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实验5 测定岩石的单轴抗压强度 一、基本原理 岩石的单轴抗压强度是指岩石试样在单向受压至破坏时，单位面积上所承受的最大压应力: （MPa） 一般简称抗压强度。根据岩石的含水状态不同，又有干抗压强度和饱和抗压强度之分。 岩石的单轴抗压强度，常采用在压力机上直接压坏标准试样测得，也可与岩石单轴压缩变形试验同时进行，或用其它方法间接求得。 二、仪器设备 1、制样设备：钻岩机、切石机及磨片机； 2、测量平台、卡尺、放大镜等； 3、烘箱、干燥箱； 4、水槽、煮沸设备或真空抽气设备； 5、压力机。 三、操作步骤 1、试样制备 （1）样品可用钻孔岩芯或在坑槽中采取的岩块，在取样和试样制备过程中，不允许发生人为裂隙。 （2）试样规格：一般采用直径5cm、高10cm的园柱体，以及断面边长为5厘米，高为10厘米的方柱体，每组试样必须制备3块。 （3）试样制备的精度应満足如下要求： a沿试样高度，直径的误差不超过0.03cm； b试样两端面不平行度误差，最大不超过0.005cm； c端面应垂直于轴线，最大偏差不超过0.25°； d 方柱体试样的相邻两面应互相垂直，最大偏差不超过0.25°。 2、试样描述 1 试验前应对试样进行描述，描述内容包括：岩石名称、颜色、矿物成分、结构、风化程度、胶结物性质等；加荷方向与岩石试样内层理、节理、裂隙的关系及试样加工中出现的问题。 3、试样烘干或饱和处理 根据试验要求需对试样进行烘干或饱和处理。 烘干试样：在105~110℃温度下烘干24h。 自由浸水法饱和试样：将试样放入水槽，先注水至试样高度的1/4处，以后每隔2h分别注水至试样高度的1/2和3/4处，6h后全部浸没试样，试样在水中自由吸水48h。 煮沸法饱和试样：煮沸容器内的水面始终高于试样，煮沸时间不少于6h。 真空抽气法饱和试样：饱和容器内的水面始终高于试样，真空压力表读数宜为100kPa，直至无气泡逸出为止，但总抽气时间不应少于4h。 4、测量试样尺寸 按试验二量积法中的要求，量测试样断面的边长，求取其断面面积（A）。 5、安装试样、加荷 将试样置于试验机承压板中心，调整有球形座，使之均匀受载，然后以每秒0.5~1.0MPa的加载速度加荷，直至试样破坏，记下破坏荷载（P）。 6、描述试样破坏后的形态，并记录有关情况。 7、按下式计算岩石的单轴抗压强度 式中：σC――岩石的单轴抗压强度（MPa）； P――破坏荷载（N）； A――垂直于加荷方向试样断面积（mm2）。 计算值取3位有效数字。 2 四、试验报告内容 1、整理记录表(格式如下表) 单轴抗压强度试验记录表 单轴抗压强度σC试受试试样尺寸（mm） 横截面积破坏荷载（MPa） 样 力 验 A P 编方状直径(长、高 （mm2） （N） 单 值 平均值 号 向 态 宽) 试验： 计算： 校核： 年 月 日 2、试样描述资料。 3、思考题： 影响岩石单轴抗压强度的试验条件有哪些？试样形态、高经比、加荷速度等是怎样影响岩石单轴抗压强度的？ 五、注意事项 1、当试样临近破坏时，需适当放慢加荷速度，并事先设防护罩，以防止脆性坚硬岩石突然破坏时岩屑飞射。 2、在对试样加荷前，应检查试样是否均匀受压。 附 测定岩石的软化系数 岩石在饱水状态下的抗压强度与干燥状态下的抗压强度之比，称为岩石的软化系数。若分别测出饱水试件和干燥试件的单轴抗压强度，即可求得岩石的软化系数。 岩石的饱水抗压强度，应首先对试件进行饱水处理，然后按本实验规定的步骤和要求测定其抗压强度，岩石的干燥抗压强度，可采用室内风干试样，也可用烘干试样，按本实验的方法测定，按下式计算岩石的软化系数： Kdcw cd式中： Kd——岩石的软化系数； cw——岩石饱水抗压强度 cd——岩石干抗压强度 3 本文来源：https://www.dywdw.cn/27954f6d5627a5e9856a561252d380eb6394237a.html
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2022-08-09
