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巖石常規三軸壓縮實驗目的與原理

 

       隨著現代化經濟進程,基礎設施的完善,工程建筑的興盛、新型材料的應用、地質災害頻發、環境保護的倡導。三軸試驗已經廣泛應用于巖土工程、建筑材料、地質災害研究與應用等領域。因此,長春市朝陽試驗儀器有限公司研發出了這臺微機控制電液伺服巖石三軸試驗機,在眾多的三軸試驗當中,常規三軸壓縮試驗是最為基礎也是應用最為廣泛的試驗。特別在巖土工程領域,巖石三軸試驗承擔著邊坡穩定、巷道(隧道)圍巖維護等與巖石品質密切相關的科學研究和工程應用的重任。那么下面,為您介紹一下巖石常規三軸壓縮試驗的目的與原理。

 

 

一、巖石常規三軸壓縮試驗原理
        三軸壓縮試驗通常分為常規三軸壓縮試驗(又稱假三軸壓縮試驗)和真三軸壓縮試驗,其中前者的試樣處于等側向壓力的狀態下,而后者的試樣處于三個主應力都不相等的應力組合狀態下。一般情況下巖石所處環境中水平方向壓力相當,只有豎直方向上存在較大差異,本文章所闡述的是常規三軸壓縮試驗。
       常規三軸試驗用圓柱或棱柱試件進行測試,試件放在試驗艙中軸線處,通常使用油實現對試件側向壓力的施加,用橡膠套將試件與油隔開,軸向應力由穿過三軸室頂部襯套的活塞通過淬火鋼制端面帽蓋施加于試件之上。通過貼在試件表面的電阻應變片可以測量局部的軸向應變和環向應變。
       根據《工程巖體試驗方法標準》中的三軸壓縮試驗為強度試驗。由不同測壓條件下的試件軸向破壞荷載計算不同測壓條件下的最大主應力σ1,并根據最大主應力σ1及相應施加的側向壓力σ3,在τ—σ坐標圖上繪制莫爾應力圓;應根據莫爾一庫倫強度準則確定巖石在三向應力狀態下的抗剪強度參數,應包括摩擦系數?和粘聚力C值。
      試驗機的發展由早期簡單的籃子盛有重物加載到杠桿系統加載再到液壓加載,經歷了近5個世紀,20世紀到30年代到60年代,人們在為增加壓力機的剛而努力,知道出現了液壓伺服技術,并結合提高試驗機的剛度才形成了可以繪制材料全應力—應變曲線較為成熟的技術。

 

 


二、實驗目的
       巖石常規三軸壓縮試驗是指巖石試樣在軸對稱應力組和方式的三軸壓縮試驗,通過該實驗使學生掌握巖石常規三軸實驗方法,并能根據巖石在不同圍壓下實驗結果計算出內摩擦角與粘結力,繪制出巖石的強度曲線,進一步理解巖石的強度準則。


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