STDZ-3數顯巖石點荷載試驗儀使用說明

STDZ-3數顯巖石點荷載試驗儀使用說明 

一、概述
點荷載試驗是將巖石試件置于兩個球形園錐狀壓板之間，對試件施加集中荷載，直至破壞，然后根據破壞荷載求得巖石的點荷載強度。點荷載強度，可作為巖石強度分類及巖體風化分類的指標，也可用于評價巖石強度的各向異性程度，預估與之相關的其它強度如單軸抗壓強度和抗拉強度等指標。
點荷載強度試驗適用于各類規則或不規則的巖石，既可以是鉆孔巖心，也可以是從巖石露頭、勘探坑槽、平洞、巷道中采取的巖塊。本試驗分別測定巖石在天然狀態下的點荷載強度。
二、主要參數
1、千斤頂大工作壓力：100Mpa
2、力傳感器大量程：100KN
3、壓力變送器精度：0.001kn
4、活塞直徑：Φ42mm
5、工作行程：120mm
6、圓錐球端球面曲率：r=5mm
7、圓錐頂角：60℃
8、圓錐材料：質鋼，堅硬
9、電源：220V±10%，50Hz
10、內置鉛蓄電池：可滿足野外連續工作超過12小時（另配）
11、整機包裝尺寸：350*340*710mm
12、整機質量：45kg
三、試樣制備
1、試件分組
將肉眼可辨的、工程地質特征大致相同的巖石試件分為一組，如果巖石是各向異性的（如層理、片理明顯的沉積巖和變質巖），還應再分為平行和垂直層理加荷的亞組，每組試件約須15塊。
2、本試驗可用巖芯樣，規則或不規則巖塊樣，對不同形狀試件的尺寸要求如下：
2.1巖蕊徑向試驗，試樣的徑長比應大于1.0
2.2軸向試驗，試樣的徑長比應等于或小于1.0
2.3不規則巖塊樣，其長L、寬W、高h應盡可能滿足L≥W≥h，試件高度（h）一般控制在0.5~10cm間，使之能滿足試驗儀器加載系統對試件尺寸的要求，另外，試件加荷點附近的巖面要修平整。
3、試件含水狀態可根據需要選擇天然含水狀態、烘干狀態、飽和狀態或其它含水狀態。
3.1烘干試樣：是在105~110度溫度下烘干12h；
3.2飽水試樣：是先將試樣逐步浸水，按試樣高的1/4、1/2、3/4、及4/4等份用6h將試樣全部浸入水中（如試樣高度很小，允許分1/2、1等份浸水）自由吸水48h，然后用煮沸法或真空抽氣法飽和試樣。
4、描述試樣
描述內容：除巖性外，重點應對其結構構造特征（如顆粒粗細，排列及及節理、層理等發育特征）及風化程度等進行描述。
5、試樣尺寸粗測
四、試驗步驟
1、安裝試樣
試樣安裝前，先檢查試驗儀器的上下兩個加荷錐頭是否準確對中，然后將試樣放置試驗儀中，搖動手搖油泵升起下錐頭，使加荷錐頭與試樣的短邊方向（即h方向）緊密接觸，注意讓接觸點盡量與試樣中心重合。若需要測定結構面（層理、片理、節理等）的強度，則應確保兩加點的連線在同一結構中。
2、加載
試件安裝后，調整壓力表指針到零點，以在10～60秒鐘內能使試件破壞（相當于每秒0.05-0.1MPa）的加荷速度勻速加荷，直到試件破壞，記下破壞時的壓力表讀數F。
3、描述試件破壞的特點
正常的試件破壞面應同時通過上、下兩個加荷點，如果破壞面只通過一個加荷點，便產生局部破壞，則該次試驗無效，應舍棄，破壞面的描述還應包括破壞面的平直或彎曲等情況。
4、破壞面尺寸測量
試件破壞后，須對破壞面的尺寸進行測量，測量的尺寸包括上、下兩加荷點間的距離D和垂直于加荷點連線的平均寬度Wf，測量誤差不超過±0.2mm。
5、重復試驗
重復上述1-4對其余試樣進行試驗。
五、STDZ-3巖石點荷載試驗數據整理
1、按下式計算試樣破壞荷載： P=CF
式中：P——試件破壞時總荷載N；
C——儀器標定系數（為千斤頂的活塞面積，mm2），一般在各儀器的說明書都有該儀器的標定系數供參考；
F——試件破壞時的油壓表讀數（MPa）。
2、按下式計算試樣的破壞面積和等效園直徑的平方值：
     
       
式中： Af ——試樣的破壞面面積（mm2）；
D ——在試樣破壞面上測量的兩加荷點之間的距離mm；
Wf ——試樣破壞面上垂直于加荷點連續的平均寬度mm；
De ——等效園直徑，為面積與破壞面面積相等的圓的直徑mm。
3、按下式計算巖石試件的點荷載強度：
 
式中：IS——試樣點荷載強度（MPa），其余符號同前。
4、求平均值
當測得的點荷載強度數據在每組15個以上時，將高和低值各刪去3個，如果測得的數據較少時，則僅將高和低值刪去，然后再求其算術平均值，作為該組巖石的點荷載強度。
5、計算值精確至0.01。
六、注意事項
1、由于巖石點荷載強度一般都比較低，因此在試驗中一定要控制好加荷速度，慢慢加壓，使壓力表指針緩慢而均勻地前進。
2、安裝試件時，上、下加荷點應注意對準試件的中心，并使其加荷面垂直于加荷點的連線。
3、在對軟巖進行試驗時，加荷錐頭常有一定的嵌入度，因此，在測量加荷點的距離D時，應將卡尺對準試件破壞上加荷錐留下來的兩個凹痕底進行量測。

STDZ-3數顯巖石點荷載試驗儀使用說明