室内岩石试验三轴_精品文档资料下载.pdf

1、通过大量试验研究，2对岩石的三轴极限强度和变形是有影响的，但其影响与3的影响比起来要小得多。但对各向异性岩石，当弱面走向垂直于中间主应力时，2对岩石强度的影响可达20左右。为了确定岩石的极限应力圆包络线，还应同时测定岩石的单轴抗拉强度和单轴抗压强度。三轴压缩强度和变形试验三轴压缩强度和变形试验概述概述三轴不等应力试验装置（真三轴、1 2 3）三、三轴压缩强度和变形试验三、三轴压缩强度和变形试验概述概述真三轴试验机应变仪试件a、用岩石试件的变形（纵向、横向变形）控制加载速度；b、刚度大。一）仪器设备一）仪器设备1、伺服控制刚性试验机1、伺服控制刚性试验机三、三轴压缩强度和变形试验三、三轴压缩强度

2、和变形试验仪器设备仪器设备2、三轴压力室2、三轴压力室三轴压力室三轴压力室底座滑轨利用伺服控制刚性试验机提供轴向荷载，将三轴压力室底座推至试验机活塞中心，放下三轴压力室，并用螺栓与底座连接。三、三轴压缩强度和变形试验三、三轴压缩强度和变形试验仪器设备仪器设备轴向荷载加压油缸3、液压稳压综合控制系统液压稳压综合控制系统三轴压力稳压系统三轴压力加压系统围 压：0100MPa；试件尺寸：2550mm；50100mm；100200mm。三、三轴压缩强度和变形试验三、三轴压缩强度和变形试验仪器设备仪器设备4、系统程序4、系统程序a、定义（Edit）输入信号（Input Signals）；控制通道（Con

3、trol Channals）；手动模板显示（LUCP Display）；计数器（Meters）；示波器。b、调节（Adjust）Input Signals:Force3000、1200、450KNLVDT50、5mm三、三轴压缩强度和变形试验三、三轴压缩强度和变形试验仪器设备仪器设备5、试验程序5、试验程序a、控制方式位移：LVDT。荷载：Force。两种方式可任意互换。b、加载方式加载、卸载、保持；可任意互换。c、数据采集主控信号：LVDT、Force、Time、围压。采集方式：连续、间隔。三、三轴压缩强度和变形试验三、三轴压缩强度和变形试验仪器设备仪器设备二）试验方法二）试验方法1、常规试

4、验方法1、常规试验方法a、同一含水状态下，每组不少于5个试件，分别施加不同的侧压，在轴向荷载的连续加载下，使这些试件破坏。单个破坏状态试验；b、侧向压力的确定：根据工程需要和岩石的特性确定；按等差级数进行分级，也可按等比级数分级，分级数不得少于5级。三轴压缩强度和变形试验三轴压缩强度和变形试验试验方法试验方法三轴压缩强度和变形试验三轴压缩强度和变形试验试验方法试验方法施加一级围压3试验过程中保持不变施加轴向荷载直至试件破坏轴向荷载的加载速度：应力控制：0.51MPa/s；位移控制：0.1mm/min国家标准国际推荐2、试验过程2、试验过程1）制备试件：尺寸：2550mm、50100mm、100

5、200mm；高径比2：1。精度要求：在试件整个高度上，直径误差不超过0.3mm；两端面的不平行度，最大不超过0.05mm；端面应垂直于试件轴，最大偏差不超过0.25度。三轴压缩强度和变形试验三轴压缩强度和变形试验试验方法试验方法2）安装试件：a、套热缩管、隔油；三、三轴压缩强度和变形试验三、三轴压缩强度和变形试验试验方法试验方法三轴压缩强度和变形试验三轴压缩强度和变形试验试验方法试验方法三轴压缩强度和变形试验三轴压缩强度和变形试验试验方法试验方法试样安装完毕，给压力室注油，准备施加围压以0.05MPa/s同时施加侧压力和轴向压力至预定侧压力值以0.51.0MPa/s施加轴向荷载，直至试件完全破

6、坏。三）成果整理三）成果整理LVDTFORCECON.PRESmmNN/mm20.100067 6957.645 1.0583210.20016 7345.287 1.0531510.300253 8167.088 1.0479820.400002 8508.214 1.0479820.500095 9128.441 1.0376430.600016 9593.6121.063490.700109 10896.09 1.0479820.8000311997 1.0479820.900124 12710.26 1.0376431.000217 13408.011.063491.100138 14

7、136.78 1.0479821.200059 13997.23 1.0479821.300152 12865.31 1.0376431.400073 13470.04 1.053151data三轴压缩强度和变形试验三轴压缩强度和变形试验成果整理成果整理（一）常规试验方法（一）常规试验方法1、计算不同侧压条件下的轴向应力：1、计算不同侧压条件下的轴向应力：1=P/A式中:1不同侧压条件下的轴向应力（MPa）；P试件轴向破坏荷载（N）；A试件的截面积（mm2）。三轴压缩强度和变形试验三轴压缩强度和变形试验成果整理成果整理2、根据极限轴向根据极限轴向应力应力1 1和围压和围压3 3求岩求岩石的内摩

8、擦角和内聚石的内摩擦角和内聚力C。力C。1）以1/2（13）为纵坐标，1/2（1 3）为横坐标，将各点绘在直角坐标系中，然后用最小二乘法绘制出最佳关系曲线。三轴压缩强度和变形试验三轴压缩强度和变形试验成果整理成果整理031（+）/2（）（-）/2（）131020304050601020304050最佳关系曲线。2）在最佳关系曲线上，选择若干组对应值，以每一应力组的1/2（13）值为圆心，以1/2（13）值为半径，在图上绘制应力圆，并作这些圆的包络线，据此确定它们的C、值。三、三轴压缩强度和变形试验三、三轴压缩强度和变形试验成果整理成果整理10203040506010203040500（）应力莫

9、尔圆C3）以1纵坐标，3为横坐标点绘的最佳关系曲线为直线，可按下式直接求C、值。y=12.8x+165.04050100150200250300350400051015围压 3（MPa）轴压 1（MPa）三轴压缩强度和变形试验三轴压缩强度和变形试验成果整理成果整理（1sin）2 co s11sin1ccmm=+y=12.8x+165.04050100150200250300350400051015围压 3（MPa）轴压 1（MPa）式中：C岩石的内聚力（MPa）；岩石的内摩擦角（度）；c曲线在纵坐标上的截距（MPa）；m曲线斜率。三、三轴压缩强度和变形试验三、三轴压缩强度和变形试验成果整理成果

10、整理3、绘制应力应变曲线3、绘制应力应变曲线1）、计算纵向、环向和体积应变值。dlv2=2）、绘制应力差轴向应变（L）曲线。3）、计算弹性模量和泊松比。05010015020025000.0050.010.015L（1-3）（MPa）3=03=43=123=8三轴压缩强度和变形试验三轴压缩强度和变形试验成果整理成果整理4、破坏后试件描述、破坏后试件描述描述破坏形式，并量测破坏面与最大主应力作用面之间的夹角。三轴压缩强度和变形试验三轴压缩强度和变形试验成果整理成果整理三轴压缩强度和变形试验三轴压缩强度和变形试验试验方法试验方法断层泥三、三轴压缩强度和变形试验三、三轴压缩强度和变形试验试验方法试验

11、方法破碎带三轴压缩强度和变形试验三轴压缩强度和变形试验试验方法试验方法两端面经处理平整后的试样二）试验方法二）试验方法2、多级破坏状态试验方法（单点法）2、多级破坏状态试验方法（单点法）（1）一个试件采用多级加载方法获得强度包络线的试验方法；此种方法被“国际岩石力学学会标准化委员会”采纳，作为测定岩石三轴压缩试验的建议方法颁布。三轴压缩强度和变形试验三轴压缩强度和变形试验试验方法试验方法（2）多级破坏状态的三轴试验方法:三轴压缩强度和变形试验三轴压缩强度和变形试验试验方法试验方法施加45级围压3直至试件破坏轴向荷载的加载速度：应变控制：每秒102 105 。国际推荐观察变形曲线，在屈服点，保持

12、轴压，增加围压在每级围压下，施加轴向荷载单点法三轴试验过程中荷载与轴向位移的关系曲线三轴压缩强度和变形试验三轴压缩强度和变形试验试验方法试验方法（3）资料整（3）资料整理理a、计算不同a、计算不同侧压条件下的侧压条件下的轴向应力：轴向应力：三轴压缩强度和变形试验三轴压缩强度和变形试验成果整理成果整理（1sin）2 co s11sin1ccmm=+y=12.8x+165.04050100150200250300350400051015围压 3（MPa）轴压 1（MPa）式中：三轴压缩强度和变形试验三轴压缩强度和变形试验成果整理成果整理b、绘制侧压与轴向应力曲线：b、绘制侧压与轴向应力曲线：三轴压缩强度和变形试验三轴压缩强度和变形试验破碎岩样三轴试验：破碎岩样三轴试验：三轴压缩强度和变形试验三轴压缩强度和变形试验小尺寸岩样高围压三轴试验：小尺寸岩样高围压三轴试验：