STDZ-3型数显岩石点荷载试验仪使用说明

STDZ-3型数显岩石点荷载试验仪

一、概述

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荷载强度。点荷载强度,可作为岩石强度分类及岩体风化分类的指标,也可用于评价岩石强度的各向异性程度,预估与之相关的其它强度如单轴抗压强度和抗拉强度等指标。

点荷载强度试验适用于各类规则或不规则的岩石,既可以是钻孔岩心,也可以是从岩石露头、勘探坑槽、平洞、巷道中采取的岩块。本试验分别测定岩石在天然状态下的点荷载强度。

STDZ-3型数显岩石点荷载试验仪 本仪器分为两种(普通型和国标型)

二、主要参数

1、千斤顶.大工作压力:100KN

2、传感器.大量程:100KN

3、活塞直径:38mm

4、活塞.大行程:160mm

5、加载点大间距:90mm

6、圆锥顶角:60℃

7、试样.大宽度:90mm

8、试样沿加载方向小长度:40mm

9、读数方式:液晶显示、电子峰值记忆

10、测力误差:≤1%

11、工作温度:-20~45℃

12、电源:手机同款电池(可充电)

13、整机包装尺寸:280*250*640mm

14、净重/毛重:30/35kg

三、试样制备

1、试件分组

将肉眼可辨的、工程地质特征大致相同的岩石试件分为一组,如果岩石是各向异性的(如层理、片理明显的沉积岩和变质岩),还应再分为平行和垂直层理加荷的亚组,每组试件约须15块。

2、本试验可用岩芯样,规则或不规则岩块样,对不同形状试件的尺寸要求如下:

2.1岩蕊径向试验,试样的径长比应大于1.0

2.2轴向试验,试样的径长比应等于或小于1.0

2.3不规则岩块样,其长L、宽W、高应尽可能满足L≥W≥h,试件高度(h)一般控制在0.5~10cm间,使之能满足试验仪器加载系统对试件尺寸的要求,另外,试件加荷点附近的岩面要修平整。

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。

3.1烘干试样:是在105~110度温度下烘干12h;

3.2饱水试样:是先将试样逐步浸水,按试样高的1/4、1/2、3/4、及4/4等份用6h将试样全部浸入水中(如试样高度很小,允许分1/2、1等份浸水)自由吸水48h,然后用煮沸法或真空抽气法饱和试样。

4、描述试样

描述内容:除岩性外,重点应对其结构构造特征(如颗粒粗细,排列及及节理、层理等发育特征)及风化程度等进行描述。

5、试样尺寸粗测

四、试验步骤

1、安装试样

试样安装前,先检查试验仪器的上下两个加荷锥头是否准确对中,然后将试样放置试验仪中,摇动手摇油泵升起下锥头,使加荷锥头与试样的.短边方向(即h方向)紧密接触,注意让接触点尽量与试样中心重合。若需要测定结构面(层理、片理、节理等)的强度,则应确保两加点的连线在同一结构中。

2、加载

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。

3、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。

4、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D和垂直于加荷点連线的平均宽度Wf,测量误差不超过±0.2mm。

5、重复试验

重复上述1-4对其余试样进行试验。

五、岩石点荷载试验数据整理

1、按下式计算试样破坏荷载: P=CF

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)。

2、按下式计算试样的破坏面积和等效圆直径的平方值:

式中: Af ——试样的破坏面面积(mm2);

D ——在试样破坏面上测量的两加荷点之间的距离mm;

Wf ——试样破坏面上垂直于加荷点连续的平均宽度mm;

De ——等效圆直径,为面积与破坏面面积相等的圆的直径mm。

3、按下式计算岩石试件的点荷载强度:

式中:IS——试样点荷载强度(MPa),其余符号同前。

4、求平均值

当测得的点荷载强度数据在每组15个以上时,将.高和.低值各删去3个,如果测得的数据较少时,则仅将.高和.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。

5、计算值至0.01。

六、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,使压力表示数缓慢而均匀地前进。

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。