岩石单轴抗压强度(Uniaxial Compressive Strength,UCS)是评估岩石力学性质的核心指标之一,广泛应用于岩土工程、采矿工程、地质勘探等领域。以下是岩石单轴抗压强度测试的详细说明:
1. 测试目的
确定岩石在无侧向约束条件下抵抗轴向压力的Zui大能力。
为工程稳定性分析、地基设计、隧道支护等提供关键力学参数。
2. 测试标准
guojibiaozhun:
ISRM建议方法(国际岩石力学学会)
ASTM D7012(美国材料与试验协会)
中国标准:
GB/T 50266-2013《工程岩体试验方法标准》
JTG E41-2005《公路工程岩石试验规程》
3. 试样制备
(1)试样要求
形状:圆柱体(推荐)或立方体。
尺寸:
直径(D)50±2mm(常用),高度(H)与直径比为2:1~2.5:1(例如 H=100−125mm)。
允许误差:两端面平行度≤0.05 mm,直径偏差≤0.3 mm。
数量:每组至少3个有效试样。
(2)制备步骤
钻取岩芯:使用金刚石钻头从原岩中钻取岩芯。
切割与打磨:确保试样两端面平整且垂直于轴线。
干燥处理:根据需求选择自然风干或烘干(如105℃烘干24小时)。
4. 测试设备
压力试验机:量程应覆盖预期强度(如100 kN~3000 kN),精度≤1%。
承压板:硬度≥HRC 55,直径大于试样直径。
位移传感器或应变片(可选):用于记录轴向应变。
5. 测试步骤
试样测量:jingque测量试样直径和高度,计算横截面积(A=πD2/4)。
对中放置:试样置于试验机承压板中心,避免偏心加载。
预加载:施加约10%预估破坏载荷以消除间隙,调整对中。
加载速率:
ISRM建议:0.5~1.0 MPa/s(如试样直径50 mm,对应加载速率约1.0~2.0 kN/s)。
GB/T 50266:建议0.5~1.0 MPa/s。
记录数据:实时记录载荷-位移曲线,直至试样破坏。
破坏形态观察:记录破坏模式(如锥形破坏、剪切破坏、劈裂等)。