1、實(shí)驗(yàn)9巖石的點(diǎn)荷載強(qiáng)度測(cè)量一、基本原理集中載荷測(cè)試是將巖石樣品放在兩個(gè)球形錐形盤(pán)之間，對(duì)樣品施加集中載荷，直到被破壞，然后根據(jù)破壞載荷求出巖石的集中載荷強(qiáng)度。點(diǎn)荷載強(qiáng)度可用作巖石強(qiáng)度分類(lèi)和巖石風(fēng)化分類(lèi)的指標(biāo)，也可用于評(píng)價(jià)巖石強(qiáng)度的各向異性程度，預(yù)測(cè)單軸抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度等其他強(qiáng)度。二、儀器設(shè)備1、集中負(fù)載試驗(yàn)機(jī)：如下圖所示。(1)由機(jī)油泵、壓力框架、球頭花園錐形壓力板組成的加載系統(tǒng)。泵的輸出通常約為50kN是。負(fù)載框架必須足夠剛性，以避免在重復(fù)最大損壞負(fù)載時(shí)發(fā)生永久失真。球端點(diǎn)錐形白金球形曲率半徑為5mm，圓錐體的頂角為60(如下圖所示)，由堅(jiān)硬材料制成。(2)液壓計(jì)：范圍約為10MPa，測(cè)量

2、準(zhǔn)確度必須能夠承受液壓沖擊和振動(dòng)，而不考慮重復(fù)負(fù)載。(3)量規(guī)測(cè)量部分：應(yīng)使用0.2mm刻度鋼標(biāo)尺或位移傳感器，確保樣品載荷點(diǎn)之間的測(cè)量精度為0.2mm。2、卡尺或鋼條；3、地質(zhì)錘。三、工作階段1、準(zhǔn)備樣品(1)樣本分組：將肉眼可分辨的、工程地質(zhì)特性幾乎相同的巖石樣本分成幾組，如果巖石是各向異性的(例如床、偏振法明顯的沉積巖、變質(zhì)巖)，則應(yīng)與平行層和垂直層相加，分成約15組。(2)本測(cè)試可以使用巖心樣品、規(guī)則或不規(guī)則巖石塊樣品，其他幾何樣品的尺寸要求如下。芯半徑測(cè)試，樣品直徑比必須大于1.0。軸向試驗(yàn)，樣品的直徑長(zhǎng)度比應(yīng)小于1.0。長(zhǎng)度(L)、寬度(W)和高度(h)盡可能在LWh(圖9-3d)

3、和樣品高度(h)之間控制，通常在0.5到10厘米之間裝載樣品，以滿(mǎn)足測(cè)試設(shè)備加載系統(tǒng)的樣品大小要求(3)根據(jù)試驗(yàn)要求進(jìn)行樣品干燥或飽和水處理。干燥樣品：12h，溫度為105 110；時(shí)間干燥。飽水樣品首先逐步浸泡樣品，然后根據(jù)樣品高度的1/4、1/2、3/4和4/4等，以6h全部浸泡(樣品高度很小，1/2、1等允許浸泡)，然后自由吸收48h，再用煮沸方法或真空泵飽和樣品。2、樣本說(shuō)明內(nèi)容說(shuō)明：除了巖石學(xué)之外，還重點(diǎn)關(guān)注其結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特征(如粒子厚度、排列和連接、床上用品等發(fā)展特性)和風(fēng)化程度。3、樣品大小粗糙測(cè)量分別測(cè)量芯采樣和常規(guī)采樣的長(zhǎng)度(l)、寬度(w)和高度(h)大小。對(duì)于不規(guī)則巖石塊采樣

4、，采樣中心點(diǎn)可以測(cè)量采樣的長(zhǎng)度(l)、寬度(w)和高度(h)大小。4、安裝示例在安裝樣品前，確保測(cè)試設(shè)備的頂部和以下兩個(gè)安裝錐頭正確，然后將樣品放置在試驗(yàn)機(jī)上，搖動(dòng)手泵，使底部錐頭向上，使安裝錐頭與樣品的最短側(cè)方向(即h方向)接近，并小心放置接觸點(diǎn)，使其與樣品中心盡可能一致。如果需要測(cè)量結(jié)構(gòu)面(層、扁體、接頭等)的強(qiáng)度，則必須確保兩點(diǎn)連接在同一結(jié)構(gòu)中，如圖9-4所示。5，佳浩安裝示例后，將壓力表指針調(diào)整為0，以在10-60秒內(nèi)恒定增加示例損壞(相當(dāng)于每秒0.05-0.1MPa)的負(fù)載速度，記錄壓力表讀數(shù)(f)，直到示例損壞。6、說(shuō)明樣品損壞的特點(diǎn)正常樣本損壞面必須同時(shí)通過(guò)上下兩個(gè)載荷點(diǎn)，如果損

5、壞面僅通過(guò)一個(gè)載荷點(diǎn)產(chǎn)生部分損壞(如圖9-5所示)，則該測(cè)試無(wú)效，必須銷(xiāo)毀，并且破壞面說(shuō)明還必須包括破壞面的直線(xiàn)或偏轉(zhuǎn)。7、破損表面尺寸測(cè)量樣本損壞后的破損面的大小應(yīng)以圖9-3、圖中核心的半徑測(cè)試、芯子方向測(cè)試和不規(guī)則塊測(cè)試四種情況下d和Wf的測(cè)量方法表示0.2mm以下測(cè)量誤差的載荷點(diǎn)之間的距離(d)和垂直于載荷點(diǎn)連接的平均寬度(Wf)來(lái)測(cè)量。8、重復(fù)實(shí)驗(yàn)重復(fù)步驟3至7以測(cè)試其馀樣品。9、清理計(jì)算和結(jié)果數(shù)據(jù)(1)要計(jì)算樣例破壞載荷，請(qǐng)單擊“下一步”格式：p-樣例損壞時(shí)的總載荷(n)；c儀表校準(zhǔn)系數(shù)(千斤頂?shù)幕钊娣e，mm2)，通常每個(gè)儀表手冊(cè)都有該儀表的校準(zhǔn)系數(shù)。F-樣品損壞時(shí)的液壓計(jì)讀數(shù)(M

6、Pa)。(2)計(jì)算樣品的破損面積和相應(yīng)花園直徑的平方值，如下所示格式：af-樣例的破壞曲面面積(mm2)；D-在樣例破壞面上測(cè)量的兩個(gè)載荷點(diǎn)之間的距離(以mm為單位)；Wf-垂直于載荷點(diǎn)的樣例破壞面的平均寬度(以mm為單位)；De-與破壞面區(qū)域相同區(qū)域的直徑(mm)的等效公園直徑。(3)計(jì)算巖石樣品點(diǎn)荷載強(qiáng)度的步驟樣式：is-樣例點(diǎn)載荷強(qiáng)度(MPa)，其他符號(hào)相同。(4)取平均值如果在每組中測(cè)量超過(guò)15個(gè)點(diǎn)載荷強(qiáng)度數(shù)據(jù)，則刪除3個(gè)最高值和最低值，測(cè)量較少數(shù)據(jù)，則僅刪除最高值和最低值，然后使用該組中巖石的點(diǎn)載荷強(qiáng)度計(jì)算算術(shù)平均值，最后結(jié)果移動(dòng)到小數(shù)點(diǎn)后2位。四、考試報(bào)告的內(nèi)容1，整理記錄表格，格

7、式日程9-1。附表9-1點(diǎn)荷載試驗(yàn)記錄表1抽樣組巖石名字取樣地點(diǎn)器具數(shù)字c2樣品編號(hào)3范例外觀(guān)4水星狀態(tài)5負(fù)載方向6樣本大小長(zhǎng)度L (mm)寬度W (mm)高度h (mm)7壓力表讀數(shù)F(MPa)8總負(fù)載(n)9負(fù)載點(diǎn)之間的距離D (mm)10破壞性面寬度Wf (mm)11等效公園直徑平方12集中荷載強(qiáng)度(MPa)13IS平均(MPa)14范例銷(xiāo)毀特征測(cè)試：計(jì)算：檢查：年月日2、整理樣本元數(shù)據(jù)。3、考試問(wèn)題：(1)集中荷載測(cè)試在什么應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行？樣本破壞是什么樣的破壞形式？(2)分拆考試有什么相似之處和不同之處？(？五、注意事項(xiàng)1、巖石點(diǎn)中的強(qiáng)度一般比較低，試驗(yàn)中必須調(diào)節(jié)好裝載速度，慢慢施加壓力，使壓力表指