STDZ-5數(shù)顯巖石點(diǎn)荷載試驗(yàn)儀

一、STDZ-5數(shù)顯巖石點(diǎn)荷載試驗(yàn)儀概述
點(diǎn)荷載試驗(yàn)是將巖石試件置于兩個(gè)球形園錐狀壓板之間，對(duì)試件施加集中荷載，直至破壞，然后根據(jù)破壞荷載求得巖石的點(diǎn)荷載強(qiáng)度。點(diǎn)荷載強(qiáng)度，可作為巖石強(qiáng)度分類及巖體風(fēng)化分類的指標(biāo)，也可用于評(píng)價(jià)巖石強(qiáng)度的各向異性程度，預(yù)估與之相關(guān)的其它強(qiáng)度如單軸抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度等指標(biāo)。
點(diǎn)荷載強(qiáng)度試驗(yàn)適用于各類規(guī)則或不規(guī)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(yàn)分別測(cè)定巖石在天然狀態(tài)下的點(diǎn)荷載強(qiáng)度。
二、STDZ-5數(shù)顯巖石點(diǎn)荷載試驗(yàn)儀主要參數(shù)
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、圓錐球端球面曲率：r=5mm
5、圓錐頂角：60℃
6、圓錐材料：優(yōu)質(zhì)鋼，堅(jiān)硬
7、電源：220V±10%，50Hz
8、內(nèi)置鉛蓄電池：可滿足野外連續(xù)工作超過(guò)12小時(shí)
8、整機(jī)外形尺寸：260*280*750mm
9、整機(jī)質(zhì)量：45kg
三、STDZ-5數(shù)顯巖石點(diǎn)荷載試驗(yàn)試樣制備
1、試件分組
將肉眼可辨的、工程地質(zhì)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(zhì)巖），還應(yīng)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(yàn)可用巖芯樣，規(guī)則或不規(guī)則巖塊樣，對(duì)不同形狀試件的尺寸要求如下：
2.1巖蕊徑向試驗(yàn)，試樣的徑長(zhǎng)比應(yīng)大于1.0
2.2軸向試驗(yàn)，試樣的徑長(zhǎng)比應(yīng)等于或小于1.0
2.3不規(guī)則巖塊樣，其長(zhǎng)L、寬W、高h(yuǎn)應(yīng)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(yàn)儀器加載系統(tǒng)對(duì)試件尺寸的要求，另外，試件加荷點(diǎn)附近的巖面要修平整。
3、試件含水狀態(tài)可根據(jù)需要選擇天然含水狀態(tài)、烘干狀態(tài)、飽和狀態(tài)或其它含水狀態(tài)。
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(nèi)容：除巖性外，重點(diǎn)應(yīng)對(duì)其結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征（如顆粒粗細(xì)，排列及及節(jié)理、層理等發(fā)育特征）及風(fēng)化程度等進(jìn)行描述。
5、試樣尺寸粗測(cè)
四、STDZ-3數(shù)顯巖石點(diǎn)荷載試驗(yàn)步驟
1、安裝試樣
試樣安裝前，先檢查試驗(yàn)儀器的上下兩個(gè)加荷錐頭是否準(zhǔn)確對(duì)中，然后將試樣放置試驗(yàn)儀中，搖動(dòng)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(diǎn)盡量與試樣中心重合。若需要測(cè)定結(jié)構(gòu)面（層理、片理、節(jié)理等）的強(qiáng)度，則應(yīng)確保兩加點(diǎn)的連線在同一結(jié)構(gòu)中。
2、加載
試件安裝后，調(diào)整壓力表指針到零點(diǎn)，以在10～60秒鐘內(nèi)能使試件破壞（相當(dāng)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(shí)的壓力表讀數(shù)F。
3、描述試件破壞的特點(diǎn)
正常的試件破壞面應(yīng)同時(shí)通過(guò)上、下兩個(gè)加荷點(diǎn)，如果破壞面只通過(guò)一個(gè)加荷點(diǎn)，便產(chǎn)生局部破壞，則該次試驗(yàn)無(wú)效，應(yīng)舍棄，破壞面的描述還應(yīng)包括破壞面的平直或彎曲等情況。
4、破壞面尺寸測(cè)量
試件破壞后，須對(duì)破壞面的尺寸進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量的尺寸包括上、下兩加荷點(diǎn)間的距離D和垂直于加荷點(diǎn)連線的平均寬度Wf，測(cè)量誤差不超過(guò)±0.2mm。
5、重復(fù)試驗(yàn)
重復(fù)上述1-4對(duì)其余試樣進(jìn)行試驗(yàn)。
五、STDZ-3巖石點(diǎn)荷載試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理
1、按下式計(jì)算試樣破壞荷載： P=CF
式中：P——試件破壞時(shí)總荷載N；
C——儀器標(biāo)定系數(shù)（為千斤頂?shù)幕钊娣e，mm2），一般在各儀器的說(shuō)明書(shū)都有該儀器的標(biāo)定系數(shù)供參考；
F——試件破壞時(shí)的油壓表讀數(shù)（MPa）。
2、按下式計(jì)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(cè)量的兩加荷點(diǎn)之間的距離mm；
Wf ——試樣破壞面上垂直于加荷點(diǎn)連續(xù)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(jì)算巖石試件的點(diǎn)荷載強(qiáng)度：
 
式中：IS——試樣點(diǎn)荷載強(qiáng)度（MPa），其余符號(hào)同前。