岩石点荷载试验仪

一、STDZ-3型岩石点荷载试验仪概述

点荷载试验是将岩石试件置于两个球形园锥状压板之间，对试件施加集中荷载，直至破坏，然后根据破坏荷载求得岩石的点荷载强度。点荷载强度，可作为岩石强度分类及岩体风化分类的指标，也可用于评价岩石强度的各向异性程度，预估与之相关的其它强度如单轴抗压强度和抗拉强度等指标。

点荷载强度试验适用于各类规则或不规则的岩石，既可以是钻孔岩心，也可以是从岩石露头、勘探坑槽、平洞、巷道中采取的岩块。本试验分别测定岩石在天然状态下的点荷载强度。

二、STDZ-3型岩石点荷载试验仪主要参数

1、千斤顶zui大工作压力：100KN；

2、力传感器zui大量程：100KN；

3、活塞直径：φ32mm；

4、活塞zui大行程：60mm；

5、加载点zui大间距：90mm；

6、允许试样zui大宽度：90mm；

7、允许试样沿加载方向的zui小长度：40mm；

8、读数方式：液晶显示，电子峰值记忆；

9、测力误差：≤1%F.S；

10、电源：9V方块电池；

11、工作温度：-20-45℃；

12、体积（长宽高）：280×250×640mm；

13、重量：29kg。

三、STDZ-3型试样制备

1、试件分组

将肉眼可辨的、工程地质特征大致相同的岩石试件分为一组，如果岩石是各向异性的（如层理、片理明显的沉积岩和变质岩），还应再分为平行和垂直层理加荷的亚组，每组试件约须15块。

2、本试验可用岩芯样，规则或不规则岩块样，对不同形状试件的尺寸要求如下：

2.1岩蕊径向试验，试样的径长比应大于1.0

2.2轴向试验，试样的径长比应等于或小于1.0

2.3不规则岩块样，其长L、宽W、高h应尽可能满足L≥W≥h，试件高度（h）一般控制在0.5~10cm间，使之能满足试验仪器加载系统对试件尺寸的要求，另外，试件加荷点附近的岩面要修平整。

3、试件含水状态可根据需要选择天然含水状态、烘干状态、饱和状态或其它含水状态。

3.1烘干试样：是在105~110度温度下烘干12h；

3.2饱水试样：是先将试样逐步浸水，按试样高的1/4、1/2、3/4、及4/4等份用6h将试样全部浸入水中（如试样高度很小，允许分1/2、1等份浸水）自由吸水48h，然后用煮沸法或真空抽气法饱和试样。

4、STDZ-3型描述试样

描述内容：除岩性外，重点应对其结构构造特征（如颗粒粗细，排列及及节理、层理等发育特征）及风化程度等进行描述。

5、试样尺寸粗测

四、STDZ-3型试验步骤

1、安装试样

试样安装前，先检查试验仪器的上下两个加荷锥头是否准确对中，然后将试样放置试验仪中，摇动手摇油泵升起下锥头，使加荷锥头与试样的zui短边方向（即h方向）紧密接触，注意让接触点尽量与试样中心重合。若需要测定结构面（层理、片理、节理等）的强度，则应确保两加点的连线在同一结构中。

2、STDZ-3型加载

试件安装后，调整压力表指针到零点，以在10～60秒钟内能使试件破坏（相当于每秒0.05-0.1MPa）的加荷速度匀速加荷，直到试件破坏，记下破坏时的压力表读数F。

3、STDZ-3型描述试件破坏的特点

正常的试件破坏面应同时通过上、下两个加荷点，如果破坏面只通过一个加荷点，便产生局部破坏，则该次试验无效，应舍弃，破坏面的描述还应包括破坏面的平直或弯曲等情况。

4、破坏面尺寸测量

试件破坏后，须对破坏面的尺寸进行测量，测量的尺寸包括上、下两加荷点间的距离D和垂直于加荷点連线的平均宽度Wf，测量误差不超过±0.2mm。

5、STDZ-3型重复试验

重复上述1-4对其余试样进行试验。

五、STDZ-3型数据整理

1、按下式计算试样破坏荷载： P=CF

式中：P——试件破坏时总荷载N；

C——仪器标定系数（为千斤顶的活塞面积，mm2），一般在各仪器的说明书都有该仪器的标定系数供参考；

F——试件破坏时的油压表读数（MPa）。

2、按下式计算试样的破坏面积和等效园直径的平方值：

式中： Af　——试样的破坏面面积（mm2）；

D ——在试样破坏面上测量的两加荷点之间的距离mm；

Wf ——试样破坏面上垂直于加荷点连续的平均宽度mm；

De ——等效园直径，为面积与破坏面面积相等的圆的直径mm。

3、按下式计算岩石试件的点荷载强度：

式中：IS——试样点荷载强度（MPa），其余符号同前。

4、求平均值

当测得的点荷载强度数据在每组15个以上时，将zui高和zui低值各删去3个，如果测得的数据较少时，则仅将zui高和zui低值删去，然后再求其算术平均值，作为该组岩石的点荷载强度。

5、计算值精确至0.01。

六、STDZ-3型注意事项

1、由于岩石点荷载强度一般都比较低，因此在试验中一定要控制好加荷速度，慢慢加压，使压力表指针缓慢而均匀地前进。

2、STDZ-3型安装试件时，上、下加荷点应注意对准试件的中心，并使其加荷面垂直于加荷点的连线。

3、在对软岩进行试验时，加荷锥头常有一定的嵌入度，因此，在测量加荷点的距离D时，应将卡尺对准试件破坏上加荷锥留下来的两个凹痕底进行量测。