STDZ-3型數(shù)顯巖石點(diǎn)荷載試驗(yàn)儀

一、概述

點(diǎn)荷載試驗(yàn)是將巖石試件置于兩個(gè)球形園錐狀壓板之間,對(duì)試件施加集中荷載,直至破壞,然后根據(jù)破壞荷載求得巖石的點(diǎn)荷載強(qiáng)度。點(diǎn)荷載強(qiáng)度,可作為巖石強(qiáng)度分類及巖體風(fēng)化分類的指標(biāo),也可用于評(píng)價(jià)巖石強(qiáng)度的各向異性程度,預(yù)估與之相關(guān)的其它強(qiáng)度如單軸抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度等指標(biāo)。

點(diǎn)荷載強(qiáng)度試驗(yàn)適用于各類規(guī)則或不規(guī)則的巖石,既可以是鉆孔巖心,也可以是從巖石露頭、勘探坑槽、平洞、巷道中采取的巖塊。本試驗(yàn)分別測(cè)定巖石在天然狀態(tài)下的點(diǎn)荷載強(qiáng)度。

STDZ-3型數(shù)顯巖石點(diǎn)荷載試驗(yàn)儀 本儀器分為兩種(普通型和國(guó)標(biāo)型)

二、主要參數(shù)

1、千斤頂.大工作壓力:100KN

2、傳感器.大量程:100KN

3、活塞直徑:38mm

4、活塞.大行程:160mm

5、加載點(diǎn)大間距:90mm

6、圓錐頂角:60℃

7、試樣.大寬度:90mm

8、試樣沿加載方向小長(zhǎng)度:40mm

9、讀數(shù)方式:液晶顯示、電子峰值記憶

10、測(cè)力誤差:≤1%

11、工作溫度:-20~45℃

12、電源:手機(jī)同款電池(可充電)

13、整機(jī)包裝尺寸:280*250*640mm

14、凈重/毛重:30/35kg

三、試樣制備

1、試件分組

將肉眼可辨的、工程地質(zhì)特征大致相同的巖石試件分為一組,如果巖石是各向異性的(如層理、片理明顯的沉積巖和變質(zhì)巖),還應(yīng)再分為平行和垂直層理加荷的亞組,每組試件約須15塊。

2、本試驗(yàn)可用巖芯樣,規(guī)則或不規(guī)則巖塊樣,對(duì)不同形狀試件的尺寸要求如下:

2.1巖蕊徑向試驗(yàn),試樣的徑長(zhǎng)比應(yīng)大于1.0

2.2軸向試驗(yàn),試樣的徑長(zhǎng)比應(yīng)等于或小于1.0

2.3不規(guī)則巖塊樣,其長(zhǎng)L、寬W、高應(yīng)盡可能滿足L≥W≥h,試件高度(h)一般控制在0.5~10cm間,使之能滿足試驗(yàn)儀器加載系統(tǒng)對(duì)試件尺寸的要求,另外,試件加荷點(diǎn)附近的巖面要修平整。

3、試件含水狀態(tài)可根據(jù)需要選擇天然含水狀態(tài)、烘干狀態(tài)、飽和狀態(tài)或其它含水狀態(tài)。

3.1烘干試樣:是在105~110度溫度下烘干12h;

3.2飽水試樣:是先將試樣逐步浸水,按試樣高的1/4、1/2、3/4、及4/4等份用6h將試樣全部浸入水中(如試樣高度很小,允許分1/2、1等份浸水)自由吸水48h,然后用煮沸法或真空抽氣法飽和試樣。

4、描述試樣

描述內(nèi)容:除巖性外,重點(diǎn)應(yīng)對(duì)其結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征(如顆粒粗細(xì),排列及及節(jié)理、層理等發(fā)育特征)及風(fēng)化程度等進(jìn)行描述。

5、試樣尺寸粗測(cè)

四、試驗(yàn)步驟

1、安裝試樣

試樣安裝前,先檢查試驗(yàn)儀器的上下兩個(gè)加荷錐頭是否準(zhǔn)確對(duì)中,然后將試樣放置試驗(yàn)儀中,搖動(dòng)手搖油泵升起下錐頭,使加荷錐頭與試樣的.短邊方向(即h方向)緊密接觸,注意讓接觸點(diǎn)盡量與試樣中心重合。若需要測(cè)定結(jié)構(gòu)面(層理、片理、節(jié)理等)的強(qiáng)度,則應(yīng)確保兩加點(diǎn)的連線在同一結(jié)構(gòu)中。

2、加載

試件安裝后,調(diào)整壓力表指針到零點(diǎn),以在10~60秒鐘內(nèi)能使試件破壞(相當(dāng)于每秒0.05-0.1MPa)的加荷速度勻速加荷,直到試件破壞,記下破壞時(shí)的壓力表讀數(shù)F。

3、描述試件破壞的特點(diǎn)

正常的試件破壞面應(yīng)同時(shí)通過(guò)上、下兩個(gè)加荷點(diǎn),如果破壞面只通過(guò)一個(gè)加荷點(diǎn),便產(chǎn)生局部破壞,則該次試驗(yàn)無(wú)效,應(yīng)舍棄,破壞面的描述還應(yīng)包括破壞面的平直或彎曲等情況。

4、破壞面尺寸測(cè)量

試件破壞后,須對(duì)破壞面的尺寸進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量的尺寸包括上、下兩加荷點(diǎn)間的距離D和垂直于加荷點(diǎn)連線的平均寬度Wf,測(cè)量誤差不超過(guò)±0.2mm。

5、重復(fù)試驗(yàn)

重復(fù)上述1-4對(duì)其余試樣進(jìn)行試驗(yàn)。

五、巖石點(diǎn)荷載試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理

1、按下式計(jì)算試樣破壞荷載: P=CF

式中:P——試件破壞時(shí)總荷載N;

C——儀器標(biāo)定系數(shù)(為千斤頂?shù)幕钊娣e,mm2),一般在各儀器的說(shuō)明書都有該儀器的標(biāo)定系數(shù)供參考;

F——試件破壞時(shí)的油壓表讀數(shù)(MPa)。

2、按下式計(jì)算試樣的破壞面積和等效圓直徑的平方值:

式中: Af ——試樣的破壞面面積(mm2);

D ——在試樣破壞面上測(cè)量的兩加荷點(diǎn)之間的距離mm;

Wf ——試樣破壞面上垂直于加荷點(diǎn)連續(xù)的平均寬度mm;

De ——等效圓直徑,為面積與破壞面面積相等的圓的直徑mm。

3、按下式計(jì)算巖石試件的點(diǎn)荷載強(qiáng)度:

式中:IS——試樣點(diǎn)荷載強(qiáng)度(MPa),其余符號(hào)同前。

4、求平均值

當(dāng)測(cè)得的點(diǎn)荷載強(qiáng)度數(shù)據(jù)在每組15個(gè)以上時(shí),將.高和.低值各刪去3個(gè),如果測(cè)得的數(shù)據(jù)較少時(shí),則僅將.高和.低值刪去,然后再求其算術(shù)平均值,作為該組巖石的點(diǎn)荷載強(qiáng)度。

5、計(jì)算值至0.01。

六、注意事項(xiàng)

1、由于巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度一般都比較低,因此在試驗(yàn)中一定要控制好加荷速度,慢慢加壓,使壓力表示數(shù)緩慢而均勻地前進(jìn)。

2、安裝試件時(shí),上、下加荷點(diǎn)應(yīng)注意對(duì)準(zhǔn)試件的中心,并使其加荷面垂直于加荷點(diǎn)的連線。

3、在對(duì)軟巖進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),加荷錐頭常有一定的嵌入度,因此,在測(cè)量加荷點(diǎn)的距離D時(shí),應(yīng)將卡尺對(duì)準(zhǔn)試件破壞上加荷錐留下來(lái)的兩個(gè)凹痕底進(jìn)行量測(cè)。