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1、试验 4：测定岩石的点荷载强度一、基本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。二、仪器设备1、点荷载试验仪：如下图所示，它包括：a1 一框舉：卧式油乗：議千斤顶：監球面用头简:加荷椎：5 一袖扳St：；匚餡冷抓尺匸T一诚样（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
2、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 （见下图），采用坚硬材料制成。p点荷载试验示意图（2）油压表：量程约为lOMPa，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。2、卡尺或钢卷尺；3、地质锤。三、操作步骤l 、试件制备（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
3、 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：岩芯径 向试验，试件的径长比应大于1.0；轴向试验，试件的径长比应等于或小于1.0；不规则岩块样， 其长（L）、宽（W）、高（h）应尽可能满足L三W三h （图9-3d），试件高度（h） 般控制在 0.510cm 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）根据试验要求对试件进行烘干或饱水处理。烘干试件：是在105110C温度下烘干12h； 饱水试件，是先将试件逐步浸水，按试件高的1/4、1/2、3/4及4/4等份用6h将试件全部浸入 水中（如试件高度很小，允许分1/2
4、、1等份浸水），自由吸水48h,然后用煮沸法或真空抽气 法饱和试件。2、描述试件描述内容：除岩性外，重点应对其结构构造特征（如颗粒粗细，排列以及节理、层理等发育 特征）及风化程度等进行描述。3、试件尺寸粗测对岩芯样及规则样，分别量测各试件的长（L）、宽（W）、高（h）的尺寸；对不规则岩块 样，可过试件中心点测量试件的长（L）、宽（W）、高（h）的尺寸。4、安装试件试件安装前，先检查试验仪器的上、下两个加荷锥头是否准确对中，然后将试件放置试验仪 中，摇动手摇油泵升起下锥头，使加荷锥头与试件的最短边方向（即h方向）紧密接触，注意让 接触点尽量与试件中心重合。若需要测定结构面（层理、片理、节理等）的
5、强度，则应确保两加 点的連线在同一结构中，如图9-4所示。5、加荷试件安装后，调整压力表指针到零点，以在 1060 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）。6、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，如图9-5所示，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。7、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）,其方法见图9-3，图中分岩
6、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 D和Wf的测量方法，测量误差不超过土0.2mm。点荷载试鲨对试件形状和尺寸的要求Q径商诫枪UJ不期團岩块试盤可-l.liO.5JlX1.0L48、重复试验重复步骤 37 对其余试件进行试验。9、计算及成果资料整理（1）按下式计算试件破坏荷载P=C*F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）, 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）按下式计算试件的破坏面积和等效园直径的平方值= 4-4A式中：A#试件的破坏面面积（mm2）；D在试件破坏面上测量的两加
7、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（mm）；D 等效园直径，为面积与破坏面面积相等的园的直径（mm）。e（3）按下式计算岩石试件的点荷载强度式中：IS试件点荷载强度（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，最 后结果取至小数后二位。操作演示四、试验报告内容试验：月日1、整理记录表格，格式附表 9-1。1试件编组岩石 名称采 样 地 占 八、仪器 系 数C2试件编号3试件形状4含水状态5加荷方向6试件尺
8、寸长 L (mm)宽 W(mm)高 h(mm)7压力表读数F (MPa)8总荷载(N)9加荷点间距离D (mm)10破坏面宽度Wf (mm)11等效园直径平方D： =(4-D坛伽枕尸12点荷载强度(厶=刊(2 ) (MPa)13IS平均值(MPa)14试件破坏特征附表 9-1点荷载试验记录表计算：校核：年2、整理试件描述资料。五、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，在测量加荷点是距离 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。六、思考题1、点荷载试验是在怎样的应力状态下进行的？其试件破坏属于什么破坏形式？2、与劈裂法试验相比较有什么异同？
试验四测定岩石的点荷载强度
