岩石强度压力机的核心功能是对岩石试样施加压力,测定其在不同受力条件下的强度指标,为工程设计和地质研究提供数据支撑。
这是设备最主要的应用,通过模拟不同受力方式,获取岩石的关键力学参数。
单轴抗压强度试验:对岩石试样施加轴向压力,直至其破坏。该试验用于测定岩石在无侧向约束条件下抵抗压缩破坏的能力,即单轴抗压强度,是岩石最基本的强度指标之一。
间接拉伸强度试验(巴西劈裂试验):将圆盘状岩石试样放在压力机的两个加载垫之间,施加径向压力使试样沿直径方向劈裂。该试验用于间接测定岩石的抗拉强度,因为岩石直接拉伸试验难度较大。
除基础强度测试外,部分高端设备可通过配置附件,实现更复杂的力学性能测试。
抗剪强度试验:通过专用的剪切夹具,对岩石试样施加剪切力,测定其在不同法向压力下的抗剪强度和内摩擦角、黏聚力等参数,常用于分析岩石边坡稳定性和隧道围岩支护。
弹性模量与泊松比测定:在进行单轴或三轴抗压试验的同时,通过位移传感器监测试样的轴向和侧向变形。结合施加的压力数据,计算得出岩石的弹性模量(反映材料抵抗弹性变形的能力)和泊松比(反映横向变形与轴向变形的比值)。
蠕变试验:在恒定的压力或应力条件下,长时间监测岩石试样的变形随时间的变化规律。该试验用于研究岩石的蠕变特性,即岩石在长期荷载作用下的变形行为,对地下工程的长期稳定性分析至关重要。
现代岩石强度压力机均配备高精度的数据采集系统和专用软件,这是实验功能的重要组成部分。
自动数据处理:软件可自动对采集到的数据进行处理,绘制应力 - 应变曲线、破坏形态分析图等,并根据相关标准自动计算出各项强度指标,减少人为误差。