岩石力学与工程实验指导书(修订)VIP专享VIP免费

岩石力学实验指导书湖南科技大学能源与安全工程学院目录岩石物理性质试验.........................................1一、岩石密度试验.........................................6岩石力学性质试验........................................18一、岩石单轴抗压强度试验................................18二、岩石抗拉强度试验（劈裂法）..........................24三、岩石抗剪强度试验(变角剪切)..........................27四、岩石力学伺服控制试验................................43第1页共20页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共20页岩石物理性质试验一、岩石密度试验1概述岩石密度，即单位体积的岩石质量，是试样质量与试样体积之比。根据试样的含水量情况，岩石密度可分为烘干密度、饱和密度和天然密度。一般未说明含水情况时，即指烘干密度。根据岩石类型和试样形态，分别采用下述方法测定其密度：（1）凡能制备成规则试样的岩石，宜采用量积法。（2）除遇水崩解、溶解和干缩湿胀性岩石外，可采用水中称重法。（3）不能用量积法或水中称重法进行测定的岩石，可采用腊封法。用水中称重法测定岩石密度时，一般用测定岩石吸水率和饱和吸水率的同一试样同时进行测定。2试样制备2.1量积法（1）试样的形态，可以用圆柱体、立方体或方柱体，根据密度试验后的其他实验要求选择。（2）制备的试样，应具有一定的精度，其精度要求应满足其他试验项目的规定。（3）每组试验须制备3个试样，它们须具有充分的代表性。2.2腊封法（1）试样取边长为4～6cm的近似立方体的岩块。（2）如需测定天然密度时，拆除密封后立即称试样重。（3）每组试验须制备3个试样，它们须具有充分的代表性。3试样描述（1）岩石名称、颜色、结构、矿物成分、颗粒大小、胶结物质等特征。（2）节理裂隙的发育程度及其分布。（3）试样形态及缺角，掉棱角等现象。4主要仪器设备4.1量积法（1）钻石机、切石机、磨石机或其他制样设备。第2页共20页第1页共20页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共20页（2）烘箱和干燥器。（3）称量大于500g，感量为0.01g的天平。（4）精度为0.01mm的测量平台或其他仪表。4.2腊封法（1）烘箱和干燥器。（2）石蜡和熔蜡用具。（3）称量大于500g，感量为0.01g的天平。（4）水中称重装置。5试验程序5.1量积法（1）试样两端和中间三个断面，测量其互相垂直的两个直径或边长，计算平均值。（2）测量均匀分布于周边的四点和中间点的五个高度，计算平均值。（3）将试样置于烘箱中，在105～110C的温度下烘24h，取出后，即放入干燥器内，冷却至室温后称重。（4）本试验要求量测准确至0.01mm，称重准确至0.01g。5.2腊封法（1）将试样置于烘箱中，在105～110C的温度下烘24h，取出后，即放入干燥器内，冷却至室温后称重。（2）用丝线缚住试样，置于温度60C左右的熔化石蜡中1～2s，使试样表面均匀涂上一层腊膜，其厚度约1mm左右。蜡封好后，发现有气泡时，用热针刺穿并用腊涂平孔口，然后称试样重。（3）将蜡封试样置于水中称重，然后取出擦干表面水分，在空气中称重。如蜡封试样浸水后的重量大于浸水前的重量，应重做试验。（4）本试验所有称重均准确至0.01g。6成果整理和计算（1）用量积法测定试样密度，按下式计算ρd=mdA×H式中：ρd——岩石烘干密度（g/cm3）；md——试样烘干重量（g）；A——平均面积（cm2）；第3页共20页第2页共20页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共20页H——平均高度（cm）。（2）用腊封法测定试样容重，按下式计算：ρd=md(m1−m2)−(m1−md)ρn式中：ρd——岩石烘干密度（g/cm3）；md——试样烘干重量（g）；m1——蜡封试样在空气中重量（g）；m2——蜡封试样在水中重量（g）；ρn——石蜡密度（g/cm3）（石蜡容重可用水中称重法测定，参见11节）。（3）如需天然密度时，可按下式计算：ρo=ρd×(1+0.01×ω)式中：ρo——岩石天然密度（g/cm3）ω——岩石的天然含水量（）。（4）根据实测岩石比重和容重，按下式计算总孔隙率：n=(1−ρdΔs)×100式...