单轴抗压强度实验可以获得哪些岩石力学参数

单轴抗压强度实验可以获得哪些岩石力学参数

抗压强度（compressivestrength）代号σbc，指外力是压力时的强度极限下面就以岩石为例，详细像大家解释下什么是抗压强度岩石的抗压强度是指在无侧束状态下（Unconfined）所能承受的最大压力，通常以每平方公分多少公斤，或每平方英寸多少磅。换言之，它指把岩石的加压至破裂所需要的应力。欲想了解石材的特性，和在工程上是否适用时，必须先作岩石的力学强度试验。强度试验中最主要为抗压强度的试验。岩石的最大抗压强度的量测，通常是在固定的实验室中进行，并利用功率为十至一百吨以上的特殊水压机来把测试样本压碎。为测试岩石的抗压强度，其样品需制成立方体或圆柱体的形状，同时其尺寸还得视岩石的不同而异。对高强度的岩石而言，立方体形状的样品尺寸为5㎝×5㎝×5㎝，中等强度的岩石其样品尺寸为7㎝×7㎝×7㎝，而松软的岩石其样品尺寸为10㎝×10㎝×10㎝。对于矿物成份不均匀的岩石，其立方体形状的样品尺寸，应较矿物成份均匀的岩石为大。为了避免获得意外的结果，应该采取同一石料的若干样品分别在干燥或潮湿的状况下进行试验。不过这种测试未必能够得到正确的数据，因为即使同一种的岩石，其抗压强度也不一定完全相同，还要看压缩方向和样品的构造等关系而定。此种具有方向的性质，以页岩特别显著。下面介绍来自中国仪器超市（.cn）最简单的抗压强度试验，将样品压碎的力以P来表示。样品的剖面面积为2吋×2吋即4平方吋，同时已知岩石的抗压强度为每平方吋一万磅（10,000psi），如此对样品施以10,000×4=40,000磅压力时，样品将会被破坏。其抗压强度计算公式如下：p＝P/A式中p为抗压强度，以每平方吋多少磅（psi）、每平方公分多少公斤为单位，P为压力，以磅、公斤为单位，A为剖面面积，以平方公分、平方吋为单位。大致说来，火成岩、石英岩和特别坚硬的硅质砂岩，具有最大的抗压强度。例如一些未风化之玄武岩，其无侧束抗压强度可达到60,000psi。影响岩石抗压强度的因素很多，其最重要的有三种因素：组织、胶结物的性质、压力的方向等。（1）组织以结晶粒子大小而言，一些细粒的岩石或隐晶质的岩石，其抗压强度往往要较粗粒为大。例如细粒的砂岩，其抗压强度便要较粗粒为大。以火成岩和变质岩而言，当中有些晶体彼此钩结得很牢固，其抗压强度自然要较一些钩结不良的为大。（2）胶结物的性质在沉积岩方面其抗压强度，大多决定于胶结物的性质，特别以砂岩、砾岩和角砾岩为然。例如，假如岩石中的胶结物是黏土，则砂岩的抗压强度一定很低；假如岩石中的胶结物是石英的话，则砂岩的抗压强度一定变成最强，这些石英所胶结的岩石又称为硅化（Silicified）。（3）压力的方向岩石的抗压强度也决定于挤压应力作用的方向。以沉积岩而言，它们具有层面的，如果应力作用的方向和层面垂直，则岩石的抗压强度为最大。此外，某些岩石常常具有裂缝、矿脉或片理等类的构造，如果它们的方向和破裂面（PlaneofFailure）的方向一致时，则对岩石的抗压强度自然影响很大。

试件的含水状态不一样，一般单轴抗压强度的试件是自然含水状态，饱和抗压强度的试件是按照标准规定，使试样达到饱和含水状态下，不同性质的材料，在不同的含水状态下抗压强度是不一样的