一,、STDZ-3巖石點荷載試驗儀概述

點荷載試驗是將巖石試件置于兩個球形園錐狀壓板之間,，對試件施加集中荷載，直至破壞,，然后根據(jù)破壞荷載求得巖石的點荷載強度,。點荷載強度，可作為巖石強度分類及巖體風(fēng)化分類的指標(biāo),，也可用于評價巖石強度的各向異性程度,，預(yù)估與之相關(guān)的其它強度如單軸抗壓強度和抗拉強度等指標(biāo)。

點荷載強度試驗適用于各類規(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。本試驗分別測定巖石在天然狀態(tài)下的點荷載強度,。

二,、STDZ-3巖石點荷載試驗儀主要參數(shù)

1,、千斤頂zui大工作壓力：100Mpa

2、力傳感器zui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12小時

8、整機外形尺寸：260*280*750mm

9,、整機質(zhì)量：45kg

三,、STDZ-3巖石點荷載試驗儀試樣制備

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,、本試驗可用巖芯樣,，規(guī)則或不規(guī)則巖塊樣，對不同形狀試件的尺寸要求如下：

2.1巖蕊徑向試驗,，試樣的徑長比應(yīng)大于1.0

2.2軸向試驗,，試樣的徑長比應(yīng)等于或小于1.0

2.3不規(guī)則巖塊樣，其長L,、寬W,、高h應(yīng)盡可能滿足L≥W≥h，試件高度（h）一般控制在0.5~10cm間,，使之能滿足試驗儀器加載系統(tǒng)對試件尺寸的要求,，另外，試件加荷點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，重點應(yīng)對其結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征（如顆粒粗細,，排列及及節(jié)理,、層理等發(fā)育特征）及風(fēng)化程度等進行描述。

5,、試樣尺寸粗測

四,、STDZ-3巖石點荷載試驗儀試驗步驟

1,、安裝試樣

試樣安裝前,，先檢查試驗儀器的上下兩個加荷錐頭是否準(zhǔn)確對中，然后將試樣放置試驗儀中,，搖動手搖油泵升起下錐頭,，使加荷錐頭與試樣的zui短邊方向（即h方向）緊密接觸，注意讓接觸點盡量與試樣中心重合,。若需要測定結(jié)構(gòu)面（層理,、片理、節(jié)理等）的強度,，則應(yīng)確保兩加點的連線在同一結(jié)構(gòu)中,。

2、加載

試件安裝后,，調(diào)整壓力表指針到零點,，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,，記下破壞時的壓力表讀數(shù)F,。

3、描述試件破壞的特點

正常的試件破壞面應(yīng)同時通過上,、下兩個加荷點,，如果破壞面只通過一個加荷點，便產(chǎn)生局部破壞,，則該次試驗無效,，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,、破壞面尺寸測量

試件破壞后,，須對破壞面的尺寸進行測量，測量的尺寸包括上,、下兩加荷點間的距離D和垂直于加荷點連線的平均寬度Wf,，測量誤差不超過±0.2mm。

5,、重復(fù)試驗

重復(fù)上述1-4對其余試樣進行試驗,。

五、STDZ-3巖石點荷載試驗儀數(shù)據(jù)整理

1,、按下式計算試樣破壞荷載： P=CF

式中：P——試件破壞時總荷載N,；

C——儀器標(biāo)定系數(shù)（為千斤頂?shù)幕钊娣e，mm2）,，一般在各儀器的說明書都有該儀器的標(biāo)定系數(shù)供參考,；

F——試件破壞時的油壓表讀數(shù)（MPa）。

2,、按下式計算試樣的破壞面積和等效園直徑的平方值：

式中： A_f　——試樣的破壞面面積（mm2）,；

D ——在試樣破壞面上測量的兩加荷點之間的距離mm；

W_f ——試樣破壞面上垂直于加荷點連續(xù)的平均寬度mm,；

D_e ——等效園直徑,，為面積與破壞面面積相等的圓的直徑mm。

3,、按下式計算巖石試件的點荷載強度：

式中：I_S——試樣點荷載強度（MPa）,，其余符號同前。

4,、求平均值

當(dāng)測得的點荷載強度數(shù)據(jù)在每組15個以上時,，將zui高和zui低值各刪去3個，如果測得的數(shù)據(jù)較少時,，則僅將zui高和zui低值刪去,，然后再求其算術(shù)平均值，作為該組巖石的點荷載強度,。

5,、計算值精確至0.01。

STDZ-3巖石點荷載試驗儀