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岩石变角试验装置
发布时间:2019-08-09   点击次数:62次

一,基本原理
参照标准TB10115-2014铁路工程岩石试验规程岩石的剪切强度是岩石抵抗剪应力破坏的能力,目前室内测定岩石剪切强度的试验方法很多,如单面和双面剪切等直接剪切试验和变角板法,冲孔试验以及三轴试验等。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,设备技术参数;
1,制样设备:钻石机,切石机,磨石机;
2,压力机:技术要求同试验五;
3,变角板剪切夹具一套,要求在45°-70°范围内有4-5个角度可供调整
4,卡尺精度为0.002cm。


三,操作步骤
1,试件制备
本试验彩边长为5cm的立方体试件,每组加工4-8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。

2,试件描述及尺寸量测
试件描述内容同试验四;描述后测量预定剪切面的边长,求出剪切面面积,并做好标记。
根据试验要求对试件进行烘干或饱水处理,处理方法与要求同试验五。岩石剪切试验夹具

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,加荷
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,重复试验岩石剪切试验夹具
变换变角板夹具的角度(α),一般在45°-70°内选择,以5°为间隔如45°,50°,55°,60°,65°,70°,重复步骤3-6进行试验,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;
f――滚轴摩擦系数:?,n为滚轴根数,d为滚轴直径(mm)。
(2)按下式计算岩石的抗剪断强度参数岩石剪切试验夹具
式中:φ――岩石内摩擦角(°);
C――岩石的内聚力(MPa);
σ――第i块试件的破坏正应力(MPa);
τ――第i块试件的破坏剪应力(MPa);
n――试件块数。
计算结果至小数点后一位。

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