試驗四測定巖石的點荷載強(qiáng)度

1、試驗4:測定巖石的點荷載強(qiáng)度一、基本原理點荷載試驗是將巖石試件置于兩個球形園錐狀壓板之間，對試件施加集中荷載，直至破壞，然后根據(jù)破壞荷載求得巖石的點荷載強(qiáng)度。點荷載強(qiáng)度，可作為巖石強(qiáng)度分類及巖體風(fēng)化分類的指標(biāo)，也可用于評價巖石強(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)。、儀器設(shè)備1、點荷載試驗儀：如下圖所示，它包括:L疝型二工子播出此油柒3.千斤演,L球曲出冰，:加薪設(shè)）I5一湎疾去*隊的標(biāo)標(biāo)尺,兀這樣（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

2、園錐狀壓板球面曲率半徑為5mm園錐的頂角為60。（見下圖），采用堅硬材料制成。點荷載試驗示意圖（2）油壓表：量程約為10MPa,其測量精度應(yīng)保證達(dá)到破壞荷載讀數(shù)（P）的2%整個荷載測量系統(tǒng)應(yīng)能抵抗液壓沖擊和振動，不受反復(fù)加載的影響（3）標(biāo)距測量部分：采用0.2mm刻度鋼尺或位移傳感器，應(yīng)保證試件加荷點間的測量精度達(dá)士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）本試驗可用巖芯樣，規(guī)則或不

3、規(guī)則巖塊樣，對不同形狀試件的尺寸要求如下：巖芯徑向試驗，試件的徑長比應(yīng)大于1.0;軸向試驗，試件的徑長比應(yīng)等于或小于1.0;不規(guī)則巖塊樣，其長（L）、寬（W、高（h）應(yīng)盡可能滿足OWh（圖9-3d）,試件高度（h）一般控制在0.510cm間，使之能滿足試驗儀器加載系統(tǒng)對試件尺寸的要求，另外，試件加荷點附近的巖面要修平整。（3）根據(jù)試驗要求對試件進(jìn)行烘干或飽水處理。烘干試件：是在105110c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

4、試件。2、描述試件描述內(nèi)容：除巖性外，重點應(yīng)對其結(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、試件尺寸粗測對巖芯樣及規(guī)則樣，分別量測各試件的長（L）、寬（W、高（h）的尺寸；對不規(guī)則巖塊樣，可過試件中心點測量試件的長（L）、寬（W、高（h）的尺寸。4、安裝試件試件安裝前，先檢查試驗儀器的上、下兩個加荷錐頭是否準(zhǔn)確對中，然后將試件放置試驗儀中，搖動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，注意讓接觸點盡量與試件中心重合。若需要測定結(jié)構(gòu)面（層理、片理、節(jié)理等）的強(qiáng)度，則應(yīng)確保兩加點的速線在同一結(jié)構(gòu)中，如圖9-4所示。5、加荷試件安裝后

5、，調(diào)整壓力表指針到零點，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，記下破壞時的壓力表讀數(shù)（F）。6、描述試件破壞的特點正常的試件破壞面應(yīng)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(chǎn)生局部破壞，則該次試驗無效，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、破壞面尺寸測量試件破壞后，須對破壞面的尺寸進(jìn)行測量，測量的尺寸包括上、下兩加荷點間的距離（D）和垂直于加荷點速線的平均寬度（W）,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)則塊體試驗四種情況說明了D和W的測量方法，測量誤差不超過土0

6、.2mm。點將我試疆對送件形次和尺寸的要求8、重復(fù)試驗重復(fù)步驟37對其余試件進(jìn)行試驗。9、計算及成果資料整理（1）按下式計算試件破壞荷載式中：P試件破壞時總荷載（N）;C-儀器標(biāo)定系數(shù)（為千斤頂?shù)幕钊娣e，m俞，一般在各儀器的說明書都有該儀器的標(biāo)定系數(shù)供參考；F試件破壞時的油壓表讀數(shù)（MPO）o（2）按下式計算試件的破壞面積和等效園直徑的平方值JJ比二4%/無2式中：A試件的破壞面面積（mmj）；D在試件破壞面上測量的兩加荷點之間的距離（mm;w試件破壞面上垂直于加荷點連續(xù)的平均寬度（mm;D等效園直徑，為面積與破壞面面積相等的園的直徑（mm。（3）按下式計算巖石試件的點荷載強(qiáng)度式中：Is試件

7、點荷載強(qiáng)度（MPa,其余符號同前(4)求平均值當(dāng)測得的點荷載強(qiáng)度數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)較少時，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、試驗報告內(nèi)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試件編組巖石名稱采樣地點儀器系數(shù)C2試件編號3試件形狀4含水狀態(tài)5加荷方向6試件尺寸長L(mm寬W(mm高h(yuǎn)(mm7壓力表讀數(shù)f(MPa8總荷載P-CF(w9加荷點間距離D(mm10破壞面寬度W(mm11等效園直徑平方12點荷載強(qiáng)度(二尸/(D：)(MPa13is平均值(MPa14試件破壞特征試驗：計算：校核：年2、整理試件描述資料五、注意事項1、由于巖石點荷載強(qiáng)度一般都比較低，因此在試驗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，上、下加荷點應(yīng)注意對準(zhǔn)試件的中心，并使其加荷面垂直于加荷點的連線。3、在對軟巖進(jìn)行