巖石力學與工程實驗指導書(修訂)(文件)
【正文】 爆裂”的途徑是：1）提高試驗機的剛度；2 ）伺服控制試件的變形。圖 23 電液伺服控制系統(tǒng)示意圖電液伺服控制系統(tǒng)其控制方式如圖 23：由自控系統(tǒng)發(fā)出的指令信號，在伺服控制器中與油缸的實際位置信號相比較，成為誤差的信號放大后，送入電液伺服閥。在巖石力學試驗過程中，當巖石試件反饋的變形速率信號與預定的的信號不一致的時候，伺服控制器會產(chǎn)生相應的比較信號，推動伺服閥動作，加大或是減小加載裝置的油源供給量，使巖石試件的變形速率始終控制在適當?shù)姆秶鷥?nèi)。 。圖中階段 A 為微裂隙與孔隙閉合，非線性變形；階段 B 為可恢復彈性變形；階段 C 是微裂隙處于單個穩(wěn)定傳播階段，在該階段，巖石從彈性變?yōu)樗苄缘霓D折16 / 18點稱為屈服點，巖石體積不變的點所對應的強度稱為長期強度 ，其值大約為峰值強度的80％左右，從圖中可以看出在該點曲線的切線斜率發(fā)生了改變；階段 D 是破裂事件加速增加，體積變化也加速增加，開始發(fā)生擴容，形成拉伸或剪切破壞面的階段。位置傳感器監(jiān)測活塞所在位置是否符合指令信號，同時發(fā)出的反饋信號到伺服控制器，直至于指令信號相等時，油缸停止運動。L一般巖石的剛度都大于 ，而普通的試驗機的剛度只有 － MN/mm，在加載過程中，試驗機和試件都儲存彈性勢能：試驗機的彈性勢能： mmKPuE21?巖石試件的彈性勢能： rrr2在普通試驗機上進行巖石力學試驗時可以看出 ＞ ，在巖石試件破裂的瞬間，巖mEr石試件的承載能力降低，同時其彈性勢能也伴隨裂紋的擴張、聲響、震動和熱能而消耗掉；但試驗機的彈性勢能并沒有消散，它會完全釋放給巖石試件，那么使得巖石試件吸收比自身的彈性勢能大出很多倍的勢能，使得巖石試件不能承受這么大的彈性勢能，因此發(fā)生“爆裂”現(xiàn)象。但在實踐中發(fā)現(xiàn)，在進行巖石力學試驗時，當達到巖石峰值強度的瞬間，往往會發(fā)生巖石試件“爆裂”現(xiàn)象，以至于很難測得接近或達到峰值時的應力與應變關系，更無法獲得峰值以后的信息。A?fnd1式中 n 為滾軸數(shù)量，d 為滾軸的直徑（mm ） ，實驗所用裝置 n 為 12 個，d 為 12mm。（4 ）以每秒 ～ 的速度加載，直到試樣剪斷為止，記錄下破壞時的載荷，格式見表 101。 3 試驗設備、用具壓力試驗機，抗剪夾具，卡尺及其它輔助設備。10 / 18三、巖石抗剪強度試驗(變角剪切)1 概述標準巖石試樣在有正應力的條件下，剪切面受剪力作用而使試樣剪斷破壞時的剪力與剪斷面積之比，稱為巖石試樣的抗剪強度。（2 ）將試樣平置于壓力機承壓板中心，調(diào)整有球形座的承壓板使試樣均勻受載。兩端不平行度不宜超過 。250?（3 ）對于非均質的粗粒結構巖石，或取樣尺寸小于標準尺寸者，允許使用非標準試樣，但高徑比必需滿足標準試樣的要求。本方法可用于測烘干、自然干燥、飽和的試樣。（4 ）描述試樣破壞形態(tài)，并記下有關情況。（3 ）壓力機的校正與檢驗應符合國家計量標準的規(guī)定。壓力機應滿足下列要求：（1 ）有足夠的噸位，即能在總噸位的 10%～90%之間進行試驗，并能連續(xù)加載且無沖擊。（3 ）測量試樣尺寸，并記錄試樣加工過程中的缺陷。兩端面的不平行度最大不超過 。高度為10cm，允許變化范圍為 ～。不同含水狀態(tài)的試樣均可按本規(guī)定進行測定，試樣的含水狀態(tài)用以下方法處理：（1 ）烘干狀態(tài)的試樣，在 105～110 0C 下烘 24h。n?（3 ）如需天然密度時，可按下式計算： )01.(?????do式中：——巖石天然密度（g/cm 3）o?——巖石的天然含水量（?） 。如蠟封試樣浸水后的重量大于浸水前的重量，應重做試驗。 臘封法（1 ）將試樣置于烘箱中，在 105～110?C 的溫度下烘 24h，取出后，即放入干燥器內(nèi)，冷卻至室溫后稱重。5 試驗程序 量積
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