岩石力学实验指导书_new重点解读.doc

岩石力学实验指导书 修订版王宝学 杨 同 张 磊 编 北京科技大学 土木与环境工程学院 2008 年 3 月 前 言 试验是岩石力学课程教学的重要环节，目的在于辅助课堂教学，直观培养学生的知识结构和动手能力。本指导书是根据我校“2005年教学大纲”，并结合我校的实验条件而编写，主要内容有：1、岩石天然含水率、吸水率及饱和吸水率试验；2、岩石比重试验；3、岩石密度试验；4、岩石耐崩解试验5、岩石膨胀试验；6、岩石冻融试验；7、岩石单轴抗压强度试验，8、岩石压缩变形试验，9、岩石抗拉强度试验(巴西法)，10、岩石抗剪强度试验(变角剪法)，11、岩石三轴压缩及变形试验，12、岩石弱面抗剪强度试验，13、岩石点载荷指数测定试验，14、岩石纵波速度测定试验，15、岩石力学伺服控制刚性试验；16、岩石声发射试验。 本指导书的内容主要参照《水利水电工程岩石试验规程》（SL264-2001）；《水利电力工程岩石试验规程》DLJ204-81，SLJ2-81；同时参考了国际岩石力学会《岩石力学试验建议方法》，中华人民共和国国家标准《岩石试验方法标准》以及《露天采矿手册》等，由于我们水平有限，文中如有不当之处，欢迎读者批评指正。 编者：王宝学、杨同、张磊 2007年12月 目 录 岩石物理性质试验 1 一、岩石天然含水率、吸水率及饱和吸水率试验 1 二、岩石比重(颗粒密度)试验 3 三、岩石密度试验 6 四、岩石耐崩解试验 10 五、岩石膨胀试验 12 六、岩石冻融试验 15 岩石力学性质试验 18 七、岩石单轴抗压强度试验 18 八、岩石压缩变形试验 20 九、岩石抗拉强度试验（巴西法） 24 十、岩石抗剪强度试验(变角剪切) 27 十一、岩石三轴压缩及变形试验 29 十二、岩石弱面剪切强度试验 37 十三、点载荷指数的测定 40 十四、岩石纵波速度测定 42 十五、岩石力学伺服控制刚性试验 43 十六、岩石声发射试验 46 岩石物理性质试验 一、岩石天然含水率、吸水率及饱和吸水率试验 1.1概述 岩石的天然含水率是指试样在大气压力和室温条件下，天然条件下岩石自身所含有的水的质量与试样固体质量比的百分率。 岩石吸水率是试样在大气压力和室温条件下，岩石吸入水的质量与试样固体质量比的百分率。本规程采用自由浸水方式求岩石吸水率。 岩石饱和吸水率，是试样在强制状态下，岩石的最大吸水质量与试样固体质量比的百分率。本规程采用煮沸法或真空抽气法求岩石饱和吸水率。 1.2试样制备 （1）规则试样的形态，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）不规则试样采用边长4～6cm近似立方体的块体，凸出的边棱部分必须进行处理；试样数量，每组取3个。 1.3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。 1.4主要仪器设备 （1）钻石机、切石机、磨石机或其他制样设备。 （2）烘箱和干燥器。 （3）称量大于500g，感量为0.01g的天平。 （4）真空抽气机和煮沸设备。 1.5试验程序 1.5.1岩石天然含水率试验 （1）在天然状态下制备试件，清除试样上的尘土和松动颗粒，称其质量。 （2）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。 1.5.2岩石的吸水率及饱和吸水率 （1）清除试样上的尘土和松动颗粒。 （2）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。 （3）使试样逐步浸水，首先淹没试样高度的1/4，然后每隔2h分别升高水面至试样的1/2和3/4处，6h后全部浸没试样。 （4）试样在水下自由吸水48h，取出后擦去表面水分，称重。 （5）用煮沸法或真空抽气法对试样进行强制饱和。 （6）采用煮沸法饱和试样时，煮沸箱内水面应经常保持高于试样面，煮沸时间不应少于6h。 （7）采用真空抽气法饱和试样时，抽气的真空度须达到740mm以上的水银柱负压力，抽气时间不得少于4h，或者抽至不再发生气泡为止。 （8）经过煮沸法或真空抽气的试样，应放置在原容器中冷却至室温或在正常压力下静置4h，然后擦去表面水分，称重。 1.6成果整理和计算 （1）按以下诸式计算岩石天然含水率、吸水率、饱和吸水率和开型空隙率 式中： 、、——岩石天然含水率、吸水率、饱和吸水率，（?）；、、 、、、——岩石天然质量、烘干质量、浸水48h质量和强制饱和质量，（g）； （2）计算值取小数点以后两位。 表1-1 岩石天然含水率、吸水率和饱和吸水率记录表 工程名称 ____ ______ 岩石名称 试样编号 烘干 质量 （g） 天然