巖體工程力學(xué)實驗指導(dǎo)書

巖體工程力學(xué)實驗指導(dǎo)書實驗背景巖體工程力學(xué)是研究巖石在各種工程力學(xué)載荷下的破裂與變形特性以及它們對工程影響的科學(xué)。本實驗旨在通過經(jīng)典的實驗方法，掌握巖體的力學(xué)性質(zhì)，了解巖石在各種工程應(yīng)力狀態(tài)下的破斷過程和破損特征。實驗原理圓盤壓縮試驗原理圓盤壓縮試驗是一種直接測定巖石單軸壓縮強(qiáng)度（UCS）的常用方法。試驗時，用壓力機(jī)對巖心進(jìn)行一定速度的軸向荷載，使巖心在豎直方向受到較大壓縮應(yīng)力。圓盤壓縮試驗可直觀觀察到巖石的破壞過程，同時還可以測定巖石的靜態(tài)彈性模量、泊松比等性質(zhì)。屈服點試驗原理屈服點試驗是一種間接測定巖石單軸壓縮強(qiáng)度的方法。試驗時，在巖石試樣上加荷不斷增加，當(dāng)荷載達(dá)到一定值時，會形成一些微小開裂。繼續(xù)增加荷載，裂紋擴(kuò)展并漸漸合并。此時，巖石試樣的強(qiáng)度已經(jīng)逐漸下降了。當(dāng)荷載達(dá)到一定值時，開裂嚴(yán)重，巖石試樣的強(qiáng)度突然下降。這個荷載點就是巖石的屈服點荷載。實驗設(shè)備實驗設(shè)備包括以下幾個方面：-圓盤壓縮機(jī)-裂紋擴(kuò)展測試設(shè)備-巖石試驗制備設(shè)備-測量儀器實驗步驟圓盤壓縮試驗準(zhǔn)備好巖石樣本，樣本直徑應(yīng)大于20mm，高度應(yīng)大于樣品直徑的一倍。裝置巖石樣品，注意要在樣品的兩側(cè)放置兩片形狀和直徑相同的薄片以保證加載過程中樣品的都能夠受到壓縮應(yīng)力，抬起擋塊使轉(zhuǎn)盤自由轉(zhuǎn)動。調(diào)整加載速率，調(diào)整存儲彈簧的擺桿長度，保證在彈簧長縮約為5~10%的范圍內(nèi)，加載速率始終恒定。加載樣品，開始進(jìn)行圓盤壓縮試驗。觀察樣品的破斷過程，同時記錄破斷力值，并計算出巖石的單軸壓縮強(qiáng)度。屈服點試驗準(zhǔn)備好巖石樣本。在樣本表面繪制兩個直徑相交的圓弧，將圓心的交點設(shè)為力的施加點。使用裂紋擴(kuò)展測試設(shè)備，加荷進(jìn)行屈服點試驗，觀察樣品的整個破壞過程。記錄荷載和應(yīng)變數(shù)據(jù)以及試件破壞的應(yīng)變和荷載。實驗數(shù)據(jù)分析根據(jù)實驗所得數(shù)據(jù)，可以計算得到樣品的多種力學(xué)性質(zhì)，例如單軸壓縮強(qiáng)度、靜態(tài)彈性模量、泊松比等等。在實驗數(shù)據(jù)分析過程中，還可以探討巖石樣品的裂紋發(fā)展過程和破壞特征等。實驗注意事項在操作前必須了解相關(guān)的安全規(guī)定，必須佩戴安全裝備。在進(jìn)行圓盤壓縮試驗時，為避免樣品出現(xiàn)抗拔現(xiàn)象，在壓痕處要保證有充分壓碎。操作裂紋擴(kuò)展測試設(shè)備時，荷載應(yīng)慢慢增加，不然會導(dǎo)致試樣突然破裂，危及人身安全。實驗完畢后需要認(rèn)真進(jìn)行清理，徹底清除所有暴露給空氣的粉塵等雜物。結(jié)論巖體工程力學(xué)是研究巖石在各種工程力學(xué)載荷下的特性以及它們對工程影響的科學(xué)，而巖體工程力學(xué)實驗則是了解巖石的力學(xué)性質(zhì)，研究巖石表