1、1巖石的單軸抗壓強(qiáng)度 2一、基本原理 巖石的單軸抗壓強(qiáng)度是指巖石試件在單向受壓至破壞時(shí)，單位面積上所承受的最大壓應(yīng)力，一般簡(jiǎn)稱抗壓強(qiáng)度。cPA二、儀器設(shè)備1、制樣設(shè)備：鉆石機(jī)、鋸石機(jī)、磨石機(jī)、車(chē)床等；2、測(cè)量平臺(tái)、卡尺、放大鏡等；3、烘箱、干燥箱、水槽、煮沸設(shè)備或真空抽氣設(shè)備； 4、材料試驗(yàn)機(jī)，見(jiàn)圖。 34三、操作步驟1、試件制備 單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)適用于能制成規(guī)則試件的各類巖石，試件可用巖心或巖塊加工制成。試件一般為直徑5cm（48-54mm）、高為10cm（試件高度與直徑之比一般為2.0-2.5）的圓柱體，同一含水狀態(tài)下，每組試件制備不少于3塊。 試件制備的精度應(yīng)滿足如下要求：（1）沿試件高

2、度，直徑的誤差不超過(guò)0.03cm；（2）試件兩端面不平行度誤差，最大不超過(guò)0.005cm；（3）端面應(yīng)垂直于軸線，最大偏差不超過(guò)0.25。52、試件描述 試驗(yàn)前，對(duì)試件應(yīng)描述下列內(nèi)容：（1）巖石名稱、顏色、礦物成分、結(jié)構(gòu)、風(fēng)化程度、膠結(jié)物性質(zhì)等；（2）加荷方向與巖石試件內(nèi)層理、節(jié)理、裂隙的關(guān)系及試件加工中出現(xiàn)的問(wèn)題；（3）含水狀態(tài)及所使用的方法。63、試件烘干或飽和處理根據(jù)試驗(yàn)要求需對(duì)試件進(jìn)行烘干或飽和處理。 烘干試件：在105-110溫度下烘干24h。 自由浸水法飽和試件：將試件放入水槽，先注水至試件高度的1/4處，以后每隔2h分別注水至試件高度的1/2和3/4處，6h后全部浸沒(méi)試件，試件在

3、水中自由吸水48h。 煮沸法飽和試件：煮沸容器內(nèi)的水面始終高于試件，煮沸時(shí)間不少于6h。 真空抽氣法飽和試件：飽和容器內(nèi)的水面始終高于試件，真空壓力表讀數(shù)宜為100kPa，直至無(wú)氣泡逸出為止，但總抽氣時(shí)間不應(yīng)少于4h。74、測(cè)量試件尺寸 按試驗(yàn)量積法中的要求，量測(cè)試件斷面的邊長(zhǎng)，求取其斷面面積（A）。5、安裝試件、加荷 將試件置于試驗(yàn)機(jī)承壓板中心，調(diào)整球形座，使之均勻受載，然后以每秒0.5-1.0MPa的加載速度加荷，直至試件破壞，記下破壞荷載（P）。6、描述試件破壞后的形態(tài)，并記錄有關(guān)情況。87、按下式計(jì)算巖石的單軸抗壓強(qiáng)度 式中： 巖石的單軸抗壓強(qiáng)度（MPa）； P 破壞荷載（N）； A

4、垂直于加荷方向試件斷面積（ ）。 計(jì)算值取3位有效數(shù)字。 cPAc2mm9四、操作演示10五、相關(guān)知識(shí)點(diǎn)1 1、破壞方式、破壞方式 巖石的破壞方式主要有三種，分別為拉破壞（圖a）、剪破壞（圖b）和對(duì)頂錐破壞（圖c），見(jiàn)下圖。 11 試件破壞照片： 122 2、影響因素、影響因素（1）巖石自身的性質(zhì) 礦物組成、粒間連接、巖性、結(jié)構(gòu)特征、顆粒大小及形狀、風(fēng)化程度、微結(jié)構(gòu)面（2）實(shí)驗(yàn)條件 試件形狀、尺寸及加工精度斷面形狀- 強(qiáng)度大小:圓形六多邊形四邊形三邊形試件 尺寸效應(yīng)：尺寸越大，巖塊強(qiáng)度越低。 試件的高徑比h/D增大，巖塊強(qiáng)度降低。 端面粗糙和不平行：易產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，巖塊強(qiáng)度降低。 加荷速率：強(qiáng)度常隨加荷速率增大而增高 溫度、濕度：含水量越高,強(qiáng)度越低;溫度越高，強(qiáng)度越低。 13 端面條件:端面效應(yīng)-由于端面效應(yīng)，試樣兩端為三向應(yīng)力狀態(tài)，強(qiáng)度增大，見(jiàn)下圖。 層理結(jié)構(gòu):強(qiáng)度各向異性。 14 試件受壓時(shí),軸向趨于縮短，橫向趨于擴(kuò)張，而試件和壓板間的摩擦約束作用則阻止其擴(kuò)張。其結(jié)果使試件內(nèi)的應(yīng)力分布趨于復(fù)雜化，在試件兩端各有一個(gè)錐形的三向應(yīng)力狀態(tài)分布區(qū)，其余部分除軸向仍為壓應(yīng)力外，徑向和環(huán)向