巖石的抗拉強(qiáng)度試驗(yàn).docx

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1、巖石的抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求巖石在單軸拉伸載荷作用下達(dá)到破壞時(shí)所能承受的最大拉應(yīng)力稱為巖石的單軸抗拉強(qiáng)度。通常所說的抗拉試驗(yàn)是指直接拉伸破壞實(shí)驗(yàn)。由于進(jìn)行直接拉伸實(shí)驗(yàn)在準(zhǔn)備試件方面要花費(fèi)大量的人力、物力和時(shí)間，因此采用間接拉伸實(shí)驗(yàn)方法來測(cè)試巖石的抗拉強(qiáng)度。劈裂法是最基本的方法。通過本實(shí)驗(yàn)要了解標(biāo)準(zhǔn)試件的加工機(jī)械、加工過程及檢測(cè)程序，實(shí)驗(yàn)所用夾具的具體要求，掌握巖石單向抗拉強(qiáng)度的測(cè)試過程及計(jì)算方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1.鉆石機(jī)或車床，鋸石機(jī)，磨石機(jī)或磨床。2.劈裂法實(shí)驗(yàn)夾具，或直徑2.0mm鋼絲數(shù)根。3.游標(biāo)卡尺（精度0.02mm），直角尺，水平檢測(cè)臺(tái)，百

2、分表架和百分表。4.材料實(shí)驗(yàn)機(jī)三、試件規(guī)格、加工精度、數(shù)量1.試件規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)試件采用圓盤形5-0.2+0.6cm，直徑，厚2.5±0.2cm，也可采用5cm×5cm×2.5cm（公差±0.2cm）的長(zhǎng)方形試件。2.試件加工精度、數(shù)量應(yīng)符合MT44-87《煤和巖石單向抗壓強(qiáng)度及軟化系數(shù)測(cè)定方法》中的規(guī)定四、實(shí)驗(yàn)原理圖1顯示的是在壓應(yīng)力作用下，沿圓盤直徑y(tǒng)-y的應(yīng)力分布圖。在圓盤邊緣處，沿y-y方向（σy）和垂直y-y（σx）方向均為壓應(yīng)力，而離開邊緣后，沿y-y方向仍為壓應(yīng)力，但應(yīng)力值比邊緣處顯著減少，并趨于平均化；垂直y-y方向變成拉應(yīng)力。并在沿y-y的很長(zhǎng)

3、一段距離上呈均勻分布狀態(tài)。雖然拉應(yīng)力的值比壓應(yīng)力值低很多，但由于巖石的抗拉強(qiáng)度很低，所以試件還是由于x方向的拉應(yīng)力而導(dǎo)致試件沿直徑的劈裂破壞，破壞是從直徑中心開始，然后向兩端發(fā)展，反映了巖石的抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度要低得多的事實(shí)。圖1劈裂實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分布示意圖五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.了解試件的加工機(jī)具、檢測(cè)機(jī)具，規(guī)程對(duì)精度的要求及檢測(cè)方法；2.學(xué)會(huì)材料實(shí)驗(yàn)機(jī)的操作方法及拉壓夾具的使用方法；3.學(xué)會(huì)間接測(cè)試巖石抗壓強(qiáng)度及數(shù)據(jù)處理方法。二、實(shí)驗(yàn)步驟1.測(cè)定前核對(duì)巖石名稱和巖樣編號(hào)，對(duì)試件顏色、顆粒、層理、裂隙、風(fēng)化程度、含水狀態(tài)機(jī)加工過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行描述，并填入記錄表1-

4、1內(nèi)。2.檢查試件加工精度，測(cè)量試件尺寸，填入記錄表內(nèi)。3.選擇材料實(shí)驗(yàn)機(jī)度盤時(shí)，一般應(yīng)滿足下式：0.2P0

5、破壞。7.記錄破壞載荷，對(duì)破壞后的試件進(jìn)行攝影或描述。三、注意事項(xiàng)1.記錄試件的完整狀態(tài)，2.選擇合適的材料實(shí)驗(yàn)機(jī)及合適的實(shí)驗(yàn)機(jī)度盤值，3.夾具對(duì)試件的加載方向要與試件的軸線在一平面上，4.選擇合適的加載速率。四、數(shù)據(jù)處理表1-1試件編號(hào)試件直徑D/cm試件厚度L/cm破壞載荷P/kN強(qiáng)度/MPa15.003.1013.9897.1224.982.7711.2805.7434.963.078.4394.30平均4.982.9811.236計(jì)算試件單向抗拉強(qiáng)度：R1=2PπDL×10=2×11.2363.14×4.98×2.98×10MPa=4.822MPa

6、式中R1—試件的抗拉強(qiáng)度，MPa；P—試件破壞載荷，kN;L—試件直徑，cm;L—試件厚度，cm。五、誤差分析1.試件加工過程中存在誤差、不能完全接近標(biāo)準(zhǔn)試件；2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備本身的系統(tǒng)誤差