岩体力学实验文档格式.docx
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a
平行度：
试样两端面的平行度偏差不得大于
0.1mm。
检测方法如图
5-
1
所示，将试样放在水平检测台上，调整百分表的位置，使百分表触头紧贴试
样表面，然后水平移动试样百分表指针的摆动幅度小于
10
格。
b
直径偏差：
试样两端的直径偏差不得大于
0.2
mm，用游标卡尺检查。
c
轴向偏差：
试样的两端面应垂直于试样轴线。
5-2
所示，
将试样放在水平检测台上，用直角尺紧贴试样垂直边，转动试样两者之间无明显
缝隙。
3.试样数量：
每种状态下试样的数量一般不少于
3
个。
4.含水状态：
采用自然状态，即试样制成后放在底部有水的干燥器内
1～2
d，以保持一定的湿度，但试样不得接触水面。
1
2
3
4
1—百分表
2-百分表架
3-试样
4
水平检测台
图
5-1
试样平行度检测示意图
1—直角尺
2-试样
3-
试样轴向偏差度检测示意图
四.电阻应变片的粘贴
1.阻值检查：
要求电阻丝平直，间距均匀，无黄斑，电
阻值一般选用
120
欧姆，测量片和补偿片的电阻差值不超
过
0.5Ω。
2.位置确定：
纵向、横向电阻应变片粘贴在试样中部，
纵向、横向应变片排列采用“┫”形，尽可能避开裂隙，节理
等弱面。
3.粘贴工艺：
试样表面清洗处理→涂胶→贴电阻应变片
试样
电阻片
5-3
电阻应变片粘贴
→固化处理→焊接导线→防潮处理。
五.实验步骤
1.测定前核对岩石名称和试样编号，并对岩石试样的颜色、颗粒、层理、
裂隙、风化程度、含水状态等进行描述。
2.检查试样加工精度。
并测量试样尺寸，一般在试样中部两个互相垂直方
向测量直径计算平均值。
3.电阻应变仪接通电源并预热数分钟后,
连接测试导线，接线方式采用公
岩石名称
试件
编号
岩性描述
试样尺寸
破坏载荷
/kN
抗压强度
/MPa
D×
L/mm
单值
均值
共补偿半桥连接方式。
4.将试样放置在试验机的承压板中心，然后对纵向、横向应变片分别进行
反复预调平衡。
5.施加初载荷，检查试验机和应变片工作情况，正常后以
1.0～2.0kN/s
的加载速度均匀加载，按估计破坏载荷的十分之一间隔读数，纪录相应载荷下
的纵向、横向应变，均匀加载直至试样完全破坏。
每个测试过程读数不得少于
7
个点，同一试样的纵向、横应变尽可能同时读出。
6.记录破坏载荷值及加载过程中出现的现象，并对试样破坏形态进行描述。
六.实验结果整理
岩石单轴抗压强度：
RC
=
P
S
式中：
RC—试样单轴抗压强度，MPa；
P—试样破坏载荷，N；
S—试样初始截面积，mm2。
岩石单轴抗压强度测定结果填入表
5-1。
表
岩石单轴抗压强度测定结果
绘制岩石单轴压缩应力-应变曲线
实验结束后检查每一组的实验结果，废弃可疑数据，分别计算试样所受应
力
σ
和与之对应的纵向应变
ε1、横向应变
ε2
以及体积应变值
εv，体积应变值按
下式计算：
ε
v
=
ε1
+
2ε
载荷/kN
项目
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
轴向应力
σ/MPa
纵向应变
ε1
横向应变
ε2
体积应变
εv
将单轴压缩实验记录与计算结果填入表
5-2。
然后以纵向应力为纵坐标，
以应变为横坐标描出并光滑连接测点。
岩石试样单轴压缩实验的应力-应变曲线，
如图
5-4。
岩石单轴压缩变形测定纪录
σ1-ε2σ1-εvσ1-εC
B
D
ε3/10-3
A
ε1/10-3
5-4
岩石单轴压缩实验的应力-应变曲线
3.弹性模量:
根据岩石单轴压缩实验的应力-应变曲线计算变形参数。
由于岩石压缩过程
中各个阶段的变形情况有所不同，弹性模量又分为切线模量
Eτ（又称弹性模量
岩石
名称
岩
性
描
述
弹性模量
Eτ/GPa
变形模量
E50/GPa
泊松比
μ
或杨氏模量）和割线模量
E50（又称变形模量），分别按下式计算：
Eτ
E50
∆σ
∆ε
50
ε50
—纵向应力-应变曲线中直线段的纵向应力增量，MPa；
—纵向应力-应变曲线中直线段的纵向应变增量；
σ５０—单向抗压强度的
50%的应力值，MPa；
ε５０—试样与
σ５０对应的纵向应变值。
4.泊松比:
岩石在单轴压缩过程中纵向变形的同时横向也发生相应变形，在轴向应力-
纵向应变与轴向应力-横向应变曲线上，对应直线段纵向应变和横向应变的平均
值计算泊松比
μ：
μ
p
ε1p
μ—岩石的泊松比；
ε１p—纵向应力-纵向应变曲线中对应直线段部分的应变的平均值；
ε２p—纵向应力-横向应变曲线中对应直线段部分的应变的平均值。
Eτ、变形模量
及泊松比
测定结果填入表
5-3：
弹性模量
测定结果
七.实验报告要求
实验结束后认真独立填写实验报告，实验报告应包括以下内容：
1.实验目的；
2.主要实验仪器；
3.实验步骤；
4.原始数据及实验数据整理；
5.对本实验的建议。
八.思考题
试验机上为何要配备球形调节座？
影响单轴压缩实验结果的实验因素有那些？
3.
单轴压缩破坏的类型有那几种？
实验六岩石常规三轴压缩实验
岩石常规三轴压缩实验是指岩石试样在轴对称应力组合方式（σ1>
σ2=σ3）的
三轴压缩实验。
通过该实验使学生掌握岩石常规三轴实验方法，并能根据岩石
在不同围压下实验结果计算出内摩擦角φ
与粘结力
，绘制出岩石的强度曲线，
进一步理解岩石的强度准则。
钻石机、锯石机、磨石机；
游标卡尺，精度
干燥器；
4.
直角尺、水平检测台、百分表及百分表架；
5.
YE-2000
6.
三轴室，三轴液压源；
7.
热缩管、胶带、密封圈等。
的标准圆柱体。
每种岩石同一状态下，试样数量一般不少于
5
个，每个试样在
一定围压下的进行实验。
采用自然状态，试样制成后放在底部有水的干燥器内
四.实验步骤
测定前核对岩石名称和试样编号，并对试样的颜色、颗粒、层理、裂隙、
风化程度、含水状态等进行描述。
检查试样加工精度。
围压一般取
5MPa、10
MPa、15
MPa、20
MPa
和
25
MPa。
试验机量程，一般应满足
0.2P0<
Pmax<
0.8P0，式中：
P0
为试验机最大量程，
kN；
Pmax
为预计试样最大破坏载荷，kN。
试样的安装，首先把钢垫块端部擦净，将试样置于上、下垫块之间，使
三者中心为一条直线，再将试样与垫块套上热缩管，热缩管长度稍大于试样高
度，用吹风机缓慢加热热缩管，并再用密封胶带固定试样两端，见图
6-1。
打开三轴室上压盖，再将制备好的试样下垫块置下放入三轴室底座中心，
上好压力室顶盖活塞，将装有试样的三轴室放入试验机的下承压板上，并使三
轴压力室的中心与试验机的中心一致。
注油排气，打开压力室的放气阀，启动围压油泵向压力室注油排气，当
压力室有油排除时关闭排气阀。
8.
接通电源，开动开压力机，打开送油阀，使
压力机的下承压板的拖轮离开轨道
cm
左右，关
闭送油阀，然后调整试验机上承压板位置与压力室
的上压头接触，缓缓打开送油阀施加
kN
的纵向
载荷固定试样。
9.
施加围压，缓缓施加围压到指定值，稳定数
2
分钟后，使围压保持恒定时，要求变动范围不应
1—上垫块；
2—密封圈；
3—岩石试样；
4—下垫块
6-1
试样防油安装示意图
σ1
超过选定的
2%。
10.
再以
1.0
kN/s～2.0
kN/s
的加载速度均匀加载，直至试样破坏，立即关
闭液压泵卸载阀，再打开试验机的回油阀卸轴压。
11.
纪录破坏载荷及围压值。
打开三轴室的放气阀，卸掉上压盖取出试样，
破坏类型描述。
五.实验结果整理
1.计算一定侧压力作用下岩石的抗压强度
σ1：
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