变角板剪切试验.ppt

1、,变角板法剪切试验,01 试样制备 02 主要仪器设备 03 实验步骤 04 实验数据整理 05 试验报告内容 06 试验注意事项,目录,郑重声明,由于岩石变角板剪切仪试验受诸多因素影响, 致使试验成果分散多变, 整理困难, 所 得成果受人为因素影响, 1981年领布水利水电工程岩石试验规程(试行) 时, 未列入该试验方法, 岩石抗剪断强度试验推荐采用直剪试验和三轴试验。,00 引入,变角板法是利用压力机施压垂直荷载，通过一套特制的夹具使试样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，求得岩石的内聚力和内摩擦角。,01 试

2、样制备,试样为50mm 50mm 50mm(或70mm)的立方体,误差小于0.20.3mm,试样各端面严格平行，平行角度小于0.07mm,四面凸起小于0.03mm.试件数量应根据试验方式确定,当取5个以上的剪切角度且每个角度下作1个试件的剪切试验时，所需试件最低数量为5个;当选取3个剪切角度，每个角度下作3个试件的剪切试验，取其算数平均值时，所需试件最低数量为69个以上.当采取第二种方式时，计算平均值时硬计算偏离度，若偏离度超过20%,则应增补试件数量使得偏离度 不大于20%.,02 主要仪器设备,a 制样设备:钻石机、切石机、磨石机; b 压力机 c 变角板剪切夹具一套，要求在45度70度范

3、围内有45个角度可供调整 d 卡尺:精度为0.002cm,03 试验步骤,a 试样制备 b 试样描述及尺寸测量:试件的描述应包括岩石名称、颜色、矿物成分、风化程度;试件层理裂隙及其与加载方向的关系;试件在制备过程中出现的问题;试件尺寸和加工精度;含水状态。如上描述后测量预定剪切面的边长,求出剪切面面积并做好标记。根据实验要求做好烘干或饱水处理。,c 安装试样:将变角板剪切夹具用绳子拴在压力机承压板间,应注意使夹具的中心与压力机的中心线相重合, 然后调整夹具上的夹板螺丝,使刻度达到所要求的角度,将试样安装于变角板内。 d 加载:开动压力机,同时降下压力机横梁,使剪切夹具与压力机承压板接触上，然后

4、调整压力表指针到零点，以每秒0.50.8MPa的加荷速率加荷，直至试件破坏,记录破坏荷载P。 e 破坏试样描述:升起压力机横梁,取出被剪坏的试件进行描述,内容包括破坏面的形态及破坏情况等. f 重复试验:变角板夹具的角度,一般在45度70度内选择，以5度为间隔重复上述步骤取得不同角度下的破坏荷载,04 试验数据整理,其中：为剪应力; 为正应力;P为破坏荷载;A为试样剪切面面积;为试样放置角度(变角板角度,单位为度);f为滚轴摩擦系数，f=1/nd，n为滚轴根数，d为滚轴直径(mm)。,a 作用在剪应力和正应力的计算：,b 计算C、值:,式中:C为岩石的内聚力;为岩石的内摩擦角; 为第i块式样的破坏剪应力; 为第i块式样的破坏正应力;n为试件快数。计算结果精确至小数点后一位.,c 通过绘制岩石抗剪强度曲线图求出C、: 通过改变夹具的剪切角剪切试样，对于每一个角度可以确定试样的一对剪应 力、正应力值,把这些值标在坐标图中,连接求得的各点,即可得到如图所示的岩石抗剪强度曲线(见下图):,岩石抗剪强度部分曲线图,05 实验报告内容,a 整理记录数据； b 整理试样描述记录。 （见下表）,06 试验注意事项,a 实验时夹具周围应用木板或其他板材，护住压力机立柱，以避免试样突然破坏，夹具滑出而打坏压力机。 b 在变动变