[发明专利]多次劈裂测岩石抗拉强度的试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及岩石抗拉强度测定领域，特别是一种多次劈裂测岩石抗拉强度的试验方法。

背景技术

在地下工程设计和施工中,岩石的抗拉强度是一个非常重要的力学指标。地下工程围岩体常处于复杂的应力状态,例如铁路隧道、公路隧道、工程边坡及地下工程洞室的围岩体,有的地方处于拉伸应力状态,而有的部位则处于压缩应力状态,由于岩石的抗拉强度远低于抗压强度,所以围岩总是从拉应力区开始破坏。因此,正确进行地下围岩体应力状态区域划分,即破坏危险区的确定是地下工程围岩稳定性分析评价的关键,而岩石抗拉强度又是确定工程围岩破坏区的基础资料之一。

目前,岩石抗拉强度的室内测定方法较多，如直接拉伸试验、巴西圆盘劈裂试验等，这些方法各有特点,但无一例外均不能对同一岩样进行重复试验，由此必然不可避免的产生由于岩样的差异引起的离散型。为解决岩样离散型问题及降低试验操作等偶尔误差的影响，以往均在采取如下方式：

1、增加试验样本。按照统计学原理，试验样本数量越大，则试验值越接近其真实值，增加试验样本无疑可以有效解决岩样离散型问题及降低试验操作等偶尔误差的影响。

2、尽量使试验条件和过程与理论情况一致。由于最终岩石抗拉强度值是将试验数据代入理论公式得到，若试验条件或操作过程偏差较大，岩样受力与理论不符，则无法得出其真实抗拉强度。

增加试验样本，必然导致试验成本的增加，另外无论采用何种精密仪器，试验操作步骤如何细致，亦不可能消除误差。因此，目前亟待解决的问题是：在基于已有的试验仪器的基础上，如何改进试验方法以降低试验成本且能保持甚至提高试验结果准确性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多次劈裂测岩石抗拉强度的试验方法，可以在大幅降低试验成本的前提下，提高试验结果的准确性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种多次劈裂测岩石抗拉强度的试验方法，包括以下步骤：

一、制备待测岩样；

二、沿径向第一次劈裂试验；

三、将劈裂后的岩样胶结；

四、更换非胶结位置，进行第二次劈裂试验；

五、将劈裂后的岩样胶结；

六、继续劈裂试验直到最大容许劈裂次数；

通过以上步骤得到所测岩样的多次抗拉强度数值。

所述的岩样高径比为0.5～1，岩样两端磨平，侧面光滑无凸起。

将破坏的岩样取出，在岩样破坏面上均匀涂抹胶结物质后压合，使其接触面基本无空隙，两端面确保平整，侧面光滑，待其接触面胶水固结；

所述胶结物质固结后的抗拉强度应尽量接近待测岩样的抗拉强度。

所述的最大容许劈裂次数为6次。

在后的劈裂面与在先的劈裂面之间的夹角大于或等于30°。

将多次所测结果代入岩石劈裂试验抗拉强度计算公式：

R=2PπDh]]>

其中：R为岩石抗拉强度，P为岩石破坏时最大加载力，D为圆柱形试件直径，h为圆形试件高度；

或者

R=2Pπa2]]>

其中：R为岩石抗拉强度，P为岩石破坏时最大加载力，a为立方体试件边长；

得到多次所测岩石抗拉强度R₁、R₂···R_n。