岩石力学性质试验指导手册

试验一岩石单轴抗压强度试验概述轴抗压强度，即试样破坏时的最大载荷与垂直于加载方向的截面积之比。在测定单轴抗压强度的同时，也可同时进展变形试验。不同含水状态的试样均可按本规定进展测定，试样的含水状态用以下方法处理：。1/42h分别上升水1/31/26h。试样备制试样可用钻孔岩芯或坑、槽探中实行的岩块，试件备制中不允许有人为裂隙消灭。按规5cm4.8～5.2cm10cm，允许变化范样，但高径比必需保持=2:1～2.5:1。试样数量，视所要求的受力方向或含水状态而定，一般状况下必需制备3个。0.3mm。两端面的不平行度最0.05mm0.25度。试样描述试验前的描述，应包括如下内容：岩石名称、颜色、构造、矿物成分、颗粒大小，胶结物性质等特征。节理裂隙的发育程度及其分布，并记录受载方向与层理、片理及节理裂隙之间的关系。测量试样尺寸，并记录试样加工过程中的缺陷。主要仪器设备量测工具与有关检查仪器：0.01g〕，烘箱和枯燥箱，水槽、煮沸设备。加载设备：压力试验机。压力机应满足以下要求：10%～90%之间进展试验，并能连续加载且无冲击。承压板面平坦光滑且有足够的刚度，其中之一须具有球形座。承压板直径不小于试样直的刚度和平坦光滑度应满足压力机承压板的要求。压力机的校正与检验应符合国家计量标准的规定。试验程序依据所要求的试样状态预备试样。将试样置于压力机承压板中心，调整有球形座的承压板，使试样均匀受力。依每秒0.5～0.8MPa的加载速度对试样加荷，直到试样破坏为止，记录最大破坏载荷。描述试样破坏形态，并登记有关状况。成果整理和计算按下式计算岩石单轴抗压强度式中：c——岩石单轴抗压强度〔MPa〕；P——最大破坏载荷〔N〕；1-1记录。1-1岩石单轴抗压强度试验记录表工程名称 试验时间 年 月 日岩石名称 试样编号 受力方向 含水状态

试样尺寸直径(mm) 高度(mm)

横截面积(mm2)

最大破坏载荷(N)

单轴抗压强度 备注(MPa)试样描述班级组别试验者计算者概述

试验二、岩石压缩变形试验〔轴向〕和横向〔径向〕变形，据此计算岩石的弹性模量和泊松比。50%作为应力和该应力下的纵向应变值进展计算。依据需要也可以确定任何应力下的弹性模量。50%时的横向应变值和纵向应变值进展计算。依据需要也可以求任何应力下的泊松比。试样备制试样备制方法和精度要求见1.2。试样描述1.3。主要仪器设备制样设备、检查仪器和压力机要求见1.4。电阻应变片、粘结剂、万用表等。电阻应变仪〔或数据采集器〕、压力传感器、引伸仪等。0.1%和量程能满足变形测定需要的其他仪表。岩石试件轴向应变片横向应变片12试件连接静态应变仪示意图试验程序10倍以上。同一试样用的工作片和补偿片的电阻值应不超过±0.2欧姆。电阻片应贴在试样高度的中部，每个试样贴纵向〔轴向〕2片，沿圆磨，用丙酮或酒精将贴片处擦洗干净，防止污染〔1所示〕。502快速粘结剂，914粘结剂等脆性胶；饱和试样还需配置防潮胶液。〔或数据采2所示〕，0.5～0.8MPa的加载速度对试样加载，直至破坏。~10组数据。2-1。试验成果整理和计算计算各级应力下的应变值，〔也可试验前将二片串联，直接测得纵向、横向应变值〕。用下式计算体积应变值：

——某一应力下的体积应变值；v——某一应力下的纵向应变值；h——某一应力下的横向应变值。d绘制应力～应变曲线图，如图3所示。3岩石压缩应力应变关系曲线计算弹性模量和泊松比50%抗压强度处的应变点的连线，其斜率即为所求的弹性模量〔或称割线模量〕。E50

——弹性模量〔MPa〕； 50%抗压强度的应力值〔MPa〕；50 50%时的纵向应变值。h50——泊松比； 50%时的横向应变值；d50 50%时的纵向应变值。h50计算岩石单轴抗压强度式中：——岩石单轴抗压强度〔MPa〕；cP——最大破坏载荷〔N〕；计算值取值弹性模量取至百位数；泊松比取至小数点以后两位；单轴抗压强度取至整数位。2-1岩石变形试验记录表工程名称试样直径〔mm〕E50=〔MPa〕岩石名称试样高度〔mm〕=〔N〕应力〔MPa〕纵向应变横向应变体积应变备注〔N〕应力〔MPa〕纵向应变横向应变体积应变备注

试验三、岩石抗拉强度试验〔巴西法〕劈裂法〕是在圆柱体试样的直径方向上，施加相对的线性载荷，使之沿试样直径方向破坏的试验〔4〕。本方法不适用于脆弱岩石。试样备制隙消灭。0.5～1.0倍。5%。非标准试样，但高径比必需满足标准试样的要求。3个。0.1mm。两端不0.25度。试样描述1.3主要仪器设备试样加工设备、量测工具与有关仪器详见1.4。抗压强度，为了提高试验精度，所以选择压力试验机的吨位不宜过大。0.08～0.1；《国际岩石力学学会》建议承受压模，压模圆弧直1.5倍〔4〕；日本、美国等矿业规程建议承受不加垫条，使试样与承压板直接接触。三种方法相比，最终一种比较简洁所以用的较广泛。半球座试件下加载鄂4岩石抗拉强度测定示意图试验程序依据所要求的试样状态预备试样。受载。大破坏载荷。观看试样在受载过程中的破坏进展过程，并记录试样的破坏形态。3-1岩石劈裂法试验记录表程名称 试样尺寸试样尺寸岩石抗拉破坏最大岩石名称 试样编号 受力方向 含水状态 平均直径 平均厚度强度备注〔mm〕(mm)劈裂面积载荷(N)(MPa)试样描述班级组别日期试验者计算者4.6成果整理和计算式中：t——岩石的抗拉强度〔MPa〕；〔N〕；D——试样直径(mm)；H——试样厚度(mm)。计算值取至小数点以后一位。

试验四、岩石抗剪强度试验(变角剪切)的剪力与剪断面积之比，称为岩石试样的抗剪强度。应力之间的关系，以确定岩石抗剪强度曲线的一局部。试样备制0.07mm0.03mm。2～3个，所以6～9个以上。56岩石变角剪加载示意图试验设备、用具〔20、30、40三个〕，卡尺及其它关心设备。试验程序剪切线。用游标卡尺量测试样的高、宽、长的尺寸，准确到0.05mm，并计算剪切面的面积。放滚轴以消退摩擦力，试样和抗剪夹具四周放防护罩。4-1。20、30、453件。试验成果整理和计算力。式中：——抗剪断面上平均正应力〔Mpa〕；——抗剪断面上平均剪应力〔MPa〕；——抗剪夹具的角度〔剪力与竖直方向〕〔度〕；〔N〕；A——剪断面积〔mm2〕。绘