岩石抗拉强度测定方法探讨
摘要:抗拉强度是岩石力学性质的重要指标之一,是岩石最弱的强度特性,故张性断裂是在破坏过程中最先发生的破断形式,岩石抗拉强度在研究地下采掘空间顶底板岩层稳定性问题时,它具有更为重要的意义。由于对岩石抗拉强度的认识不够和测定困难等原因,目前岩石抗拉强度的测定仍然没有十分有效和精确的方法。文章深入探讨岩石的抗拉强度测定方法,分析目前最常用的劈裂法存在的疑问,改进后的测定工作指出了新思路,实现科学、准确、简单的测定岩石的抗拉强度。
关键词:岩石抗拉强度;劈裂法;直接测定;不规则试件测定法
岩石抗拉强度是岩石最弱的强度特征,甚至对微裂隙都十分敏感,因此是选择一种科学的精确的实验方法尤为重要,不同的实验方法的测量结果差异很大。
1间接实验法
测定岩石抗拉强度的直接拉伸试验中,有试件的加工和试验中夹持系统问题等突出困难。为此,研究了许多岩石抗拉强度的间接测量方法。但是,目前是否有了一种在测定结果上可以相依赖而又适宜的方法,仍是值得怀疑的。
目前测定岩石抗拉强度最常用的是劈裂法。逐渐增大压力直到试样沿该直径平面裂开,测读破坏时的最大压力(MPa ),并由弹性理论所推导的下列公式近似计算抗拉强度:
? 滓t =■×10
式中,? 滓t 为试件的抗拉强度,MPa ;p 为试件的破坏载荷,kN ;D 为试件的直径,cm ;t 为试件厚度,cm 。
但是通常的实际加载条件下,破裂起点并不在圆盘的中心。Hudson 、Brown 和Rummel 为了确定破裂开始的位置,在伺服控制机控制破坏实验发现破坏都是在加荷点下开始,在圆盘中心看不到任何裂纹。根据实验观察,对于测定抗拉强