專利名稱：一種圓柱體巖樣變角板試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域?yàn)橥聊窘ㄖこ?、變角板試?yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種圓柱體巖樣變角板試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
變角板試驗(yàn)法是利用壓力機(jī)施加垂直荷載，通過一套特制的夾具使試件沿某一剪切面產(chǎn)生剪切破壞，然后通過靜力平衡條件解析剪切面上的法向壓應(yīng)力和剪應(yīng)力，從而繪制法向壓應(yīng)力(7與剪應(yīng)力r的關(guān)系曲線，求得巖石的內(nèi)聚力c和內(nèi)摩擦角P這兩個(gè)參數(shù)對研究巖體穩(wěn)定和破碎都具有重要的意義。通常，該試驗(yàn)米用5cmx5cmx5cm或7cmx7cmx7cm的正方體試件,但實(shí)際工程中，大部分都是采用圓柱狀巖心標(biāo)本，直徑一般為5 7cm，尺寸較小，特別是那些較軟或中等硬度巖石，很難米到較大的巖樣來進(jìn)行變角試驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種圓柱體巖樣變角板試驗(yàn)方法。借助一對半圓形卡環(huán)，將巖樣加工成短圓柱體，將其卡在卡環(huán)內(nèi)，放入變角板夾具中進(jìn)行抗剪斷試驗(yàn)。具體步驟為
(I)把取來的巖樣，按相同方向，相同的含水狀態(tài)，分別加工成圓柱體巖樣試件，圓柱體巖樣試件兩端面的不平整度誤差不超過0. 05mm，端面垂直軸線，最大偏差不超過0. 25°。(2)制作一個(gè)外形為正方形，內(nèi)徑為一對半圓形的卡環(huán)。(3)將步驟(I)加工好的圓柱體巖樣試件在步驟(2)的卡環(huán)中卡好后再放入傾斜壓模內(nèi)，將它們分別放在試驗(yàn)機(jī)的上下承壓板間，試驗(yàn)機(jī)施加軸向荷載，其加載速度為
0.5 I. OMPa/s,由壓膜向巖樣試件施加沿固定剪切面的垂直力和水平力，直到巖樣試件剪斷，記錄破壞荷載，卸荷。(4)變換角度進(jìn)行另一塊實(shí)驗(yàn)，每組數(shù)量12 15塊，每個(gè)角度2 3塊巖樣試件，角度變換范圍在50° 70°內(nèi)，分別得到圓柱體巖樣試件在不同角度下的軸向破壞荷載。與常用正方體巖樣試件實(shí)驗(yàn)方法不同，本發(fā)明采用圓柱體巖樣試件，具有以下優(yōu)
占-
y \\\
(I)實(shí)際工程中，圓柱體巖樣試件比正方形巖樣試件更好采集和加工,使圓柱體巖樣變角板試驗(yàn)應(yīng)用面更廣更方便。(2)半圓形鋼制卡環(huán)方便制作，使用簡單，節(jié)省人力物力。(3)圓柱體巖樣試件和正方體巖樣試件實(shí)驗(yàn)的結(jié)果比較接近，且圓柱體巖樣試件試驗(yàn)所得的壓應(yīng)力<7與剪應(yīng)力r之間的相關(guān)系數(shù)大于0.96，破壞面理想，破裂體兩半基本對稱，故圓柱體巖樣試件變角板試驗(yàn)結(jié)果具有一定的可靠程度。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例試驗(yàn)示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例試驗(yàn)所用鋼制卡環(huán)平面示意圖。圖3為正方體巖樣試件試驗(yàn)示意圖。圖中標(biāo)記1-滾軸；2_夾角板；3_巖樣試件；4_承壓板；5_卡環(huán)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例
(I)把從現(xiàn)場取來的灰?guī)r、花崗巖及粉砂巖巖樣，按相同方向，相同的含水狀態(tài)，分別加工成6 5cm X 5cm的圓柱體巖樣試件,灰?guī)r巖樣試件表面含有微裂隙,花崗巖中等風(fēng)化到強(qiáng)風(fēng)化，表面裂隙較多；圓柱體巖樣試件兩端面的不平整度誤差不超過0. 05mm，端面垂直軸線，最大偏差不超過0. 25°?！?2)制作一個(gè)外形為正方形，內(nèi)徑為一對半圓形的鋼制卡環(huán)。(3)將加工好的圓柱體巖樣試件在卡環(huán)中卡好后再放入傾斜壓模內(nèi)，將它們分別放在試驗(yàn)機(jī)的上下承壓板間，試驗(yàn)機(jī)施加軸向荷載，其加載速度為I. OMPa/s,由壓膜向試件施加沿固定剪切面的垂直力和水平力，直到巖樣試件剪斷，記錄破壞荷載，卸荷。(4)變換角度進(jìn)行另一塊實(shí)驗(yàn)，每組數(shù)量12塊，每個(gè)角度2塊巖樣試件，角度變換范圍在60 °內(nèi)，分別得到三種巖石的圓柱體巖樣試件在不同角度下的軸向破壞荷載。
權(quán)利要求
1. 一種圓柱體巖樣變角板試驗(yàn)方法，其特征在于具體步驟為 (1)把從現(xiàn)場取來的巖樣，按相同方向，相同的含水狀態(tài)，分別加工成圓柱體巖樣試件，端面垂直軸線，最大偏差不超過0.25° ; (2)制作一個(gè)外形為正方形，內(nèi)徑為一對半圓形的卡環(huán)； (3)將步驟(I)加工好的圓柱體巖樣試件在步驟(2)的卡環(huán)中卡好后再放入傾斜壓模內(nèi)，將它們分別放在試驗(yàn)機(jī)的上下承壓板間，試驗(yàn)機(jī)施加軸向荷載，其加載速度為0. 5 I. OMPa/s,由壓膜向巖樣試件施加沿固定剪切面的垂直力和水平力，直到巖樣試件剪斷，記錄破壞荷載，卸荷； (4)變換角度進(jìn)行另一塊實(shí)驗(yàn)，每組數(shù)量12 15塊，每個(gè)角度2 3塊巖樣試件，角度變換范圍在50° 70°內(nèi)，分別得到圓柱體巖樣試件在不同角度下的軸向破壞荷載。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種圓柱體巖樣變角板試驗(yàn)方法。針對實(shí)際工程中，大部分都是采用圓柱狀巖心標(biāo)本，尺寸較小，特別是那些較軟或中等硬度巖石，很難采到較大的巖樣來進(jìn)行變角試驗(yàn)的情況，通過借助一對半圓形卡環(huán)，將加工成圓柱體的巖樣試件卡在卡環(huán)內(nèi)，放入變角板夾具中進(jìn)行抗剪斷試驗(yàn)。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)圓柱體巖樣變角板試驗(yàn)應(yīng)用面更廣更方便；半圓形鋼制卡環(huán)方便制作，使用簡單，節(jié)省人力物力；圓柱體巖樣試件和正方體巖樣試件實(shí)驗(yàn)的結(jié)果比較接近，圓柱體巖樣試件變角板試驗(yàn)結(jié)果具有一定的可靠程度。
文檔編號G01N3/24GK102830023SQ20121032107
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月3日
發(fā)明者劉寶臣, 黃英娣, 牟春梅, 邱孟堯 申請人:桂林理工大學(xué)