（10T、200T），静（动）态电阻应变仪。15实验套数216开出时间19900317教学单位名称建设工程学院18教学单位编号6319实验单位名称土木工程实验中心20实验中心编号140221实验地名称岩石力学实验室22实验地编号钻探实验楼30223一次性材料品名金刚石锯片1，金刚石钻头1，电阻应变片40，胶布2，502胶水5，液压油1等，电线2。24一次性材料150元25面向专业地质工程（工程地质方向）岩体力学B(632007)实验项目卡2No字段名填写内容1课程名称岩体力学B2课程编号6320073实验项目名称岩石单轴抗压强度试验4实验项目编号632007025网络实验06每组人数47计划学时数18实验性质必做9实验目的了解并掌握岩石受力作用变形试验的原理及方法,通过试验现象的观察，分析岩石变形的机理及物理本质,通过试验操作掌握实验测试技术，培养实际动手能力，并且培养科学的思维方式，增强分析问题和解决问题的能力。通过本项试验，要求①了解该试验原理及有关规范要求②了解试验仪器设备性能及操作方法和注意事项③掌握试验步骤及曲线的绘制和数据的采集④资料整理，提交试验报告。10实验内容①加工规则试件，试件为圆柱体，直径Φ=5cm，长L=10cm；②粘贴电阻应变片；③连接电阻应变仪及调试仪器设备；④分级施加荷载压力并记录各级压力下岩石试件的变形；⑤根据应力、应变试验值绘制变形曲线；⑥计算岩石的弹性模量及泊松比并分析岩石的变形机理；⑦确定岩石的单轴抗压强度。11实验原理当无侧限试样早纵向压力作用下出现压缩破坏是，单位面积上所承受的载荷为岩石的单轴抗压强度，即试样破坏时最大载荷与垂直与加载方向的面积之比。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备液压压力试验机（10T、200T）15实验套数216开出时间19900317教学单位名称建设工程学院18教学单位编号6319实验单位名称土木工程实验中心20实验中心编号140221实验地名称岩石力学实验室22实验地编号钻探实验楼30223一次性材料品名金刚石锯片1，金刚石钻头1，液压油1，垫板4等。24一次性材料150元25面向专业地质工程（工程地质方向）岩体力学B(632007)实验项目卡3No字段名填写内容1课程名称岩体力学B2课程编号6320073实验项目名称岩石抗拉强度试验（劈裂法）4实验项目编号632007035网络实验06每组人数47计划学时数28实验性质必做9实验目的了解并掌握岩石受力作用变形试验的原理及方法，通过试验现象的观察，分析岩石变形的机理及物理本质，通过试验操作掌握实验测试技术，培养实际动手能力，并且培养科学的思维方式，增强分析问题和解决问题的能力。通过本项试验，要求①了解该试验原理及有关规范要求，②了解试验仪器设备性能及操作方法和注意事项，③掌握试验步骤及曲线的绘制和数据的采集，④资料整理，提交试验报告。10实验内容①加工规则试件，试件为圆柱体，直径Φ=5cm，长L=10cm；②粘贴电阻应变片；③连接电阻应变仪及调试仪器设备；④分级施加荷载压力并记录各级压力下岩石试件的变形；⑤根据应力、应变试验值绘制变形曲线；⑥计算岩石的弹性模量及泊松比并分析岩石的变形机理；⑦计算岩石抗拉强度。11实验原理直接拉伸法是将试样夹持在夹持器内，然后平行于试样轴施加拉伸荷载直至岩石破坏，通过破坏荷载求得岩石的抗拉强度（σt）12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备液压压力试验机（10T、200T）15实验套数216开出时间19900317教学单位名称建设工程学院18教学单位编号6319实验单位名称土木工程实验中心20实验中心编号140221实验地名称岩石力学实验室22实验地编号钻探实验楼30223一次性材料品名金刚石锯片1,金刚石钻头1,钢条5,纱布5,垫板4,液压油1等24一次性材料100元25面向专业地质工程（工程地质方向）

岩体力学B(632007)实验项目卡4No字段名填写内容1课程名称岩体力学B2课程编号6320073实验项目名称岩石抗剪强度试验（直剪法）4实验项目编号632007045网络实验06每组人数47计划学时数28实验性质必做9实验目的了解并掌握岩石受力作用变形试验的原理及方法，通过试验现象的观察，分析岩石变形的机理及物理本质，通过试验操作掌握实验测试技术，培养实际动手能力，并且培养科学的思维方式，增强分析问题和解决问题的能力。通过本项试验，要求①了解该试验原理及有关规范要求，②了解试验仪器设备性能及操作方法和注意事项，③掌握试验步骤及曲线的绘制和数据的采集，④资料整理，提交试验报告。10实验内容①加工规则试件，试件为圆柱体，直径Φ=5cm，长L=10cm；②粘贴电阻应变片；③连接电阻应变仪及调试仪器设备；④分级施加荷载压力并记录各级压力下岩石试件的变形；⑤根据应力、应变试验值绘制变形曲线；⑥计算岩石的弹性模量及泊松比并分析岩石的变形机理；⑦绘制莫尔圆、强度包络线，计算岩石强度参数。11实验原理岩石的剪切强度是岩石抵抗剪应力破坏的最大能力，根据试验时的应力状态和试验条件，又可将岩石剪切强度细分为如下三种：1、抗剪断强度2、抗切强度3、抗剪强度12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备岩石直剪仪，手动油泵，压力表或压力传感器。15