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巴西劈裂实验实验方案

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2020年4月19日
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巴西劈裂实验
一、实验目的
岩石抗拉强度是指岩石承拉伸条件下能够承受的最大应力值。由于巴西劈裂法实验简单，所测得的抗拉强度与直接拉伸法测得的抗拉强度很接近，故常见此法测定岩石抗拉强度。
二、实验原理
劈裂法的基本原理是基于圆盘受对径压缩的弹性理论解。试件破坏时作用在试件中心的最大拉应力为：

式中：σt—试件中心的最大拉应力，即为抗拉强度，MPa
P —试件破坏时的极限压力，N；
d、t—承压圆盘的直径和厚度，mm；

图1 劈裂试验加载和应力分布示意图
三、试样制备
1. 试样可用钻孔岩芯或岩块，在取样和试样制备过程中，不允许人为裂隙出现。
2. 试样规格：采用直径为50mm，高为25mm~50mm（高度为直径的0.5~1.0倍）的标准圆柱体。试样尺寸的允许变化范围不宜超过5%。对于非均质的粗粒结构岩石，或取样尺寸小于标准尺寸者，允许使用非标准试样，但高径比必须满足标准试样的要求。
3. 试样数量：试样个数视所要求的受力方向或含水状态而定，一般每种岩石同一状态下，试样数量不少于5块。
4. 含水状态：采用自然状态，试样制成后放在底部有水的干燥器内1~2d，以保持一定的湿度，但试样不得接触水面。
5. 试样制备精度：整个厚度上，直径最大误差不应超过0.1mm。两端不平行度不宜超过0.1mm。端面应垂直于试样轴线，最大偏差不应超过0.25度。
四、实验设备
圆柱体试样、游标卡尺、劈裂夹具、钢丝垫条（用直径为2.0mm~3.0mm钢丝）、液压材料试验机。
五、实验步骤
1. 测定前核对岩石名称和试样编号，并对试样的颜色、颗粒、层理、裂隙、风化程度、含水状态等进行描述。
2. 用游标卡尺测量试样尺寸，保留两位小数。
3. 将试样放置在劈裂夹具内，再用V型夹具及两侧夹持螺钉固定好试样。
4. 把劈裂夹具放入试验机的上、下承压板之间，使试样中心线和试验机的中心线在一条直线上。
5. 开动试验机，松开劈裂夹具两侧夹持螺钉，然后以0.3 ~0.5 MPa/s的加载速度均匀加载，直至破坏。
6. 记录破坏载荷，破坏类型描述。

注意事项：
1.试样上、下两根垫条应与试样中心面位于同一平面内，以免产生偏心载荷。
2.破坏面必须经过上、下两加荷载线，若只产生局部破坏，须重新实验。
六、数据处理
岩石抗拉强度测定结果填入下表。
表1 岩石抗拉强度测定结果
岩石名称
试样编号
试样尺寸/mm
极限压力/N
抗拉强度/MPa
单值
均值