点荷载试验报告.docx

点荷载试验

1.1试验的目的及意义

（1）使学生了解点荷载实验仪器的基本构造、基本性能、工作原理和使用方法；

（2）使学生掌握点荷载试验的基本步骤和方法；

（3）通过实验求出试样的抗拉强度，据此可经验地计算出试样的抗压强度；

（4）培养学生进行结构试验的动手能力和科学研究的分析能力；

（5）用点荷载强度为岩石分级及按经验公式计算岩石的抗压强度参数提供依据。

1.2试验的适用范围

点荷载试验是一项测定岩石强度的试验，主要用于岩石分类及岩石各向异性的测定，并可计算其单轴抗压强度和抗拉强度。由于试件可直接选用钻探岩心及不规则的岩块，因此它适用于野外，尤其是对室内试验制样困难的风化岩石，软弱破碎岩石等。1.3试验的仪器设备

点荷载试验仪：如下图所示，它包括：

（1）加载系统，由摇式油泵、承压框架，球端园锥状压板组成。油泵出力一般约为50kN；加载框架应有足够的刚度，要保证在最大破坏荷载反复作用下不产生永久性扭曲变形；球端园锥状压板球面曲率半径为5mm，园锥的顶角为60°，采用坚硬材料制成。

（2）油压表：量程约为10MPa，其测量精度应保证达到破坏荷载读数（P）的2%，整个荷载测量系统应能抵抗液压冲击和振动，不受反复加载的影响。

（3）标距测量部分：采用0.2mm刻度钢尺或位移传感器，应保证试件加荷点间的测量精度达±0.2mm。

1.4实验原理

点荷载试验是将岩石试件置于两个球形园锥状压板之间，对试件施加集中荷载，直至破坏，然后根据破坏荷载求得岩石的点

长（）、宽（）、高（）的尺寸。

（3）安装试件??

径向试验时，将岩心试件放入球端圆锥之间，使上下锥端与试件直径两端紧密接触。接触点距试件自由端的最小距离不应小于加荷两点间距的0.5。??

轴向试验时，将岩心试件放入球端圆锥之间，使上下锥端位于岩心试件的圆心处并与试件紧密接触。??

方块体与不规则块体试验时，选择试件最小尺寸方向为加荷方向。将试件放入球端圆锥之间，使上下锥端位于试件中心处并与试件紧密接触。接触点距试件自由端的距离不应小于加荷点间距的0.5。?

（4）加荷

试件安装后，调整压力表指针到零点，以在10~60秒钟内能使试件破坏（相当于每秒0.05~0.1MPa）的加荷速度匀速加荷，直到试件破坏，记下破坏时的压力表读数（F）。

（5）描述试件破坏的特点??

正常的试件破坏面应同时通过上、下两个加荷点，如果破坏面只通过一个加荷点，便产生局部破坏，则该次试验无效，应舍弃，破坏面的描述还应包括破坏面的平直或弯曲等情况。?

（6）破坏面尺寸测量

试件破坏后，须对破坏面的尺寸进行测量，测量的尺寸包括上、下两加荷点间的距离（y）和垂直于加荷点連线的平均宽度（x），其方法见图9-3，图中分岩芯径向试验、岩芯轴向试验和不规则块体试验四种情况说明了y和x的测量方法，测量误差不超过±0.2mm。

（7）重复试验

重复步骤（2）~（6）对其余试件进行试验，收集各试件的点荷载破坏值。

1.6.2注意事项

（1）由于岩石点荷载强度一般都比较低，因此在试验中一定要控制好加荷速度，慢慢加压，使压力表指针缓慢而均匀地前进。

（2）安装试件时，上、下加荷点应注意对准试件的中心，并使其加荷面垂直于加荷点的连线。

（3）在对软岩进行试验时，加荷锥头常有一定的嵌入度，因此，在测量加荷点的距离D时，应将卡尺对准试件破坏上加荷锥留下来的两个凹痕底进行量测。

1.7试验数据及处理

（1）由于实验条件限制原因，试验所取岩石用砖块代替。实验中所用的砖块质硬性脆，风化较为明显。

（2）试验后破坏面大多不新鲜，呈拐弯且破碎状破坏。

点荷载试验数据表如下

见附表1

本次实验中，共有24个实验数据，未压坏的砖块数为3个，这三个未压坏的实验数据作废。则剩下21个有效数据。

测得的点荷载强度数据在每组15个以上时，将最高和最低值各删去3个，如果测得的数据较少时，则仅将最高和最低值删去，然后再求其算术平均值，作为该组岩石的点荷载强度。

（1）按下式计算试件破坏荷载：

式中：P―试件破坏时总荷载（N）；

C―仪器标定系数（为千斤顶的活塞面积，mm2），一般在各仪器的说明书都有该仪器的标定系数供参考；

f―试件破坏时的油压表读数（MPa）。

—破坏时总荷载见记录表

（2）按下式计算试件的破坏面积和等效园直径的平方值：

对岩芯样试件进行径向试验时

=

=

式中—两加荷点间距(mm)

—上下锥端发生贯入试件破坏时的两加荷点间距(mm)

式中：Af――试件的破坏面面积（mm2）；

D――在试件破坏面上测量的两加荷点之间的距离（mm）；

Wf――试件破坏面上垂直于加荷点连续的平均宽度