实验四岩石的弹性模量实验

1、实验四 岩石的弹性模量实验一、实验目的与要求岩石在载荷作用下， 会发生变形。 随着载荷的不断增加或在恒定 载荷下，随着时间的增长，岩石变形逐渐增大，最终导致岩石破坏。 岩石变形有弹性变形、塑性变形和粘性变形。岩石的弹性模量是指岩石在弹性变形阶段其应力与应变变化值 之比。通过本实验，要了解标准试件的加工机械、 加工过程及检测程序， 掌握岩石弹性模量的测试过程及数据处理、图形绘制的方法。二、实验仪器、设备及工具（一）仪器1. 电阻应变仪2. 电桥、万用表3. 数据采集仪或 xy 函数记录仪4. 压力传感器（二）设备1. 材料实验机2. 钻石机或车床、锯石机、磨石机或磨床（三） 材料1. 电阻应变片

2、，标距为3Xl6mm*20mm电阻值约为120Q2. 胶结剂、防潮剂、清洁剂（四） 检验工具游标卡尺（精度），直角尺，水平检测台，百分表架和百分表三、试件规格、加工精度、数量与岩石抗压强度相同四、实验原理电阻应变片是一种把机械位移转化为电量变化的传感器。应变片粘贴在岩石试件上。试件受压时，电阻丝跟着缩短，截面增加，电阻 值减小。试件受拉时，电阻丝跟着伸长，截面缩小，电阻值增大。应 变片电阻值R的变化量?R与试件的应变？成正比，即誉K?。电阻应变 仪为直接把电阻值的变化转为应变量的仪器。因此通过测量得到电阻应变片的应变值？也即测得试件在受压过程时的纵向应变值 ?和横向 应变值?d，进而可通过计算

3、得出岩石的弹性模量和泊松比。五、实验内容1. 了解试件的加工机具、检测机具，规程对尺寸和精度的要求及 检测方法；2. 学会材料实验机的操作方法；3. 学会岩石试件的防潮处理及电阻应变片的粘贴、接线、焊接技术；4. 学会电阻应变仪的测读方法，岩石的弹性模量的测量方法。六、实验步骤1. 测定前核对岩石名称和岩样编号，对试件颜色、颗粒、层理、 节理、裂隙、风化程度、含水状态以及加工过程中出现的问题 等进行描述，并填入记录表1内。2. 检查试件加工精度，测量试件尺寸填入记录表内。3. 选择材料实验机度盘时，一般满足下式：P o<Pmax<Po式中 Pmax预计最大破坏载荷，KNPo 材料试

4、验机度盘最大值，KN。4. 开动压力机， 使其处于可用状态。 将试件置于材料实验机承压 板中心5. 将电阻应变仪接上电源，预热 30min, 连接线路，预调平衡， 接线方式可用全桥或半桥。施加初载荷，检查仪器工作情况、 同时观察两边的应变值是否接近， 如两边应变值相差较大， 则 必须调整试件位置和球形座，使试件受力均匀。6. 以1MPa/s的速度逐级加载，按破坏载荷的十分之一间隔读一 次数，记录载荷与应变值，直至试件破坏。每个测定过程不得 少于 7 个点，同一试件的所有应变值应尽量同时测出7. 记录破坏载荷以及加压过程中出现的现象， 并对破坏后的试件 进行描述或摄影。七、 注意事项1. 记录岩

5、石试件的完整状态、颗粒大小及加工精度；2. 选择合适的电阻应变片及粘结剂，做好防潮和绝缘工作；3. 选择合适的材料试验机及合适的试验机度盘值；4. 选择合适的加载速率；5. 要在试件加上保护罩。八、 数据处理表1本实验试件规格：7cmnK7cmK7cm压应/MPa力应变仪读数体积应变 ?v ?| ?d-7537-14950-354146-64659-414171-75666-464193-85075-527219-1010体积应变按下式计算?v=?| -2 ?d式中：l ?横向应变值d?纵向应变值v?体积应变值计算结果填入表1中 绘制应力应变曲线在坐标系中绘制出各特征点 AJ，发现AE FJ近似在一条直 线上，通过线性回归，做出两直线 a, b。即为应力应变曲线中 的直线部分。a: 850x + 5897y = -5225b： 3958X- 11627y = -5342所以，直线a的斜率即为切线模量E t，也就是弹性模量Et =850 x 106/ (5897X