第三节 抗拉强度及其影响因素
岩石的抗拉强度 单轴拉伸情况下的 的抗拉强度
测量方法 直接 简介
直接方法类似金属的拉伸破坏试验(北校5号楼材料力学实验室) 最大的困难就是 如何使岩石试件夹紧在拉力机中,同时又要是载荷平行于试件的轴线(一点也不可以有偏差);使得试件处于均匀分布的拉应力状态之中,而不使试件产生弯曲或扭曲。
岩芯两端粗一些 中间细一些 小岩芯从大眼新中取得的
由于直接法进行有一定的困难 一般采用间接法
间接法 又叫劈裂法 又称 巴西实验法 将岩石切成圆盘状的 然后在直径方向施加压力 0.8直径以内 有很均匀的抗拉强度 两端有垫片处 抗压强度非常大 大约为抗压强度的12倍。又由于岩石的抗压强度远远大于抗拉强度,所以岩石发生的是拉破破坏,这个方法是近似的方法。最大的特点 就是方便
岩石抗拉强度的影响因素
1、试件的尺寸对岩石的抗拉强度是有一定影响的。
2、随着试件直径、厚度的增加,抗拉强度也增大。
3、一般直径为5.1cm,厚度为2.5cm,抗拉强度基本趋于稳定。
在进行实验时,若同时采用电阻应变仪观察试件中心处的电阻应变片的纵向应变及横向应变,亦可求得岩石的弹性参数 弹性模量 和 泊松比
(也可以做成立方体形状的式样)
对于页岩 沿层理方向 抗拉强度最低
岩石的抗拉强度远远低于抗压强度,一般前者为后者的1/10--1/20,甚至为1/50。
抗拉强度远远低于的主要原因是 岩石内部孔隙的影响,一般情况由于岩石内部微裂隙、孔隙较为发育,这种缺陷对抗拉强度降低尤为敏感,在拉应力作用下具有削弱岩石强度的效应。
岩石的抗拉强度还受到岩石本身内部组分的影响,例如矿物成分,颗粒间胶结物的强度都影响到岩石的抗拉强度
另外,岩石的抗拉强度随着加载速率的提高是增大的。岩石的抗拉强度随着温度(区别于抗压强度,对于抗压强度有晶体和非晶体之分)、湿度、及孔隙度增加而降低。这个结论与抗压强度相同,但增加或减小的幅度却不一样。
第四节 岩石的抗剪强度及其影响因素
抗剪强度:定义一 在法向荷载的作用下,岩石剪切破坏面上的最大剪应力;定义二 纯剪切(既没有法向载荷),剪切面上的最大剪应力。
定义一 在剪切破坏时克服岩石中的粘聚力和内摩擦力;后者仅仅取决于粘聚力。因此,已有人成前者为抗剪强度,后者成为抗切强度。目前主要采用第一种方法。
试验方法:室内和室外
室内试验分为:直接剪切和三轴剪切
楔形剪切仪 改变剪切角度的楔形剪切仪(改变角度的方法是加楔形垫片,不能太大装置倾覆 也不能太小 剪切面上正应力过大,不能按预定剪切面破坏 一般采用 40 -60度)
同一种岩石采用不同的剪切角可以获得不同的剪切面上的剪应力和正应力值,即可得到某种岩石剪切破坏时的强度曲线。
岩石剪切破坏时的强度曲线反映了影响岩石抗剪强度的两个参数:内聚力(曲线与剪切力轴的交点)与内摩擦力(曲线与套轴交点的切线与正应力轴检点的切线的夹角)