試驗9測定巖石的點荷載強度

1、實驗9測定巖石的點荷載強度一、根本原理點荷載試驗是將巖石試樣置于兩個球形園錐狀壓板之間，對試樣施加集中荷載，直至破壞，然后根據破壞荷載求得巖石的點荷載強度。點荷載強度，可作為巖石強度分類及巖體風化分類的指標，也可用于評價巖石強度的各向異性程度，預估與之相關的其它強度如單軸抗壓強度和抗拉強度等指標。、儀器設備(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;加載框架應有足夠的剛度， 要保證在最大破壞荷載反復作用下不產生永久性扭曲變形;園錐狀壓板球面曲率半徑為5mm，園錐的頂角為60(2)油壓表：量程約為10MPa,其測量精度應保證到達破壞荷載讀數(P)的2%,整

2、個荷載測量系統(tǒng)應能抵抗液壓沖擊和振動，不受反復加載的影響。(3)標距測量局部：采用0.2mm刻度鋼尺或位移傳感器，應保證試樣加荷點間的測量球端(見下列圖)，米用堅硬材料制成。I. 2.3.千斥flh L理割fk頭z 5一袖乩蠢丁氐聘標標尺* 猛岸精度達土0.2mm。2、卡尺或鋼卷尺；3、地質錘。三、操作步驟1、試樣制備1試樣分組：將肉眼可辨的、工程地質特征大致相同的巖石試樣分為一組，如果巖石是各向異性的如層理、片理明顯的沉積巖和變質巖，還應再分為平行和垂直層理加荷的亞組，每組試樣約須15塊。2本試驗可用巖芯樣，規(guī)那么或不規(guī)那么巖塊樣，對不同形狀試樣的尺寸要求如下：巖芯徑向試驗，試樣的徑長比應大

3、于1.0;軸向試驗，試樣的徑長比應等于或小于1.0;不規(guī)那么巖塊樣，其長L、寬W、高h應盡可能滿足LAWh圖9-3d，試樣高度h一般控制在0.510cm間，使之能滿足試驗儀器加載系統(tǒng)對試樣尺寸的要求，另外，試樣加 荷點附近的巖面要修平整。3根據試驗要求對試樣進行烘干或飽水處理。烘干試樣：是在105110 C溫度下烘干12h;飽水試樣，是先將試樣逐步浸水，按試樣高的1/4、1/2、3/4及4/4等份用6h將試樣全部浸入水中如試樣高度很小，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樣。2、描述試樣描述內容：除巖性外，重點應對其結構構造特征如顆粒粗細，排列以及節(jié)理、層理

4、等 發(fā)育特征及風化程度等進行描述。3、試樣尺寸粗測對巖芯樣及規(guī)那么樣，分別量測各試樣的長L、寬W、高h的尺寸；對不規(guī)那么巖塊樣，可過試樣中心點測量試樣的長L、寬、高h的尺寸。4、安裝試樣試樣安裝前，先檢查試驗儀器的上、下兩個加荷錐頭是否準確對中，然后將試樣放置試驗儀中，搖動手搖油泵升起下錐頭，使加荷錐頭與試樣的最短邊方向即h方向緊密接觸，注意讓接觸點盡量與試樣中心重合。假設需要測定結構面層理、片理、節(jié)理等的強度，那么 應確保兩加點的速線在同一結構中，如圖9-4所示。5、加荷試樣安裝后，調整壓力表指針到零點，以在1060秒鐘內能使試樣破壞相當于每秒0.05-0.1MPa的加荷速度勻速加荷，直到試

5、樣破壞，記下破壞時的壓力表讀數6、描述試樣破壞的特點正常的試樣破壞面應同時通過上、下兩個加荷點，如果破壞面只通過一個加荷點，如圖9-5所示，便產生局部破壞，那么該次試驗無效，應舍棄，破壞面的描述還應包括破壞面的平 直或彎曲等情況。7、破壞面尺寸測量試樣破壞后，須對破壞面的尺寸進行測量， 測量的尺寸包括上、下兩加荷點間的距離D圖93不同形狀試樣的L、航L航確實定方法及典型的破壞而a巖心徑向試b-巖心軸向試c-方換體試驗；d-不點那么塊缽試稔;P 施如于試祥上的荷栽：L-試樣的長度； 切荷株通過試樣鼓小歧截面上端寬度;加荷點通過試樣是小被戳面下端宣度了此一加荷點通過試樣最小橫截面平均寬度；h 試禪

6、的高度w住一試祥破壞面最水寬度 1 罹一試樣破壞面最大童度?解一試祥破琴偵LUC nC匚一試祥暗或橢圓破壞面的長軸，其與加荷軸線垂直: 或巖心直徑；。一試樣破壞面上的荷載之間的距離3 =8、重復試驗重復步驟37對其余試樣進行試驗。F。壞面的近賴寬度，祝試祥液壞面的形狀而定，可分別為由=如+險，或WfFnTwd圓柱試樣和垂直于加荷點速線的平均寬度Wf,其方法見圖9-3,圖中分巖芯徑向試驗、巖芯軸向試驗和不規(guī)那么塊體試驗四種情況說明了D和 四的測量方法，測量誤差不超過土0.2mm。9、計算及成果資料整理1按下式計算試樣破壞荷載式中：P試樣破壞時總荷載N;2按下式計算試樣的破壞面積和等效園直徑的平方

7、值D；=4,A小式中：Af試樣的破壞面面積mm2;D-在試樣破壞面上測量的兩加荷點之間的距離mm;Wf-試樣破壞面上垂直于加荷點連續(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3按下式計算巖石試樣的點荷載強度式中：Is試樣點荷載強度MPa,其余符號同前。4求平均值當測得的點荷載強度數據在每組15個以上時，將最高和最低值各刪去3個，如果測得的數據較少時，那么僅將最高和最低值刪去， 然后再求其算術平均值， 作為該組巖石的點荷載 強度，C儀器標定系數為千斤頂的活塞面積,般在各儀器的說明書都有該儀器的標定系數供參考;F試樣破壞時的油壓表讀數MPa。圖9-4對各向異性者石施加荷載前正

8、確方向圖9一5不正確試驗的破壞模式乳-不正璃的徑向試驗：h-不正確的軸向試膝mm。匚*1峋成正%的悟誤的 I最后結果取至小數后二位。四、試驗報告內容1、整理記錄表格，格式附表9-1。附表9-1點荷載試驗記錄表1試樣編組巖石名稱采 樣地 點儀器系數C2試樣編號3試樣形狀4含水狀態(tài)5加何方向6試樣尺寸長L (mm)寬W( mm)高h (mm)7壓力表讀數F (MPa)8總何載P-CF(N)9加荷點間距離D(mm)10破壞面寬度Wf(mm)11等效園直徑平方12點荷載強度(匕二F/(以)(MPa)13IS平均值(MPa)14試樣破壞特征試驗：計算：校核：年 月 日2、 整理試樣描述資料。3、 思考題：(1)點荷載試驗是在怎樣的應力狀態(tài)下進行的？其試樣破壞屬于什么破壞形式？(2)與劈裂法試驗相比擬有什么異同?五、考前須知1、 由于巖石點荷載強度一般都比擬低，因此在試驗中一定要控制好加荷速度，慢