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济南普业机电技术有限公司
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  • 公司地址:中国 山东 济南 槐荫区  新沙工业园二街30号
  • 企业类型:私营有限责任公司
  • 主营:试验机、液压试验机、扭转试验机;杯突试验机、钢筋弯曲试验机、摩擦磨损试验机、岩石直剪仪、岩石三轴仪等

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  • 联系人: 王秋铃
  • 手机:18663769297
  • 电话:0531-85961536
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  • 地址: 中国 山东 济南 槐荫区  新沙工业园二街30号
  • 邮编:250118

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测定岩石的剪切强度 微机控制电子式岩石直剪仪

创建时间:2016-01-03 16:24 浏览次数:379

测定岩石的剪切强度 微机控制电子式岩石直剪仪

一、试验目的

岩石的剪切强度是岩石抵抗剪应力破坏的最大能力, 本试验通过规则岩石试件变角板法进行。

变角板法是利用压力机施加垂直荷载,通过一套特制的夹具使试件沿某一剪切面产生剪切破坏,然后通过静力平衡条件解析剪切面上的法向压应力和剪应力,从而绘制法向压应力(σ)与剪应力(τ)之关系曲线,求得岩石的内聚力(c)和内摩擦角(φ)。

二、试验方法

1、仪器设备

序号

名称

规格或型号

     

     

1

制样设备

 

1

2

倾斜压模剪切装置

 

1

3

压力试验机

YZW30A

1

4

游标卡尺

0~15cm

1

5

活动扳手

 

1

6

放大镜

 

1

2、试件制备及描述

本试验直径为5cm,高为5cm的圆柱体试件,每组加工6-9块,试件加工精度要求:相邻面间应互相垂直,偏差不超过0.25°;相对两面须互相平行,不平行度不得大于0.005cm

试件描述内容为:岩石名称、颜色、矿物成分、结构、风化程度、胶结物性质等; 加荷方向与岩石试件内层理、节理、裂隙的关系及试件加工中出现的问题。

         4、卡尺:精度为0.002cm

3、安装试件

  将变角板剪切夹具用绳子栓在压力机承压板间,应注意使夹具的中心与压力机的中心线相重合,然后调整夹具上的夹板螺丝,使刻度达到所要求的角度,将试件安装于变角板内。

4、施加载荷

  开动压力机,同时降下压力机横梁,使剪切夹具与压力机承压板接触上,然后调整压力表指针到零点,以每秒0.5-0.8MPa的加荷速度加荷,直至试件破坏,记录破坏荷载(P)。

5、破坏试件描述

  升起压力机横梁,取出被剪破的试件进行描述,内容包括破坏面的形态及破坏情况等。

    6、重复试验

  变换变角板夹具的角度(α),一般在45°-70°内选择,本试验装置角度为46°、54°、61°、70°,取得不同角度下的破坏荷载。

7、成果整理

1)按下式计算作用在剪切面上的剪应力和正应力:

    

式中:τ――剪应力(MPa);

σ――正应力(MPa);

P――试件破坏荷载(N);

A――试件剪切面面积(mm2);

α――试件放置角度(变角板角度),度;

根据不同倾角α下得到τi和σi值。在σ—τ坐标系内绘制岩石强度曲线如图所示。

 根据岩石强度曲线可以近似得到岩石的内聚力C和内摩擦角φ。方法是:将测得各倾角下得诸多散点标注在σ—τ坐标系内。线性回归得到回归方程即为直线型强度曲线方程。回归系数按下式计算。

        

相关系数:

内聚力C=a,内摩擦角φ=aretgb

式中:φ――岩石内摩擦角(°);

C――岩石的内聚力(MPa);

σi――第i块试件的破坏正应力(MPa);

τi――第i块试件的破坏剪应力(MPa);

n――试件块数。

计算结果精确至小数点后一位。

3)以剪应力(τ)为纵坐标,法向应力(σ)为横座标,将每一试件的στ标在坐标系中,以最佳方法拟合一直线(强度包络线),并在图中求得岩石的内摩擦角(φ)和内聚力(c)。

以上两种求内摩擦角(φ)和内聚力(c)的方法可任选一种,也可两种同时用,以便比较。

三、试验报告内容

1、整理记录表格。

2、整理试件描述记录。

岩石抗剪强度记录

岩石名称:

 

 

 

 

试件编号

剪切角        

直径          cm

高度         cm

载荷         kN

  正应力  MPa

剪应力  MPa

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

内聚力

 

           内摩擦角

 

 

相关系数

C=

 

 

φ=

 

         r=

 

 

四、注意事项

1、试验时夹具周围应用木板或其它板材,护住压力机立柱,以避免试件突然破坏,夹具滑出而打坏压力机。

    2、在变动变角板角度时,应先调整上剪切板,同时调整过程中要用手托住变角板以防止变角板掉下来,上剪切板角度整好后,再调下剪切板,这时须放一块四方柱形铁块代替试件。

济南普业机电技术有限公司——专业的岩石试验机制造商。

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