本文主要介绍岩石(体)指标检测8项(块体密度、含水率、单轴抗压强度、抗剪强度、弹性模量、岩块声波速度、岩体声波速度、变形模量)中单轴抗压强度、抗剪强度的试验方法
单轴抗压强度试验
2.7.1岩石单轴抗压强度试验适用于能制成圆柱体试件的各类岩石。
2.7.2试件可用钻孔岩心或岩块制作。试样在采取、运输和制备过程中,应避免产生裂缝。
2.7.3试件尺寸应符合下列要求
1圆柱体试件直径宜为48~54mm
2含大颗粒的岩石,试件的直径应大于岩石中最大颗粒直径的10倍
3试件高度与直径之比应为2.0~2.5。
2.7.4试件精度应符合下列要求:
1试件两端面不平行度误差不得大于0.05mm
2沿试件高度,直径的误差不得大于0.3mm
3端面应垂直于试件轴线,偏差不得大于0.25°。
2.7.5试验的含水状态,可根据需要选择天然含水状态、烘干状态、饱和状态或其他含水状态。试件烘干和饱和方法应符合本标准第2.4.5条的规定。
2.7.6同一含水状态和同一加载方向下,每组试验试件的数量为3个。
2.7.7试件描述应包括下列内容
1岩石名称、颜色、矿物成分、结构、构造、风化程度、胶结物性质等。
2加载方向与岩石试件层理、节理、裂隙的关系。
3含水状态及所使用的方法。
4试件加工中出现的现象
2.7.8主要仪器和设备应包括下列各项:
1钻石机、切石机、磨石机和车床等。
2测量平台
3材料试验机。
2.7.9试验应按下列步骤进行:
1将试件置于试验机承压板中心,调整球形座,使试件两端面与试验机上下压板接触均匀。
2以每秒0.5~1.0MPa的速度加载直至破坏。记录破坏载荷及加载过程中出现的现象。
3试验结束后,应描述试件的破坏形态
2.7.10试验成果整理应符合下列要求:
1按下列公式计算岩石单轴抗压强度和软化系数:
2岩石单轴抗压强度计算值取3位有效数字,软化系数计算值取2位有效
数字。
2.7.11岩石单轴抗压强度试验记录应包括工程名称、取样位置、试件编号、试件描述、含水状态、受力方向、试件尺寸和破坏载荷。
直剪试验
2.12.1岩石直剪试验包括岩石、岩石结构面以及混凝土与岩石接触面直剪试适用于各类岩石。本标准采用平推法。
2.12.2试样应在现场采取,在采取、运输、储存和制备过程中,应防止产生裂隙和扰动。
2.12.3试件应符合下列要求:
1岩石直剪试验试件的直径或边长不得小于50mm,试件高度应与直径或边长相等
2岩石结构面直剪试验试件的直径或边不得小于50mm,试件高度应与直径或边长相等。结构面应位于试件中部混凝土与岩石接触面直剪试验试件应为正方体,其边长不宜小于150mm。接触面应位于试件中部,浇筑前起伏差宜为边长的1%~2%。混凝土应按预定的配合比浇筑,骨料的最大粒径不得大于边长的1/6
2.12.4试验的含水状态,可根据需要选择天然含水状态、饱和状态或其他含水状态。
2.12.5每组试验试件的数量应为5个。
2.12.6试件描述应包括下列内容:
1岩石名称、颜色、矿物成分、结构、构造、风化程度、胶结物性质等。
2层理、片理、节理裂隙的发育程度及与剪切方向的关系。
3结构面的充填物性质、充填程度以及试样采取和试件制备过程中受扰动
的情况。
2.12.7主要仪器和设备应包括下列各项
1试件制备设备
2试件饱和与养护设备。
3应力控制式平推法直剪试验仪。
4位移测表。
2.12.8试件安装应符合下列规定:
1将试件置于直剪仪的剪切盒内,试件受剪方向应与预定受力方向一致,试件与剪切盒内壁的间隙用填料填实,使试件与剪切盒成为一整体。预定剪切面应位于剪切缝中部
2安装试件时,法向载荷和剪切载荷的作用力方向应通过预定剪切面的几何中心。法向位移测表和剪切位移测表应对称布置,各测表数量不得少于2只。3预留剪切缝宽度为试件剪切方向长度的5%,或为结构面的厚度。
4混凝土与岩石接触面试件,应达到预定混凝土强度等级
2.12.9法向载荷施加应符合下列规定
1在每个试件上分别施加不同的法向载荷,对应的最大法向应力值不宜小
于预定的法向应力。各试件的法向载荷,宜根据最大法向载荷等分确定。
2在施加法向载荷前,测读各位移测表的初始值。每10min测读一次,各个测表三次读数差值不超过0.02mm时,可施加法向载荷
3对于岩石结构面中含有充填物的试件,最大法向载荷以不挤出充填物为
4对于不需要固结的试件,法向载荷可一次施加完毕,测读法向位移5min后再测读一次,即可施加剪切载荷。
5对于需要固结的试件,应按充填物性质和厚度分1~3级施加。在法向载荷施加至预定值后的第一小时内,每隔15min读数一次;然后每30min读数一次。当各个测表每小时法向位移不超过0.05mm时,视作固结稳定,即可施加剪切载荷
6在剪切过程中,应使法向载荷始终保持恒定。
2.12.10剪切载荷施加应符合下列规定
1测读各位移测表读数,必要时调整测表读数。根据需要,调整剪切千斤
顶位置
2根据预估最大剪切载荷,宜分8~12级施加。每级载荷施加后,即测读剪切位移和法向位移,5min后再测读一次,即可施加下一级剪切载荷直至破坏。当剪切位移量增幅变大时,可适当加密剪切载荷分级。
3试件破坏后,应继续施加剪切载荷,直至测出趋于稳定的剪切载荷值为
止。
4将剪切载荷退至零。根据需要,待试充分回弹后,调整测表,按本条
1~3步骤进行摩擦试验。
2.12.11试验结束后,应对试件剪切面进行描述:
1准确量测剪切面,确定有效剪切面积
2剪切面的破坏情况,擦痕的分布、方向和长度
3测定剪切面的起伏差,绘制沿剪切方向断面高度的变化曲线;
4当结构面内有充填物时,应查找剪切面的准确位置,并记述其组成成分
性质、厚度、结构构造、含水状态。根据需要,测定充填物的物理性质和黏土矿物成分。
2.12.12试验成果整理应符合下列要求:
1按下列公式计算各法向载荷下的法向应力和剪应力:
2绘制各法向应力下的剪应力与剪切位移及法向位移关系曲线,根据曲线
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知识点:单轴抗压强度、抗剪强度
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岩土工程
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