力学试验仪器

岩石力学试验新技术和新仪器设备

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人类对岩石的力学性状的认识是从试验开始的,岩石力学理论的形成、发展与试验方法息息相关。岩石的力学性态包括岩石在所处物理、化学环境下的强度、变形及其动力学特性和渗透性等。岩石力学性态的研究方法主要是现场和室内试验。现场试验有测量岩体原位变形性能和强度性能的承压板试验和剪切试验、现场三轴压缩试验和岩体渗透性试验等;室内试验有单轴压缩、三轴压缩、单轴拉伸、直接剪切、渗透试验等。这些试验都要遇到相应的仪器设备。


岩石力学测试的Z新方法和相关仪器设备


岩石剪切试验


  岩石的抗剪强度是岩石对剪切破坏的极限抵抗能力。通常采用快速直剪试验测定岩石的抗剪强度。此试验一般可测定:a.混凝土与岩石胶结面的抗剪强度;b.岩石软弱结构面(包括夹泥和不夹泥的层面,节理裂缝面和断层带等)的抗剪强度;c.岩石本身的抗剪强度。试验时岩石的含水状态可根据需要采用天然含水状态、饱和状态或其他含水状态。


  试验仪器:岩石剪切试验系统 


岩石分类回弹试验


  岩石分类回弹试验用于岩石分类,如图1所示。通常将圆柱形的岩芯放在水平位置,锤击岩芯以获得回弹数据。可沿着芯的长度获取一系列数据以得到平均回弹值。


  试验仪器:岩石分类回弹仪 


岩石耐崩解试验


  目前国内外关于岩石崩解性的试验有两种:耐崩解性试验和普通崩解试验。耐崩解试验方法的规范主要有国际岩石力学学会(ISRM)1979年建议的方法和1999年发布的中国工程岩体试验方法标准(GB/T50266―99)中的耐崩解性试验方法,这两种试验规程大致相同,均是将试验样品在105℃―110℃下烘干2―6小时冷却,放入孔径为2mm的金属网圆筒中,置入水中以20r/min的速度转动10分钟,取出样品烘干称量,之后循环做一次,Z后用原样品的烘干质量和残留样品烘干质量求出岩石耐崩解指数。


  试验仪器:岩石耐崩解仪 


岩石三轴试验


  岩石三轴压缩试验(简称三轴试验),实质是对处于三向受压环境中的地壳岩体的力学性状的一种模拟。相对于其它一些所谓的常规实验,三轴实验属较复杂的高级实验,它可以获取相应于岩体不同围压(或深度)的抗压强度、抗剪强度、弹性模量、泊松比,以及准确的凝聚力C和内摩擦角等数据。若使用三轴侍服压力机,还能得到应力―应变(σ―ε)的全程曲线,进而获得岩石的残余应力、变形数据等。这些都是一些重大工程建设、岩石力学和某些地学项目研究及应用中必不可少的重要参数。


  试验仪器:岩石三轴试验仪


    本系统可以研究岩石的无侧向刚度压缩测试、三轴测试、弯曲测试、直接拉伸、压碎测试,研究岩石的无侧向刚度压缩测试、三轴测试、弯曲测试、直接拉伸、压碎测试、蠕变测试等。


  在岩石力学测试领域,W+B提供的高刚度测试系统的Z大测试范围可以达到10000kN。W+B还可以提供不同的稳压加强系统,数字式控制器提供附加的通道用于数据采集,以及多通道控制功能,此外还可以提供其他的岩石测试系统,以及各种制样工具。 


    使用W+B岩石三轴试验仪进行了岩石三轴试验。岩样采自石太铁路客运专线太行山隧道工程施工现场,为膏溶角砾岩。其外观多呈灰白至黄褐色,由角砾和粘土矿物胶结而成。经X射线粉晶衍射分析,主要矿物成分和含量为石英35%,方解石20%,伊利石15%,绿泥石15%,白云石10%,长石5%。岩样从施工现场封装运回后,采用干法加工成50mm×100mm的标准试件。


岩石渗透性试验


  渗透率表征岩石通过流体的能力,是液体矿藏勘探和开采必须研究的主要参数之一,也是水域工程要着力研究的参数。岩石的渗透特性不但与岩石的孔隙结构,孔隙连通状况密切相关,而且和通过岩石孔隙的流体性质有直接的关系。室内渗透性测试方法主要可分为两大类:一类是稳压法,即测试过程保持试样两端水压差不变。另一类是压力脉冲法,其通过测量试样两端容器水压力差随时间的变化来测定岩石的渗透性,不需要测量流量。 


  岩石渗透性试验仪测定岩石的渗透系数,能反映岩石微裂缝的发育程度。岩石渗透性试验仪用于测试在三轴室内受高围压作用的岩石试样的渗透性。试样的水力梯度通过恒压系统提供,流过试样的水通过量管收集。包括:恒压系统、三轴室、渗透上帽、量管、支架等。岩石渗透性试验仪提供了可以无限细分的稳定围压,与Hoke三轴室合用,用于在室内测量岩石试样在有围压条件下的渗透性。


  试验仪器:岩石渗透性试验仪 


岩石三轴流变试验


  岩石流变力学试验不仅是了解岩石流变力学特性的Z重要手段,而且是构建岩石流变本构模型的重要基础。水利水电工程高坝坝基大多建于硬岩岩基上,高坝的建设往往伴随着岩石高陡边坡和大型地下洞室群的岩石工程问题,为了预测岩石工程的长期稳定性,有必要开展硬岩的流变力学特性研究尤其是三轴流变试验研究。


  试验仪器:岩石三轴流变试验系统 


2018-02-28浏览次数:1428次
本文来源:https://m.yiqi.comretiao/detail_576.html
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