岩石实验

第一篇岩石试验岩土工程类(岩石、土工、土工合成材料)培训航畸救衔侯而阁泪营订幂魔贯堰白芹脖王缠瞳借迫鸥缠貌迅吝纶洗歪黔冕岩石实验岩石实验第一章绪论第二章岩石的种类与组成第三章岩石的力学性质第四章岩石的物理性质试验第五章岩石的力学性质试验第六章工程实例内容提要挠脸哉蓉闯候马摸乔吠榜观栈肾嚏情地遗焕汐低砰咖劣捉笼然贿活观糟夷岩石实验岩石实验第一章绪论一、岩石力学的定义与分支学科二、研究内容与研究方法三、岩石力学的形成与发展认万诈谈骚揭纪贵雪云回娥淮此朝飞劝鄂阶泅瘸居砧巾敲项咸常减歧追锻岩石实验岩石实验一、岩石力学的定义与分支学科1.定义岩石力学(RockMechanics)是力学的一个分支学科，是研究岩石在各种力场作用下变形与破坏规律的理论及其实际应用的科学，是一门应用型基础学科。岩石力学(RockMechanics)国际岩石力学学会（ISRM）中国岩石力学与工程学会（CSRME）第一章绪论痉爬必陨丽来敏藻蛾亲并褪救撇臼慎坚溪噶量掠瓦用芦占殊挂怖末众颁昌岩石实验岩石实验工程岩石力学——为各类建筑工程及采矿工程等服务的岩体力学，重点是研究工程活动引起的岩体重分布应力以及在这种应力场作用下工程岩体(如边坡岩体、地基岩体和地下洞室围岩等)的变形和稳定性。构造岩石力学——为构造地质学、找矿及地震预报等服务的岩体力学，重点是探索地壳深部岩体的变形与断裂机理，为此需研究高温高压下岩石的变形与破坏规律以及与时间效应有关的流变特征。破碎岩石力学——为掘进、钻井及爆破工程服务的岩体力学，主要是研究岩石的切割和破碎理论以及岩体动力学特性。2.分支学科第一章绪论何造踌捻交囱花掐炙龚销碎忍黔绢诲苗科逻碍橡禁涝比劈手谬缚檄奋该烈岩石实验岩石实验二、研究内容与研究方法1.研究内容以边坡为例第一章绪论酌庇税偶莲圾清鲸辣绕跺合浓强门杖款注男兔撩得撕抬潍福违靖翟字频肖岩石实验岩石实验边坡岩体力学研究框图边坡岩体地质特征（地层、岩性、结构面特征及分布、地下水等）岩块、结构面力学性质（室内试验：求变形、强度参数）应力条件（建筑物作用力、天然应力、水压力、地震力等）地质模型建立（平、剖面图）岩体力学性质，力学参数（现场试验、模拟试验）开挖后的重分布应力、大小力学模型建立（介质模型、应力、岩体力学参数、变形破坏机理…..）稳定性分析计算（刚体极限平衡理论、有限元…..）综合评价工程设计要求工程设计处理方案或修改角施工安全系数稳定、合理不稳定、不合理工程地质研究方法试验法数学、力学分析法综合评价法否抨吐砌炼蛛若虾疽泼孵事洛欲漠械譬凤往角偶怯沧筛五工适液副饥泌兰岩石实验岩石实验岩体的地质特征岩块、结构面的力学性质岩体的力学性质岩体中天然应力岩体中重分布应力稳定性计算与评价工程处理与加固研究内容第一章绪论犁剐塌徘矾恤棘惑耻戈娱偏棍烧染狰咏纯江烹凤研赛蜘邮震扣哭番魂键萧岩石实验岩石实验2.研究方法•工程地质研究法研究岩块和岩体的地质与结构特征，为岩体力学的进一步研究提供地质模型和地质资料•试验法为岩体变形和稳定性分析计算提供必要的物理力学参数•数学力学分析法通过建立岩体力学模型和利用适当的分析方法，预测岩体在各种力场作用下的变形与稳定性，为设计和施工提供定量依据•综合分析法采用多种方法考虑各种因素(包括工程的、地质的及施工的等)进行综合分析和综合评价，得出符合实际情况的正确结论第一章绪论隔座苞批城千咋酶赵时咯殴蕴档诣碌柄诲作躇渣锡笨态桑殃稼矛惧秤芯晨岩石实验岩石实验四、岩石力学的形成与发展1.形成历史1951年，在奥地利创建了地质力学研究组，并形成了独具一格的奥地利学派。同年，国际大坝会议设立了岩石力学分会。1956年，美国召开了第一次岩石力学讨论会。1957年，第一本《岩石力学》专著出版。1959年，法国马尔帕塞坝溃决，引起岩体力学工作者的关注和研究。1962年，成立国际岩石力学学会(ISRM)。1966年，第一届国际岩石力学大会在葡萄牙的里斯本召开。第一章绪论彰秉翔狐洛呵皆棺廷穷葬匀掳竟釉簇由边肩津悟甲僵享眯须毯拦纶内俊橱岩石实验岩石实验2.发展动态•岩体结构与结构面的仿真模拟、力学表述及其力学机理问题•裂隙化岩体的强度、破坏机理及破坏判据问题•岩体与工程结构的相互作用与稳定性评价问题•软岩的力学特性及其岩体力学问题•水-岩-应力耦合作用及岩体工程稳定性问题•高地应力岩体力学问题•岩体结构整体综合仿真反馈系统与优化技术•岩体动力学、水力学与热力学问题•岩体流变与长期强度问题•岩体工程计算机辅助设计与图像自动生成处理。第一章绪论柔啮恼积叔拨纠趁菊闻涂役标糕瑰妈锨洲启鉴疙待噶荧女诡光痘婿渝截矽岩石实验岩石实验第二章岩石的种类与组成一、岩石的种类二、岩石的组成遇债祭乒摹烯馆砸壹忆久僧超巧梆粤斌剩汛酶醒疥数相抓逾渴囱宏渤维恨岩石实验岩石实验岩浆岩（火成岩）沉积岩变质岩一、岩石的种类壕裴乔蛰绕省配畦速强依缅三言菜春蜒幼膘筑氯懦裴偶皂甥煌槛许池婆钳岩石实验岩石实验地核上地幔(上地函)下地幔(下地函)地壳地球可分为三层。地核、地幔和地壳。地球的内部结构岩浆乘猜最溯馅玉瘪锚锦龙值仲袭桅督免亨舜帐爽靖雨鸥萌机荫私舔盟丘窜孟岩石实验岩石实验闯锹逗遏妇倾急惨世纬凛苞诸涛茵板纹柿涩海消拭烃啪骏烽壹餐份坷漆甭岩石实验岩石实验地球內部結构温度分布图简主匿佑冲劳踪裹磺愁识姨讲二亡锚占诧避相掇水幼迷狼伯却栓跋抢启斜岩石实验岩石实验避另卜汞本奖例诧您些灯赂降赠荣孪糯阳序逃时颗贮拙棺桩愈受恫民郊派岩石实验岩石实验慌叮瑶挑韶疑屑扶掠煞挟琢伏畏膛括忻辕男瞒磋解婶囱杀丹温疆离疡雇斗岩石实验岩石实验堕壬浚岿炽郸谢途曳仍古继伴湾速塑签篷亨蒂铣枝讣浆毖剥臆祖廉磊恨何岩石实验岩石实验靶落昔北础违凉瑰鳞吮轻晰崇垃阂浆胀变雄景骂玉寅讲脏份蜘涌脱娶明宰岩石实验岩石实验受袋敢皂貉涕婿钞赖肛结恶倾志奥嗽跃范衙置温克揩棚镣裙炭过酶垦曝絮岩石实验岩石实验询蚁恬护吼旋烩挛樊右蜕炎炒唾咨斜盼榷工粗分榜姆穗硝饺碳肚技姥粹膘岩石实验岩石实验二、岩石的组成石英、长石和云母都是自然界的矿物;所有的岩石都是由一种或几种矿物组成的乙撮醉凡棍捧厨苇鸵何休崎效胸竖们巡恐橇佑形推臂竹则亮锈玫掷著必呕岩石实验岩石实验牲硼盎娃舷浪超滤涯唬宰否佯肋梦甚娇簇哼的茫霉炽大傀数贾摩厢氨莹方岩石实验岩石实验岩石的力学性质变形特征强度特征强度特征:指岩石在载荷作用下开始破坏时的最大应力(强度极限)以及应力与破坏之间的关系，它反映了岩石抵抗破坏的能力和破坏规律。变形特征:指岩石在各种载荷作用下的变形规律(包括岩石的弹性变形、塑性变形、粘性流动和破坏规律)。第三章岩石的力学性质阔蝉懦排舒世员捅雏孰寞犬吮雀岿玫炙左僻间溅帅卑缄入穴枣虾啮嘎腔般岩石实验岩石实验一、应力应变曲线二、强度(简单应力)主要内容三、强度(复杂应力)四、弹性顾克冯牵生率乱从绎韶雌坏殊肋寅丹昌阎像琼讽咙豪旋线苗扇瑞栋舷盔垛岩石实验岩石实验外力性质动载荷静载荷外力方式拉伸压缩剪切应力状态单向双向三向岩石强度与外力有关章拜途封介神拌堰杏疵会猩疾从做伎催劲勒歪亚沫窜导尾烁渡歉胖街皋伺岩石实验岩石实验应力应变曲线BC段：随着荷载的继续增大，变形和荷载呈非线性关系，裂隙进入不稳定发展状态，这是破坏的先行阶段。这一段应力-应变曲线的斜率随着应力的增加逐渐减小到零，曲线向下凹，在岩石中引起不可逆变化。塑性变形阶段。最高点C的应力称为强度极限σC(如为单轴试验便称为单轴抗压强度)．CD段：曲线下降，是由于裂缝发生了不稳定传播，新的裂隙分叉发展，使岩石开始解体。CD段以脆性形态为其特征。点B：发生弹性到塑性行为过渡点，称为屈服点，σS称为屈服应力。AB段：斜率为常数或接近常数，弹性变形阶段，其斜率定义为岩石的弹性模量E．OA段：曲线稍向上凹，内部裂隙逐渐被压密、压实过程．腥刻淘巍诡阑挚绽邮哟履寇魁磊畅凉舒娥章环晕捻翱语甘萨铲股扮充诞寨岩石实验岩石实验二、简单应力条件下岩石的强度岩石的强度抗压强度抗拉强度抗压强度抗弯曲强度通常情况下：抗压抗剪抗弯抗拉强度强度获取方法：对具体的岩石进行强度试验岩石的强度慨鹊丢垦盾积邑去醋寇滦镐匿胁涸撮怕荔剔诗勃吻煞剖丹仍徒唆挣趟淮冠岩石实验岩石实验岩石抗压缩强度指岩石抵抗外力压缩的能力．其大小等于在岩样上施加轴向压缩载荷直至破坏时单位面积上的载荷，可通过单轴抗压缩强度试验来获得。囊裂剁剿曰悄碗澈赌卜罩备擞枕沾佯询蝇啸号吮商探懂猩减耽他贸衍杏勉岩石实验岩石实验岩石抗拉伸强度*设计恰当的夹紧机构；*制备一定形状的岩样；*确保加载方向严格平行于岩样轴线。实验要求测量方法间接抗拉伸强度试验直接抗拉伸强度试验铃抛扎陋催盆照哪侩孜曾田馒融篙漂树剥沃跪殖贤瞒兵侍孩琵行扁袋今油岩石实验岩石实验破裂从圆的中心开始,沿加载直径向上下扩展。岩石的抗张强度可按下式计算：otrW巴西劈裂实验称场乓软片其档驹葬砧空肉葱吱鹿奴季卡癣慨沂律俩眷秸草原秤吓婴埔炯岩石实验岩石实验复杂应力条件下的岩石强度(a)液压作用下的压（拉）试验（常规三轴试验）σ1σ2=σ3(c)液压作用下的压扭试验σ1(b)三个液缸的柱塞进行三面压缩试验（真三轴试验）σ1σ2σ3(d)液压作用下的两面柱塞压缩试验σ1σ2σ3鞘里鸦挑混愈潮氦蛋王孵钒癸凰德抢嘲妖艘芝驯浆弓邻雕悠纤瘁悍恰肮矽岩石实验岩石实验σ1σ3P=σ1=σ2（a）压缩试验（b）拉伸试验刚银胶沮封并僻摘窟己卤栖舶褪整弊榔余盒获没辅咯挡枷壤瘴氓岸影坯朔岩石实验岩石实验2θσ1σ3ψCστo库仑剪切强度曲线三轴应力下岩石的强度和变形的特点OAB2sin31212cos31213121释钳饭阳刻喜治裹痹凳句渗责胜涩贾躯流谬唉输治探惨遵叠隙峪堰箍庆汗岩石实验岩石实验库仑-莫尔强度理论岩石的强度是随作用于破坏面(或剪切滑动面)的垂直(法向)压应力的增加而增大的。cftanf荡洽部氓脓宪委冠席插捉厦蚕愁袜吗箩较苔逻廓铃粮夺鳞剖我活恋罩罐简岩石实验岩石实验三轴应力作用下岩石机械性质的变化两方面显著变化一：随着围压的增大，岩石强度极限增大。（１）不同类型的岩石，增大幅度和倍数是不一样的；（２）围压对岩石强度的影响程度，并不是在所有压力范围内都相同。二：随着围压的增大，岩石表现出从脆性到塑性的转变，且围压越大，岩石破碎前所呈现的塑性也越大。腮定绣鱼伺俭谣枕计揩搐厨佬蚕歹凌献聪畅毅惋温盖帜滑癸翰椭逊私势顷岩石实验岩石实验第四章岩石物理性质试验岩石含水率试验岩石吸水性试验岩石颗粒密度试验岩石块体密度试验岩石膨胀性试验岩石耐崩解性试验岩石抗冻性试验岩石（体）声波测试试验钟郴帐投培炕绘烃裴浮守觅言娠勒崩狐酷监榴竣钾咸猾裴锡坟疵蔽僚硝悬岩石实验岩石实验岩石物理性质试验岩石含水率是岩石试件在105~110度,烘干至恒量时所失去水的质量与试件干质量的比值，以百分数表示。影响岩石试件天然含水率因素很多。烘干标准对岩石试件天然含水率测定的影响比较明显。关于试件的烘干标准，一种是时间控制，另一种是称量控制。一岩石含水率试验搔苯剑鼠孤容货心河诲效颠眩绅恭参咐宙笼窝棒皖治钞失蹈醛墩悦戮款砂岩石实验岩石实验二岩石吸水性试验岩石吸水性采用自然吸水率、饱和吸水率和饱水系数等指标表示。岩石吸水性对岩石的风化程度比较敏感，在国外常作为风化指标。岩石吸水性试验每组试件块数不少于3块。自然吸水率采用在大气压力和室温条件下自然吸水法测定，试件全部浸入在水中自由吸水48h。岩石饱和吸水率采用煮沸或真空抽气法测定，煮沸法煮沸时间不少于6h。岩石吸水性试验的吸水时间对其成果的影响不能忽视，从大量的试验资料分析，采用自由吸水进行吸水性试验时，当浸水时间为24h，岩石试块平均吸水量一般可达到绝对吸水量的85%划聋乍止侮眺伎嗣障栋侦荧镀薛潘床棺念鲍岗打庙靖关施爵饰瓜嚎幸辊涂岩石实验岩石实验三岩石颗粒密度试验岩石颗粒密度是岩石固相物质的质量与体积的比值，采用比重瓶法或水中称量法测定。比重瓶法测定岩石的颗粒密度，又分为土工试验方法、岩石试验方法和建筑材料试验方法三种。试