点荷载强度试验1.点荷载强度试验适用于各类岩石。2.试件可用钻孔岩心,或从岩石露头、勘探坑槽、平洞、巷道中采取的岩块。试件在采取和制备过程中,应避免产生裂缝。试件尺寸应符合下列规定:(1)当采用岩心试件作径向试验时,试件的长度与直径之比不应小于1;作轴向试验时,加荷两点间距与直径之比宜为0.3~1.0。(2)当采用方块体或不规则块体试件做试验时,加荷两点间距宜为30~50mm;加荷两点间距与加荷处平均宽度之比宜为0.3~1.0;试件长度不应小于加荷两点间距。3.试件含水状态可根据需要选择天然含水状态、烘干状态、饱和状态或其它含水状态。试件烘干和饱和方法应符合本标准第2.4.5条的规定。4.同一含水状态下的岩心试件数量每组应为5~10个,方块体或不规则块体试件数量每组应为15~20个。试件描述应包括下列内容:(1)岩石名称、颜色、矿物成分、结构、风化程序、胶结物性质等。(2)试件形状及制备方法。(3)加荷方向与层理、节理、裂隙的关系。(4)含水状态及所使用的方法。5.本试验应采用点荷载试验仪。试验应按下列步骤进行:(1)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,量测加荷点间距。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倍。(2)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。量测加荷点间距及垂直于加荷方向的试件宽度。(3)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。量测加荷点间距及通过两加荷点最小截面的宽度(或平均宽度)。接触点距试件自由端的距离不应小于加荷点间距的0.5倍。(4)稳定地施加荷载,使试件在10~80s内破坏,记录破坏荷载。(5)试验结束后,应描述试件的破坏形态。破坏面贯穿整个试件并通过两加荷点为有效试验。试验成果整理应符合下列要求:(1)岩石点荷载强度IS=P/De2式中:IS—未经修正的岩石点荷载强度(MPa)P—破坏荷载(N)De—等价岩芯直径(mm)(2)径向直径时,应按下列公式计算等价岩芯直径De:De2=D2De2=DD′式中:D—加载点间距(mm)D′—上下锥端发生贯入后,试件破坏瞬间的加载点间距(mm)(3)轴向、方块体或不规则块体试验时应按下列计算公式计算等价岩芯直径De:De2=4WD/πDe2=4WD′/π式中:W—通过两加荷点最小截面的宽度(或平均宽度)(mm)(4)当加荷两点间距不等于50mm时,应对计算值进行修正。当其试验数据较多,且同一组试件中的等价岩心直径具有多种尺寸,而加荷两点间距不等于50mm时,应根据试验结果,绘制De2与破坏荷载P的关系曲线,并在曲线上查找De2=2500mm2对应的P50值,按下列公式计算岩石点荷载强度:IS(50)=P50/2500式中:IS(50)—经尺寸修正后的岩石点荷载强度(MPa)P50—根据De2~P关系曲线De2为2500mm2时的P值(5)当加荷两点间距不等于50mm且实验数据较少不宜采用上述方法修正时,应按照下列公式修正点荷载强度:IS(50)=FISF=(De/50)m式中:F—修正系数m—修正指数,由同类岩石经验值所得(6)按下列公式计算点荷载各向异性指数:Ia(50)=IS(50)′/IS(50)″式中:Ia(50)—岩石点荷载强度各向异性指数IS(50)′—垂直与弱面的岩石点荷载强度(MPa)IS(50)″—平行于弱面的岩石点荷载强度(MPa)(7)点荷载强度试验记录应包括工程名称、取样位置、试件编号、试件描述、试验类型、试件尺寸、破坏荷载。6.点荷载修正值IS(50)与岩石单轴饱和抗压强度RC之间的转化关系经验公式:RC=22.819×IS(50)0.746式中:RC—岩石单轴饱和抗压强度(MPa)