巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告ttf

1、實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告項(xiàng)目 巖石的單軸抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn) 礦業(yè)工程 系 08 級(jí) 采礦工程 專業(yè)（2）班 成績(jī) 姓名：劉佳海 學(xué)號(hào)：120080201086 第 4 組 日期：2011年6月21 一.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目巖石的單軸抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。二.實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定巖石的單軸抗壓強(qiáng)度Rc。當(dāng)無側(cè)卸式樣在縱向壓力作用下出現(xiàn)壓縮破壞時(shí)，單位面積上所承受的載荷稱為巖石的單軸抗壓強(qiáng)度，即式樣破壞時(shí)的最大載荷與垂直與加載方向的截面積之比。巖石的單軸抗壓強(qiáng)度主要用于巖石的強(qiáng)度分級(jí)和巖性描述。本次試驗(yàn)主要測(cè)定天然狀態(tài)下試樣的單軸抗壓強(qiáng)度。三.實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備1.鉆石機(jī)、切石機(jī)、磨平機(jī)等其他制樣輔助設(shè)備2.測(cè)量平臺(tái)、角尺、游標(biāo)卡尺3.壓力機(jī)壓力

2、機(jī)滿足的要求：. 壓力機(jī)應(yīng)能連續(xù)加載且沒有沖擊，具有足夠的噸位，能在總噸位的10%90%之間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；. 壓力機(jī)的承壓板必須具有足夠的剛度，其中之一為具有球形座，板面平整光滑；. 承壓板的直徑應(yīng)不小于試樣的直徑，同時(shí)也不宜大于試樣直徑的2倍。如壓力機(jī)承壓板尺寸大于試樣尺寸的2倍以上時(shí)，需在試樣上下兩端加輔助承壓板。輔助承壓板的剛度和平整度應(yīng)滿足壓力機(jī)承壓板的要求。. 壓力機(jī)的校正與檢驗(yàn)，應(yīng)符合國(guó)家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。四.實(shí)驗(yàn)原理所謂巖石的單軸抗壓強(qiáng)度是指巖石試件在無側(cè)限的條件下，受軸向力作用破壞時(shí)單位面積上所承受的荷載，即Rc=式中 Rc單軸抗壓強(qiáng)度，有時(shí)也稱作無側(cè)限強(qiáng)度 P在無側(cè)限條件下，軸向的

3、破壞荷載 A試件與軸向荷載垂直的截面面積1.單軸抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法試件的直徑或邊長(zhǎng)為4.85.4cm，高度為直徑的2.02.5倍，試件兩端面的不平整度不大于0.05mm，在試件的高度上直徑或邊長(zhǎng)的誤差不得大于0.3mm，兩端面應(yīng)垂直于試件軸線，最大偏差不得大于0.25°。2.在單向壓縮荷載作用下試件的破壞形態(tài)在荷載作用下，巖石試件的破壞形態(tài)是表現(xiàn)巖石破壞機(jī)理的重要特征。它不僅表現(xiàn)了巖石受力過程中的應(yīng)力分布狀態(tài)，同時(shí)，還反映了不同實(shí)驗(yàn)條件對(duì)強(qiáng)度的影響。因此，巖石的破壞形態(tài)倍受重視，據(jù)觀察巖石在單軸壓縮應(yīng)力作用下的主要破壞形態(tài)有：圓錐形破壞柱狀劈裂破壞兩種情況。3.單軸抗壓強(qiáng)度的影響因素

4、.承壓板對(duì)單軸抗壓強(qiáng)度的影響當(dāng)承壓板的剛度很大時(shí)，其接觸面的應(yīng)力分布很不均衡，呈山字形，當(dāng)承壓板的剛度較小，呈柔性鋼板時(shí)，則巖石斷面的應(yīng)力分布為拋物線形。.巖石試件尺寸及形狀對(duì)單軸抗壓強(qiáng)度的影響進(jìn)行了系統(tǒng)的研究后發(fā)現(xiàn)：試件的尺寸、形狀、高徑比均將影響巖石的強(qiáng)度。1）巖石試件的形狀方形試件的四個(gè)邊角會(huì)產(chǎn)生很明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象，這將影響整個(gè)試件在受力后的應(yīng)力分布狀態(tài)。方柱體的試件不易達(dá)到有關(guān)加工精度的要求。目前絕大多數(shù)的國(guó)家都采用圓柱形的巖石試件。2）巖石試件的尺寸試件的強(qiáng)度通常隨其尺寸的增大而減小，這在巖石力學(xué)中被稱為尺寸效應(yīng)。據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，試件的尺寸對(duì)其強(qiáng)度的影響很大程度上取決于組成巖石的礦物顆

5、粒的大小。3）.巖石試件的高徑比由于高徑比的h/d的不同，對(duì)巖石強(qiáng)度將產(chǎn)生不同的影響。高徑比在23時(shí)，巖石的單軸抗壓強(qiáng)度值已趨穩(wěn)定。.加載速率對(duì)單軸抗壓強(qiáng)度的影響加載速率是影響巖石單軸抗壓強(qiáng)度的重要因素。巖石的單軸抗壓強(qiáng)度通常隨加載速率的提高而增大，在很高的加載速率下，如沖撞等試驗(yàn)所求得的單軸抗壓強(qiáng)度甚至可數(shù)倍于緩慢加載的試驗(yàn)結(jié)果。.環(huán)境對(duì)巖石單軸抗壓強(qiáng)度的影響1）含水率對(duì)巖石單軸抗壓強(qiáng)度的影響巖石的孔隙中含水的多少，將對(duì)巖石的單軸抗壓強(qiáng)度有著一定的影響，當(dāng)巖石在完全烘干狀態(tài)下與飽和狀態(tài)下所求得的單軸抗壓強(qiáng)度有著一定的差別。2）溫度對(duì)巖石單軸抗壓強(qiáng)度的影響巖體力學(xué)試驗(yàn)一般是在溫室條件下進(jìn)行。溫

6、度對(duì)巖石強(qiáng)度的影響并不是很明顯。五.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.試樣描述實(shí)驗(yàn)前的描述應(yīng)包括以下內(nèi)容：.巖石名稱、顏色、結(jié)構(gòu)、礦物成分、顆粒大小、風(fēng)化程度、膠結(jié)物性質(zhì)等特征；.節(jié)理裂隙的發(fā)育程度及其分布，并記述受載方向與層理、片理級(jí)節(jié)理裂隙之間的關(guān)系；.測(cè)量試樣尺寸，檢查試樣加工精度，并記錄試樣加工過程中的缺陷；.試樣壓壞后，應(yīng)描述其破壞方式。若發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行描述和解釋。2.試樣的制備.試料可用鉆孔巖心或坑槽探中采取的巖塊。在取料和試樣制備過程中，不允許人為裂隙出現(xiàn)；.本次實(shí)驗(yàn)采用圓柱體作為標(biāo)準(zhǔn)試樣，直徑為5cm，允許變化范圍為4.85.4cm，高度為10cm，允許變化范圍為8.510.5cm；.對(duì)于

7、非均勻質(zhì)的粗粒結(jié)構(gòu)巖石，或取樣尺寸小于標(biāo)準(zhǔn)尺寸，允許采用非標(biāo)準(zhǔn)試樣，但高徑之比宜為2.02.5；.制備試樣時(shí)采用的冷卻液必須是潔凈水，不允許使用油液；.對(duì)于遇水崩解、溶解和干縮濕漲的巖石，應(yīng)采用干法制樣；.試樣制備的精度1）在試樣整個(gè)高度上，直徑誤差不得超過0.3mm；2）兩端面的不平整度，最大不超過0.05mm；3)端面應(yīng)垂直于試樣軸線，最大偏差不超過0.25.六.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理巖石編號(hào)巖石長(zhǎng)度mm巖石寬度mm巖石高度mm最大應(yīng)力值KN受壓面積mm2150.7554.39102.1071.450.4754.04102.1251.1953.99102.52102.16平均值50.80354

8、.140102.2252750.4744251.9951.3896.6861.651.9351.2097.3052.1450.8197.2896.80平均值52.02051.13097.0152659.7826 353.7952.7198.805853.8752.5099.2053.6752.2999.42100.48平均值53.77752.50099.4752823.2925446.9255.4599.4073.246.0555.5098.8045.2555.2598.9498.90平均值46.07355.40099.0102552.4442巖石名稱含水狀態(tài)受力方向試樣編號(hào)試樣受力面積A（m

9、m2）破壞載荷P(N)抗壓強(qiáng)度(MPa) Rc=P/A測(cè)定值平均值混凝土砌塊無水狀態(tài)受軸向均布荷載12760.2932750.47447140025.959158172727.3992763.74822671.2462659.78266160023.159787572658.8162649.23332835.2712823.29255800020.543390392828.1752806.40442601.7142552.44427320028.678394952555.7752500.063平均值2696.49846605024.58518277七.誤差分析處理1.試件不夠規(guī)整，沒有近似長(zhǎng)方

10、體2.游標(biāo)卡尺讀數(shù)不夠準(zhǔn)確，應(yīng)多次讀數(shù)，取平均值。3.巖石在受力時(shí)受力不均勻4.計(jì)算時(shí)，數(shù)據(jù)有部分舍棄，不夠精確，多次計(jì)算，取平均值。八.實(shí)驗(yàn)結(jié)論試件的破壞形態(tài)為柱狀劈裂破壞，它是巖石在單軸壓縮應(yīng)力作用下自身所具有的破壞特性。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.當(dāng)試樣臨近破壞時(shí)，需適當(dāng)放慢加荷速度。 2.在對(duì)試樣加荷前，應(yīng)檢查試樣是否均勻受壓?！居懻摗炕卮鹚伎碱}：影響巖石單軸抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)條件有哪些？試樣形態(tài)、高經(jīng)比、加荷速度等是怎樣影響巖石單軸抗壓強(qiáng)度的？（一）影響因素1、承壓板對(duì)單軸抗壓強(qiáng)度的影響。2、巖石試件尺寸及形狀對(duì)單軸抗壓強(qiáng)度的影響。3、環(huán)境對(duì)巖石單軸抗壓強(qiáng)度的影響。（二）形狀的影響：方形試件的四個(gè)邊角會(huì)產(chǎn)生很明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象，這將影響整個(gè)試件在受力后的應(yīng)力分布狀態(tài)。所以目前大多數(shù)采用圓柱形巖石試件。（三）高徑比的影響：高徑比不同對(duì)巖石強(qiáng)度的影響不同，一般高徑比取2-3對(duì)其強(qiáng)度來說是比較合理的。（