岩土試驗儀器

岩土試驗簡介

按照國家標準《土工試驗方法標準》（GB/T50123-1999）規定，土工試驗主要方法包括：

（1）烘乾法：測含水量

（2）環刀法、灌砂法：測密度

（3）比重瓶法：測土粒比重

（4）平衡錐式液限儀法、液塑限聯合測定儀法：測界限含水量

（5）擊實試驗：測最佳含水量

（6）滲透試驗：測滲透係數

（7）直接剪下試驗：測剪下強度

（8）三軸試驗、無側限抗壓強度試驗：測土樣力學強度

（9）固結試驗：測土體固結性能

岩石的力學性質研究主要包括兩方面，分別是岩石強度及岩石變形性質研究。

1、岩石的強度：岩石抵抗外力作用的能力，岩石破壞時能夠承受的最大應力。實驗內容包括四方面，如下：

a.單向抗壓強度

b.單向抗拉強度

c.剪下強度

d.三軸抗壓強度

具體定義為：

（1）岩石單軸抗壓強度的測定

岩石在單軸壓縮荷載作用下達到破壞前所能承受的最大壓應力稱為岩石的單軸抗壓強度(Uniaxial compressive strength)，或稱為非限制性抗壓強度(unconfined compressive strength)。計算公式σc=P/A

（2）岩石單軸抗拉強度的測定

岩石在單軸拉伸荷載作用下達到破壞時所能承受的最大拉應力稱為岩石的單軸抗拉強度(Tensile strength) 。試件在拉伸荷載作用下的破壞通常是沿其橫截面的斷裂破壞，岩石的拉伸破壞試驗分直接試驗和間接試驗兩類。

（3）岩石凝聚力及內摩擦角的測定（抗剪強度試驗）

岩石在剪下荷載作用下達到破壞前所能承受的最大剪應力稱為岩石的抗剪下強度（Shear strength）。

剪下強度試驗分為非限制性剪下強度試驗（Unconfined shear strength test）和限制性剪下強度試驗（Confined shear strength test）二類。

非限制性剪下試驗在剪下面上只有剪應力存在，沒有正應力存在；限制性剪下試驗在剪下面上除了存在剪應力外，還存在正應力。

（4）三軸抗壓強度試驗

岩石在三向壓縮荷載作用下，達到破壞時所能承受的最大壓應力稱為岩石的三軸抗壓強度(Triaxial compressive strength)。

與單軸壓縮試驗相比，試件除受軸向壓力外，還受側向壓力。側向壓力限制試件的橫向變形，因而三軸試驗是限制性抗壓強度(confined compressive strength)試驗。

2、岩石的變形：岩石在外力作用下發生形態（形狀、體積）變化。實驗內容包括四方面，如下：

a.單向壓縮變形

b.反覆載入變形

c.三軸壓縮變形

d.剪下變形

岩石在荷載作用下，首先發生的物理力學現象是變形。隨著荷載的不斷增加，或在恆定載荷作用下，隨時間的增長，岩石變形逐漸增大，最終導致岩石破壞。