力学试验仪器

岩石力学单轴压缩试验方案

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一.岩石力学试验的目的



岩石力学试验以白垩系软岩为研究对象,设置不同的冻结温度,分别对岩样进行一次冻融循环,并测定其冻融前后的单轴抗压强度和杨氏弹性模量,且绘出应力—应变曲线。当无侧限试样在纵向压力作用下出现压缩破坏时,单位面积上所承受的载荷称为岩石的单轴抗压强度,即式样破坏时的Z大载荷与垂直与加载方向的截面积之比。


本次试验主要测定饱和状态下试样的单轴抗压强度。



二.岩石力学试验试样制备



(1)样品可用钻孔岩芯或在坑槽中采取的岩块,在取样和试样制备过程中,不允许发生人为裂隙。 

(2)试样规格:经过钻取岩芯、岩样尺寸切割、岩样打磨几道工序制备成直径5cm、高10cm的圆柱体。  

(3)试样制备的精度应満足如下要求: 

a沿试样高度,直径的误差不超过0.03cm; 

b试样两端面不平行度误差,Z大不超过0.005cm;

c端面应垂直于轴线,Z大偏差不超过0.25°; 

d方柱体试样的相邻两面应互相垂直,Z大偏差不超过0.25°。 



三.主要仪器设备 



1、制样设备:钻石机、切石机及磨石机。  

2、测量平台、角尺、游标卡尺、放大镜、低温箱等。 

3、压力试验机。 



四、实验步骤



1.取加工好的岩石试样15块,放入抽真空设备中进行饱水处理,浸泡24h; 

2.a.(1)从饱水后的试样中取3块,进行冻结前常温(+20℃)条件下岩石的单轴压缩试验,并记录应力-应变曲线等信息;

(2)从剩下的饱水岩样中取出6块放入低温箱中,在恒温-10℃条件下冻结48h;

(3)取出冻结后的3块岩样,进行冻结-10℃条件下岩石的单轴压缩试验,并记录应力-应变曲线等信息;

(4)取出冻结后另外3块岩样,在室内常温环境下自然解冻后,进行岩石冻结解冻后恢复到常温条件下岩石的单轴压缩试验,并记录应力-应变曲线等信息;

b.以剩余的6块试样为对象,把冻结温度设置为-30℃,重复a中步骤(2)~(4); 

3.通过试验数据分析在两种冻结温度下,岩样冻结前、冻结中和冻结解冻后三种状态下三种岩石单轴压缩下强度、应力-应变曲线及弹性模量等参数的变化情况。



五.成果整理和计算



1.按下式计算岩石的单轴抗压强度: 

 cR-----岩石单轴抗压强度,MPa; 

P----Z大破坏荷载,N; 

A----垂直于加载方向的试样横截面积,mm2。 

2.固体材料的弹性模量是指弹性范围内应力与应变的比值,反映材料的坚固性。计算割线弹性模量E50 ,即应力应变曲线零荷载点与单轴抗压强度50%水平交点连线的斜率。  

50

5050

Ese=

 50E------割线弹性模量,MPa; 

50s------相当于50%抗压强度的应力值,MPa; 

50e------应力为抗压强度50%时的应变值。


2018-02-28浏览次数:1341次
本文来源:https://m.yiqi.comretiao/detail_568.html
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