試驗(yàn)四測(cè)定巖石的點(diǎn)荷載強(qiáng)度

1、試驗(yàn)4：測(cè)定巖石的點(diǎn)荷載強(qiáng)度一、基本原理點(diǎn)荷載試驗(yàn)是將巖石試件置于兩個(gè)球形園錐狀壓板之間，對(duì)試件施加集中荷載，直至破壞，然后根據(jù)破壞荷載求得巖石的點(diǎn)荷載強(qiáng)度。 點(diǎn)荷載強(qiáng)度，可作為巖石強(qiáng)度分類(lèi)及巖體風(fēng)化分類(lèi)的指標(biāo)，也可用于評(píng)價(jià)巖石強(qiáng)度的各向異性程度，預(yù)估與之相關(guān)的其它強(qiáng)度如單軸抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度等指標(biāo)。 二、儀器設(shè)備1、點(diǎn)荷載試驗(yàn)儀：如下圖所示，它包括：（1）加載系統(tǒng)，由搖式油泵、承壓框架，球端園錐狀壓板組成。油泵出力一般約為50kN；加載框架應(yīng)有足夠的剛度，要保證在最大破壞荷載反復(fù)作用下不產(chǎn)生永久性扭曲變形；球端園錐狀壓板球面曲率半徑為5mm，園錐的頂角為60°（見(jiàn)下圖），

2、采用堅(jiān)硬材料制成。   （2）油壓表：量程約為10MPa，其測(cè)量精度應(yīng)保證達(dá)到破壞荷載讀數(shù)（P）的2%，整個(gè)荷載測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)能抵抗液壓沖擊和振動(dòng)，不受反復(fù)加載的影響。 （3）標(biāo)距測(cè)量部分：采用0.2mm刻度鋼尺或位移傳感器，應(yīng)保證試件加荷點(diǎn)間的測(cè)量精度達(dá)±0.2mm。 2、卡尺或鋼卷尺； 3、地質(zhì)錘。三、操作步驟1、試件制備 （1）試件分組：將肉眼可辨的、工程地質(zhì)特征大致相同的巖石試件分為一組，如果巖石是各向異性的（如層理、片理明顯的沉積巖和變質(zhì)巖），還應(yīng)再分為平行和垂直層理加荷的亞組，每組試件約須15塊。 （2）本試驗(yàn)可用巖芯樣，規(guī)則或不規(guī)則巖塊樣，對(duì)不同形狀試件的尺寸要求

3、如下：巖芯徑向試驗(yàn)，試件的徑長(zhǎng)比應(yīng)大于1.0；軸向試驗(yàn)，試件的徑長(zhǎng)比應(yīng)等于或小于1.0；不規(guī)則巖塊樣，其長(zhǎng)（L）、寬（W）、高（h）應(yīng)盡可能滿足LWh（圖9-3d），試件高度（h）一般控制在0.510cm間，使之能滿足試驗(yàn)儀器加載系統(tǒng)對(duì)試件尺寸的要求，另外，試件加荷點(diǎn)附近的巖面要修平整。 （3）根據(jù)試驗(yàn)要求對(duì)試件進(jìn)行烘干或飽水處理。烘干試件：是在105110溫度下烘干12h；飽水試件，是先將試件逐步浸水，按試件高的1/4、1/2、3/4及4/4等份用6h將試件全部浸入水中（如試件高度很小，允許分1/2、1等份浸水），自由吸水48h，然后用煮沸法或真空抽氣法飽和試件。 2、描述試件 描述內(nèi)容：除

4、巖性外，重點(diǎn)應(yīng)對(duì)其結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征（如顆粒粗細(xì)，排列以及節(jié)理、層理等發(fā)育特征）及風(fēng)化程度等進(jìn)行描述。 3、試件尺寸粗測(cè) 對(duì)巖芯樣及規(guī)則樣，分別量測(cè)各試件的長(zhǎng)（L）、寬（W）、高（h）的尺寸；對(duì)不規(guī)則巖塊樣，可過(guò)試件中心點(diǎn)測(cè)量試件的長(zhǎng)（L）、寬（W）、高（h）的尺寸。 4、安裝試件 試件安裝前，先檢查試驗(yàn)儀器的上、下兩個(gè)加荷錐頭是否準(zhǔn)確對(duì)中，然后將試件放置試驗(yàn)儀中，搖動(dòng)手搖油泵升起下錐頭，使加荷錐頭與試件的最短邊方向（即h方向）緊密接觸，注意讓接觸點(diǎn)盡量與試件中心重合。若需要測(cè)定結(jié)構(gòu)面（層理、片理、節(jié)理等）的強(qiáng)度，則應(yīng)確保兩加點(diǎn)的連線在同一結(jié)構(gòu)中，如圖9-4所示。 5、加荷 試件安裝后，調(diào)整壓力表指

5、針到零點(diǎn)，以在1060秒鐘內(nèi)能使試件破壞（相當(dāng)于每秒0.05-0.1MPa）的加荷速度勻速加荷，直到試件破壞，記下破壞時(shí)的壓力表讀數(shù)（F）。 6、描述試件破壞的特點(diǎn) 正常的試件破壞面應(yīng)同時(shí)通過(guò)上、下兩個(gè)加荷點(diǎn)，如果破壞面只通過(guò)一個(gè)加荷點(diǎn)，如圖9-5所示，便產(chǎn)生局部破壞，則該次試驗(yàn)無(wú)效，應(yīng)舍棄，破壞面的描述還應(yīng)包括破壞面的平直或彎曲等情況。 7、破壞面尺寸測(cè)量 試件破壞后，須對(duì)破壞面的尺寸進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量的尺寸包括上、下兩加荷點(diǎn)間的距離（D）和垂直于加荷點(diǎn)連線的平均寬度（Wf），其方法見(jiàn)圖9-3，圖中分巖芯徑向試驗(yàn)、巖芯軸向試驗(yàn)和不規(guī)則塊體試驗(yàn)四種情況說(shuō)明了D和Wf的測(cè)量方法，測(cè)量誤差不超過(guò)

6、77;0.2mm。   8、重復(fù)試驗(yàn) 重復(fù)步驟37對(duì)其余試件進(jìn)行試驗(yàn)。 9、計(jì)算及成果資料整理 （1）按下式計(jì)算試件破壞荷載 式中：P試件破壞時(shí)總荷載（N）； C儀器標(biāo)定系數(shù)（為千斤頂?shù)幕钊娣e，mm2），一般在各儀器的說(shuō)明書(shū)都有該儀器的標(biāo)定系數(shù)供參考； F試件破壞時(shí)的油壓表讀數(shù)（MPa）。 （2）按下式計(jì)算試件的破壞面積和等效園直徑的平方值 式中：Af試件的破壞面面積（mm2）； D在試件破壞面上測(cè)量的兩加荷點(diǎn)之間的距離（mm）； Wf試件破壞面上垂直于加荷點(diǎn)連續(xù)的平均寬度（mm）； De等效園直徑，為面積與破壞面面積相等的園的直徑（mm）。 （3）按下式計(jì)算巖石試件的點(diǎn)荷載強(qiáng)度

7、式中：IS試件點(diǎn)荷載強(qiáng)度（MPa），其余符號(hào)同前。 （4）求平均值 當(dāng)測(cè)得的點(diǎn)荷載強(qiáng)度數(shù)據(jù)在每組15個(gè)以上時(shí)，將最高和最低值各刪去3個(gè)，如果測(cè)得的數(shù)據(jù)較少時(shí)，則僅將最高和最低值刪去，然后再求其算術(shù)平均值，作為該組巖石的點(diǎn)荷載強(qiáng)度，最后結(jié)果取至小數(shù)后二位。操作演示 四、試驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容        1、整理記錄表格，格式附表9-1。附表9-1點(diǎn)荷載試驗(yàn)記錄表 1 試件編組   巖石 名稱(chēng)   采樣 地點(diǎn)   儀器系 數(shù)C   2 試件編號(hào)       

8、0;         3 試件形狀                 4 含水狀態(tài)                 5 加荷方向                 6 試件尺寸 長(zhǎng)L（mm）                 寬W（mm）

9、60;               高h(yuǎn)（mm）                 7 壓力表讀數(shù)F（MPa）                 8 總荷載 （N）                 9 加荷點(diǎn)間距離D（mm）          

10、       10 破壞面寬度Wf（mm）                 11 等效園直徑平方                 12 點(diǎn)荷載強(qiáng)度（ （MPa）                 13 IS平均值（MPa）   14 試件破壞特征       試驗(yàn)：    計(jì)算：         校核：    年月日2、整理試件描述資料。 五、注意事項(xiàng)1、由于巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度一般都比較低，因此在試驗(yàn)中一定要控制好加荷速度，慢慢加壓，使壓力表指針緩慢而均勻地前進(jìn)。 2、安裝試件時(shí)，上、下加荷點(diǎn)應(yīng)注