巖石的點荷載試驗

一、巖石點荷載試驗試樣制備

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)則或不規(guī)則巖塊樣，對不同形狀試件的尺寸要求如下：

2.1巖蕊徑向試驗，試樣的徑長比應大于1.0

2.2軸向試驗，試樣的徑長比應等于或小于1.0

2.3不規(guī)則巖塊樣，其長L、寬W、高h應盡可能滿足L≥W≥h，試件高度（h）一般控制在0.5~10cm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、試件含水狀態(tài)可根據(jù)需要選擇天然含水狀態(tài)、烘干狀態(tài)、飽和狀態(tài)或其它含水狀態(tài)。

3.1烘干試樣：是在105~110度溫度下烘干12h；

3.2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。

4、描述試樣

描述內(nèi)容：除巖性外，重點應對其結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征（如顆粒粗細，排列及及節(jié)理、層理等發(fā)育特征）及風化程度等進行描述。

5、試樣尺寸粗測

二、巖石點荷載試驗步驟

1、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zui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。若需要測定結(jié)構(gòu)面（層理、片理、節(jié)理等）的強度，則應確保兩加點的連線在同一結(jié)構(gòu)中。

2、加載

試件安裝后，調(diào)整壓力表指針到零點，以在10～60秒鐘內(nèi)能使試件破壞（相當于每秒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。

3、描述試件破壞的特點

正常的試件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，便產(chǎn)生局部破壞，則該次試驗無效，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。

4、破壞面尺寸測量

試件破壞后，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和垂直于加荷點連線的平均寬度Wf，測量誤差不超過±0.2mm。

5、重復試驗

重復上述1-4對其余試樣進行試驗。

三、巖石點荷載試驗數(shù)據(jù)整理

1、按下式計算試樣破壞荷載： P=CF

式中：P——試件破壞時總荷載N；

C——儀器標定系數(shù)（為千斤頂?shù)幕钊娣e，mm2），一般在各儀器的說明書都有該儀器的標定系數(shù)供參考；

F——試件破壞時的油壓表讀數(shù)（MPa）。

2、按下式計算試樣的破壞面積和等效園直徑的平方值：

式中： A_f　——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；

W_f ——試樣破壞面上垂直于加荷點連續(xù)的平均寬度mm；

D_e ——等效園直徑，為面積與破壞面面積相等的圓的直徑mm。

3、按下式計算巖石試件的點荷載強度：

式中：I_S——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(shù)據(jù)在每組15個以上時，將zui高和zui低值各刪去3個，如果測得的數(shù)據(jù)較少時，則僅將zui高和zui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度。

5、計算值至0.01。