巖體力學(xué)實驗課程作業(yè)(已修改)
2025-08-16 16:01 本頁面
【正文】 實驗一、測定巖石三軸壓力條件下的強度與變形參數(shù) 一、基本原理 巖石三軸壓力條件下的強度與變形參數(shù)主要有：三軸壓縮強度、內(nèi)摩擦角、內(nèi)聚力已及彈性模量和泊松比。室內(nèi)三軸壓縮實驗是將巖石試樣放在一密閉容器內(nèi)，施加三向應(yīng)力至試件破壞，在加壓過程中同時測定不同荷載下的應(yīng)變值。繪制出（σ1 σ3）ε應(yīng)變關(guān)系曲線以及強度包絡(luò)線，求得巖石的三軸壓縮強度（σ1）、內(nèi)摩擦角（φ）、內(nèi)聚力（c)以及彈性模量（E）和泊松比（μ）等參數(shù)。 根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)的不同，可將三軸壓縮實驗分為真三軸壓縮實驗，應(yīng)力狀態(tài)為：σ1 ≠σ2≠σ3 0；及假三軸壓縮實驗（或稱等側(cè)壓三軸壓縮實驗),應(yīng)力狀態(tài)為σ1σ2=σ3 0；而我們采用假三軸壓縮實驗。二、儀器設(shè)備（1）巖石三軸應(yīng)力試驗機，該試驗機由如下部分組成。 ? 三軸應(yīng)力室（圖318）：由壓力室缸體、進油口、傳力壓桿等組成。要求傳力桿端面光滑平整。 ? 軸向加載系統(tǒng)：由主體、電動高壓電泵及控制臺等組成，要求該系統(tǒng)有足夠的噸位，并能連續(xù)加荷，另外上、下承壓板需相互平行，其中之一配有球面座，軸向荷載約5000kN。? 側(cè)向加載系統(tǒng)：由控制臺、電動油泵、增壓器和高壓輸油管組成，該機最大側(cè)向壓力可達150MPa。如無專門的三軸應(yīng)力試驗機，也可以用普通的壓力機，配上符合要求的簡易三軸應(yīng)力室和手搖油泵（側(cè)向加載裝置）代替。（2） 試樣制備設(shè)備：鉆石機、切石機、磨石機等。（3） 變形量測設(shè)備：百分表及表座或電阻應(yīng)變儀，電阻應(yīng)變片等。（4） 烘箱、干燥箱、煮沸設(shè)備或真空抽氣設(shè)備。（5） 其他：卡尺、乳膠套等。三、操作步驟試樣制備（1）試樣規(guī)格：采用直徑為5㎝、高為10㎝或直徑為10㎝、高為20㎝的圓柱體。（2）試樣加工精度：試樣周邊應(yīng)光滑，㎜；㎜，㎜；試樣端面應(yīng)垂直于試樣軸線，176。（3）試件數(shù)量：視實驗?zāi)康?、受力方向和含水狀態(tài)等要求而定，每種受力方向和含水狀態(tài)需制備5～7塊。試樣描述和尺寸量測描述內(nèi)容包括：巖石名稱、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物成分等巖性特點以及試件形態(tài)、結(jié)構(gòu)面情況及與加荷方向的關(guān)系等。用卡尺測量試件上、中、下三個斷面的直徑及高，取其平均值作為試件的直徑，并計算試件的斷面積，取平均高作為試件高。 試樣處理 （1）按實驗要求的含水狀態(tài)進行含水狀態(tài)處理：風(fēng)干、烘干或飽和處理。
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