[发明专利]一种圆柱体岩样变角板试验方法

说明书

技术领域

本发明所属技术领域为土木建筑工程、变角板试验技术领域，特别涉及一种圆柱体岩样变角板试验方法。

背景技术

变角板试验法是利用压力机施加垂直荷载，通过一套特制的夹具使试件沿某一剪切面产生剪切破坏，然后通过静力平衡条件解析剪切面上的法向压应力和剪应力，从而绘制法向压应力                                                与剪应力的关系曲线，求得岩石的内聚力c和内摩擦角这两个参数对研究岩体稳定和破碎都具有重要的意义。通常，该试验采用5cmx5cmx5cm或7cmx7cmx7cm的正方体试件，但实际工程中，大部分都是采用圆柱状岩心标本，直径一般为5～7cm，尺寸较小，特别是那些较软或中等硬度岩石，很难采到较大的岩样来进行变角试验。

发明内容

本发明的目的是提供一种圆柱体岩样变角板试验方法。借助一对半圆形卡环，将岩样加工成短圆柱体，将其卡在卡环内，放入变角板夹具中进行抗剪断试验。

具体步骤为：

(1)把取来的岩样，按相同方向，相同的含水状态，分别加工成圆柱体岩样试件，圆柱体岩样试件两端面的不平整度误差不超过0.05mm，端面垂直轴线，最大偏差不超过0.25°。

(2)制作一个外形为正方形，内径为一对半圆形的卡环。

(3)将步骤（1）加工好的圆柱体岩样试件在步骤（2）的卡环中卡好后再放入倾斜压模内，将它们分别放在试验机的上下承压板间，试验机施加轴向荷载，其加载速度为0.5～1.0MPa/s，由压膜向岩样试件施加沿固定剪切面的垂直力和水平力，直到岩样试件剪断，记录破坏荷载，卸荷。

(4)变换角度进行另一块实验，每组数量12～15块，每个角度2～3块岩样试件，角度变换范围在50°～70°内，分别得到圆柱体岩样试件在不同角度下的轴向破坏荷载。

与常用正方体岩样试件实验方法不同，本发明采用圆柱体岩样试件，具有以下优点：

(1)实际工程中，圆柱体岩样试件比正方形岩样试件更好采集和加工，使圆柱体岩样变角板试验应用面更广更方便。

(2)半圆形钢制卡环方便制作，使用简单，节省人力物力。

(3)圆柱体岩样试件和正方体岩样试件实验的结果比较接近，且圆柱体岩样试件试验所得的压应力与剪应力之间的相关系数大于0.96，破坏面理想，破裂体两半基本对称，故圆柱体岩样试件变角板试验结果具有一定的可靠程度。

附图说明

图1为本发明实施例试验示意图。

图2为本发明实施例试验所用钢制卡环平面示意图。

图3为正方体岩样试件试验示意图。

图中标记：1-滚轴；2-夹角板；3-岩样试件；4-承压板；5-卡环。

具体实施方式

实施例：

(1) 把从现场取来的灰岩、花岗岩及粉砂岩岩样，按相同方向，相同的含水状态，分别加工成5cm x 5cm的圆柱体岩样试件，灰岩岩样试件表面含有微裂隙，花岗岩中等风化到强风化，表面裂隙较多；圆柱体岩样试件两端面的不平整度误差不超过0.05mm，端面垂直轴线，最大偏差不超过0.25°。

(2) 制作一个外形为正方形，内径为一对半圆形的钢制卡环。

(3)将加工好的圆柱体岩样试件在卡环中卡好后再放入倾斜压模内，将它们分别放在试验机的上下承压板间，试验机施加轴向荷载，其加载速度为1.0MPa/s，由压膜向试件施加沿固定剪切面的垂直力和水平力，直到岩样试件剪断，记录破坏荷载，卸荷。

(4)变换角度进行另一块实验，每组数量12块，每个角度2块岩样试件，角度变换范围在60°内，分别得到三种岩石的圆柱体岩样试件在不同角度下的轴向破坏荷载。