广东省地质局第九地质大队 523000
摘要：点载荷试验是一种使用便携式仪器快速对岩石单轴抗压强度进行确定的试验方法，可以使用现场的不规则试件或岩芯试件进行测试。岩石点荷载试验不需要对岩样进行加工、 设备轻便，可用于室内与现场试验，特别适于破碎、 强度低及易风化岩样的现场快速强度试验。为保证试验数据的可靠性，本文对点荷载试验的试件选择、 安装与试验要点进行了总结。通过实例对点荷载强度与传统标准试样单轴抗压强度的试验结果进行对比，证明其结果的基本一致性，说明其应用于岩石强度的现场快速试验是基本准确和可行的。
关键词：荷载试验；单轴抗压强度；试验要点；强度对比
1 引 言
岩石强度是岩石最基本、 最重要的力学指标之一，也是设计地基承载力、 进行岩体分类的必要参数。准确测试岩石强度指标是试验工作者的基本职责。在日常工作中，岩体不可能都是完整、 坚硬、不风化、 不崩解的，特别是重庆地区，软岩～较软岩（如低强度砂岩、 泥岩）较普遍，钻探勘察过程中，这类岩石极易遇水崩解、 遇光风化，要保证原状样品送到实验室并经制样后满足新鲜、 不扰动是基本不可能的，部分岩体本身破碎，要取得易于加工成标准尺寸的样品极为困难。近年来旋挖成孔施工工艺，造成施工阶段不易取得用于室内单轴抗压强度试验的验槽样。上述多种原因，迫切需要解决易风化、 易崩解、 易破碎、 不规则小块样品的现场快速试验问题。因此点荷载试验及其准确性是试验、 勘测、 设计、 施工工作者比较关心的的重要问题。
2 试件的选择要点
（1）在试样采取时应避免带裂缝且具有一定代表性的岩石。试件在运输或制备时应避免扰动，以防止碰撞等行为破坏岩石原有的完整性或产生裂缝。
（2）非标准试件的选择和标准试件的制备尺寸及数量应符合规定。
（3）根据试验条件及坏境等的限制，对试件的含水状态可根据需要选择天然、 饱和或烘干状态。同一含水状态和加载方向下应划规为一组进行试验。
（4）试验时应对试件进行描述：包括每组试件采样的地点、 岩石名称、 颜色、 矿物成分及风化程度、 试件形状、 尺寸及制备方法、 层理、 裂隙及加载方向的关系以及含水状态等。
3 试件的安装与试验要点
（1）径向试验时，应将岩心试件放入点荷载仪两球端圆锥之间，使上下锥端与试件两端紧密接触。两加载点连线应通过试件中截面的中心处且试件自由端的距离应大于两加载点间距的 0．5 倍；轴向试验时应将岩心试件放置于试件圆心处并紧密接触；对方块体和不规则的岩石块体进行试验时，应选择试件最小尺寸的方向置于点荷载仪两球端圆锥之间，使其与试件紧密接触且两加载点距自由端的长度应大于两加载点间距的 0．5 倍。
（2）试验时应对试验进行稳定地施加荷载，使试件在 10～60 s 的时间内破坏，在破坏面通过两加载点贯穿整个试件时，记录破坏瞬间的破坏荷载，并准确测量出破坏时两加载点间距。
4 点荷载强度的计算
4．1 点载荷强度指数计算方法简介
4．1．1 未经修正时的点荷载强度指数
5 点荷载强度与单轴抗压强度的对比试验
5．1 主要试验设备
点荷载试验仪、 游标卡尺和万能材料试验机。在试验前对相关试验设备均进行了检定和校准。
5．2 样品分组
本对比试验，分为单轴抗压强度低于 30 MPa的较软岩组，如微风化泥岩、 微风化页岩、 中风化砂岩等。单轴抗压强度高于 30 MPa 的较硬岩组，如微风化砂岩、 微风化灰岩等。
5．3 较软岩组对比试验
试验样品均为均匀性好且完整的弱风化褐色泥岩，表 1 是其中一组岩石试验样品的饱和单轴抗压强度与其同组样品的点荷载试验强度对比试验数据。从图 1 可以看出试验样品的离散型大小，计算出相关系数。
5．4 较硬岩组对比试验
试验样品为均匀性好且完整的中风化灰色石英砂岩，表 3 是其中一组岩石试验样品的饱和单轴抗压强度与其同块样品的点荷载试验强度对比试验数据。图 2 表示该组破坏荷载 P 与等效圆直径平方 De2关系性，从图 2 可以看出试验样品的离散型大小，计算出相关系数。
5．5 对比试验结论
通过两组试验所得等效圆直径平方D2e所得点荷载试验强度指数平均值Is（50）与实测单轴抗压强度值Ｒc之间的对比可以知道两者间相关性较一致，即二种方法得出的饱和单轴抗压强度值非常接近。样品均匀性越好，结果离散性越小。同组样品，样本容量越大，D2e和Is的变异系数越小，测试结果越可靠。选取合适长宽比的不规则试样进行试验，所得出的试验结果也是具有一定代表性的，即用不规则试样进行点荷载试验是可行的。
6 结 语
大多数岩石具有各向特异性的特点，用点荷载试验测定岩石强度各向异性比其它常规实验优越。点荷载试验以其特有的优势广泛应用于不规则岩样的试验中，只要分别垂直和平行岩石的层理或各种软弱面进行试验，就可以得到岩石的最大和最小强度。在试件数量足够多的情况下试验的结果比较接近规则试样的饱和单轴抗压强度值结果，所以也可以将点荷载强度用于岩石的分类依据。点载荷试验是快速、 有效评估岩石强度的现场实验，对现场岩石编录具有重要指导作用。具有易操作、 时间短、 费用低、 可靠性较高等特点，为工程建设节约时间和成本，特别是对易扰动、 易风化、 不规则样品的现场试验有特殊的工程意义。
参考文献：
［1］工程岩体分级标准［S］.中国计划出版社，2015．
［2］铁路工程岩石试验规程［S］.中国铁道出版社，2015．
［3］水电水利工程岩石试验规程［S］．中国电力出版社，2007．
［4］工程岩体试验方法标准［S］．中国计划出版社，2013．
论文作者:马见仁
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/8/1
标签：荷载论文; 岩石论文; 抗压强度论文; 强度论文; 样品论文; 不规则论文; 试样论文; 《基层建设》2016年9期论文;