技術(shù)文章
1 目的和適用范圍
單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)是測定規(guī)則形狀巖石試件單軸抗壓強(qiáng)度的方法,主要用于巖石的強(qiáng)度分級和巖性描述:
本法采用飽和狀態(tài)下的巖石立方體(或圓柱體)試件的抗壓強(qiáng)度來評定巖石強(qiáng)度(包括碎石或卵石的原始巖石強(qiáng)度)。
在某些情況下,試件含水狀態(tài)還可根據(jù)需要選擇天然狀態(tài)、烘干狀態(tài)或凍融循環(huán)后狀態(tài)。試件的含水狀態(tài)要在試驗(yàn)報告中注明。
2 儀器設(shè)備
(1)壓力試驗(yàn)機(jī)或萬能試驗(yàn)機(jī)。
(2)鉆石機(jī)、切石機(jī)、磨石機(jī)等巖石試件加工設(shè)備。
(3)烘箱、干燥器、游標(biāo)卡尺、角尺及水池等
3 試件制備
3.1 建筑地基的巖石試驗(yàn),采用圓柱體作為標(biāo)準(zhǔn)試件,直徑為50mm±2mm、高徑比為2:1。每組試件共6個:
3.2 橋梁工程用的石料試驗(yàn),采用立方體試件,邊長為70mm±2mm。每組試件共6個。
3.3 路面工程用的石料試驗(yàn),采用圓柱體或立方體試件,其直徑或邊長和高均為50mm±2mm。每組試件共6個。
有顯著層理的巖石,分別沿平行和垂直層理方向各取試件6個試件上、下端面應(yīng)平行和磨平,試件端面的平面度公差應(yīng)小于0.05mm,端面對于試件軸線垂直度偏差不應(yīng)超過0.250。對于非標(biāo)準(zhǔn)圓柱體試件,試驗(yàn)后抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)值按本章條文說明中公式(T0221-3)進(jìn)行換算。
4 試驗(yàn)步驟
4.1 用游標(biāo)卡尺量取試件尺寸(精確至0.1mm),對立方體試件在頂面和底面上各量取其邊長,以各個面上相互平行的兩個邊長的算術(shù)平均值計算其承壓面積;對于圓柱體試件在頂面和底面分別測量兩個相互正交的直徑,并以其各自的算術(shù)平均值分別計算底面和頂面的面積,取其頂面和底面面積的算術(shù)平均值作為計算抗壓強(qiáng)度所用的截面積。
4.2 試件的含水狀態(tài)可根據(jù)需要選擇烘干狀態(tài)、天然狀態(tài)、飽和狀態(tài)、凍融循環(huán)后狀態(tài)。試件烘干和飽和狀態(tài)應(yīng)符合本規(guī)程T 0205中相關(guān)條款的規(guī)定,試件凍融循環(huán)后狀態(tài)應(yīng)符合本規(guī)程T 0241中相關(guān)條款的規(guī)定。
4.3 按巖石強(qiáng)度性質(zhì),選定合適的壓力機(jī)。將試件置于壓力機(jī)的承壓板中央,對正上、下承壓板,不得偏心。
4.4 以0.5MPa/s~l.OMPa/s的速率進(jìn)行加荷直至破壞,記錄破壞荷載及加載過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象。抗壓試件試驗(yàn)的最大荷載記錄以N為單位,精度1%。
5 結(jié)果整理
5.1 巖石的抗壓強(qiáng)度和軟化系數(shù)分別按式(T0221-1),(T0221-2)計算。
(T0221-1)
式中:R—巖石的抗壓強(qiáng)度(MPa);
P—試件破壞時的荷載(N);
A—試件的截面積(mm2)。
(T0221-2)
式中:Kp—軟化系數(shù);
Rw—巖石飽和狀態(tài)下的單軸抗壓強(qiáng)度(MPa);
Rd—巖石烘干狀態(tài)下的單軸抗壓強(qiáng)度(MPa)。
5.2 單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)同時列出每個試件的試驗(yàn)值及同組巖石單軸抗壓強(qiáng)度的平均值;有顯著層理的巖石,分別報告垂直與平行層理方向的試件強(qiáng)度的平均值。計算值精確至0.1MPa。
軟化系數(shù)計算值精確至0.01,3個試件平行測定,取算術(shù)平均值;3個值中最大與最小之差不應(yīng)超過平均值的20%,否則,應(yīng)另取第4個試件,并在4個試件中取最jiejin的3個值的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果,同時在報告中將4個值全部給出。
5.3 試驗(yàn)記錄
單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)記錄應(yīng)包括巖石名稱、試驗(yàn)編號、試件編號、試件描述、試件尺寸、破壞荷載、破壞形態(tài)