岩石力学性质试验——单轴压缩强度和变形试验课件

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1、一、引言岩石的力学性质一岩块在力的作用下所表现的性质。岩石同其它固体材料一样，在不大的力的作用下，首先发生变杉；增大作用力，变形量随之增加；当力和变形量超过一定的限度以后，即发生破坏。承受力的作用而发；工砧I抵抗力的作用而保持其生变形的性能＜„摩蠹?自身完整的抗破坏性能（变形性）I/〔（抗破坏性）,在作用力不断增大的过程中，岩石的变形和破坏是一个统一的连续过程，破坏是累进性的。二、单轴压缩强度和变形试验试件在轴向压力下产生轴向压缩、横向膨胀，最后导致破坏一单轴压缩试脸。可测定试件的抗压强度和弹性常数一）基本原理二）仪器设备三）

2、试脸方法四）成果整理及参数取值二、单轴压缩强度和变形试验一）基本原理k岩石抗压强度试脸岩石的抗压强度——岩石抵抗单轴压力破坏的最大能力。即标准岩石试样在压力作用下破坏时的最大荷载与垂直于加荷方向的截面积之比.岩样饱水后，其强度降低，这种现象称为软化，用软化系数表示.软化系数——饱水试样的抗压强度与干燥试样的抗压强度之比.一般情况要求测定岩样的干抗压强度和饱水抗压强度并计算岩样的软化系数.二、单轴压缩强度和变形试验2、岩石变形试验岩石在弹性极限以内的单轴压力作用下，其应力和应变之比近于常数，此比值称为弹性模量.横向应变与纵向应变

3、之比称为泊松比.在纵向压力作用下测定试样的纵向变形和横向变形，并据以计算岩石的弹性模量和泊松比.通常用杭压强度的50%的应力和相应的纵向应变值计算弹性模量，用该应力下的横向应变值和纵向应变值计算泊松比.也可根据需要计算任何应力下的弹性模量和泊松比.二、单轴压缩强度和变形试验—仪器设备根据要求，可对不同含水状态的岩样进行试脸.二）仪器设备硬件、i＞伺服控制刚性试验机件的变形（纵向、横向变形）控制加载速度;b、刚度大。（5MN/mm）二、单轴压缩强度和变形试验一仪器设备纵向引伸仪Strain-0.10.02mm/mm（纵向应变）二

4、、单轴压缩强度和变形试验一仪器设备环向引伸仪CIRC—8、4、1.6、0.8mm（测量试件的环向位移）。二、单轴压缩强度和变形试验刚性试验机控制过程—仪器设备当岩石因破裂扩展发生大应变时，通过传感器把这一信号输入伺服控制器中，伺服控制器给伺服阀信号，使伺服阀打开，压力降低，使试件保持恒定的变形速率，从而控制了岩石的破坏，并得到峰值后的I变形曲线。二、单轴压缩强度和变形试验一仪器设备软件1、系统程序&、定义(Edit)输入信号：(InputSignals);控制通道：(ControlChannaIs);手动模板显示：(LUCPD

5、isplay);计数器(Meters);示波器.二、单轴压缩强度和变形试验软件1、系统程序b、调节(Adjust)InputSignals:Force-3000.1200、450LVDT-50.5mm;(轴向位移)Strain-0.1、0.02mm/m(轴向应变)CIRC-8、4、1.6、0.8mm;(环向位移)一厂二、单轴压缩强度和变形试验L＜器设备2、试验程序a、控制方式位移：LVDT、Strain.CIRC.荷栽：Force.几种方式可任意互换.b、加栽方式加栽、却栽、保持、振动；可任意互换。c,数据采集主控信号：LVD

6、T、Strain.CIRC.Force.Time.采集方式：连续、间隔。—二、单轴压缩强度和变形试验I。］—试验方法三）试验方法（一）试件制备1、试件可用岩芯或岩块加工制成.试件在采取、运输和制备过程中，应避免产生裂缝。2、试件描述a、岩石名称、颜色、矿物成分、结构、风化程度、胶结物性质等.b、加荷方向与岩石试件内层理、节理,裂隙的关系及试件中出现的问题。c、含水状态。单轴压缩强度和变形试验一试验方法3、试件尺寸、大小和高径比对测试结果影响很大，采取标准试样0标准试件的选择原则：a、圆形试样具有轴对的特点，应力分布较均匀，优先

7、选用；b、试样尺寸大于矿物颗粒10倍,考虑充分利用钻孔岩芯；c、试样高径比要考虑减少端部效应，在受力时不发生弯曲。圆柱体：4»=48~54mm二、单轴压缩强度和变形试验°工—试脸方法4、水利水电工程岩石试脸规程：rJR=-8RAe7+2。/，R-标准抗压强度(MPa)eR-任意高径比的抗压强度(MPa)：P-破坏荷载(N)；A-试件截面面积(mm2)；D-试件直径(〃〃〃)：〃-试件高(〃〃〃)。二、单轴压缩强度和变形试验一试验方法5、精度要求：a、试件两端面不平整度误差不得大于0.05mm;b、沿试件高度，直径的误差不得大于

8、0.3mm;c、端面应垂直于试件轴线，最大偏差不得大于0.25。。I"二、单轴压缩强度和变形试验7,：。工：_试验方法6、试件含水状态：天然含水状态、烘干状态、饱和状态。1）烘干状态将试件置于烘箱内，在105~110可温度下烘24h,取出放入干燥器内冷却至室温后称重。2）饱水