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中型巖石直剪試驗(yàn)檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-29 20:26:55 更新時(shí)間：2025-07-28 20:26:55

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

中型巖石直剪試驗(yàn)檢測(cè)概述

中型巖石直剪試驗(yàn)是地質(zhì)工程中一項(xiàng)關(guān)鍵的檢測(cè)技術(shù)，主要用于評(píng)估巖石的剪切強(qiáng)度特性，為工程設(shè)計(jì)和施工提供科學(xué)依據(jù)。這類試驗(yàn)針對(duì)中等尺寸（通常直徑在50mm至100mm之間）的巖石試樣進(jìn)行，相較于小型試驗(yàn)，能更真實(shí)地模擬現(xiàn)場(chǎng)巖體的力學(xué)行為。在隧道開挖、邊坡穩(wěn)定、礦山開采等實(shí)際工程中，巖石的剪切性能直接影響到結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，因此中型直剪試驗(yàn)具有重要的實(shí)踐意義。試驗(yàn)的核心目標(biāo)是測(cè)定巖石在剪切力作用下的強(qiáng)度參數(shù)，包括內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角和位移特性，從而幫助預(yù)測(cè)巖體在荷載下的穩(wěn)定性。此外，隨著現(xiàn)代工程對(duì)精度要求的提高，中型試驗(yàn)在減少尺寸效應(yīng)誤差方面優(yōu)勢(shì)明顯，已成為巖土工程檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化流程之一。

檢測(cè)項(xiàng)目

中型巖石直剪試驗(yàn)的檢測(cè)項(xiàng)目主要包括巖石的剪切強(qiáng)度參數(shù)和相關(guān)位移指標(biāo)。具體包括：1. 峰值剪切強(qiáng)度，即在剪切過(guò)程中巖石達(dá)到的最大抗剪能力，單位為兆帕（MPa）；2. 殘余剪切強(qiáng)度，剪切后巖體剩余的強(qiáng)度值，用于評(píng)估長(zhǎng)期穩(wěn)定性；3. 內(nèi)聚力（c值），表示巖石顆粒間的粘結(jié)力；4. 內(nèi)摩擦角（φ值），反映巖石在剪切時(shí)的摩擦特性；5. 剪切位移量，記錄試樣在剪切力作用下的變形數(shù)據(jù)，單位為毫米（mm）。這些項(xiàng)目綜合反映了巖石的抗剪性能，數(shù)據(jù)需通過(guò)精密儀器采集和分析，為工程提供定量依據(jù)。檢測(cè)過(guò)程中，還需評(píng)估試樣的均勻性和完整性，確保結(jié)果可靠。

檢測(cè)儀器

中型巖石直剪試驗(yàn)依賴一系列專業(yè)儀器進(jìn)行精確操作和數(shù)據(jù)采集。主要儀器包括：1. 直剪儀，核心設(shè)備由剪切盒、加載框架和控制單元組成，剪切盒可容納中等尺寸試樣（如直徑80mm），加載框架能施加法向和剪切荷載；2. 加載系統(tǒng)，通常采用液壓或伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，提供恒定或遞增的剪切力，范圍可達(dá)0-100kN；3. 位移傳感器，用于實(shí)時(shí)測(cè)量試樣的水平和垂直位移，精度在0.01mm以內(nèi)；4. 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括應(yīng)變計(jì)、壓力傳感器和計(jì)算機(jī)軟件，用于記錄和處理荷載-位移曲線；5. 輔助設(shè)備，如試樣切割機(jī)、研磨工具和恒溫箱，確保試樣制備標(biāo)準(zhǔn)化。這些儀器需定期校準(zhǔn)，符合ISO或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，以保證檢測(cè)準(zhǔn)確性。

檢測(cè)方法

中型巖石直剪試驗(yàn)的檢測(cè)方法遵循標(biāo)準(zhǔn)化的操作步驟，確保結(jié)果的可重復(fù)性和可靠性。具體流程如下：1. 試樣制備，將巖石鉆取成圓柱形試樣（直徑約50-100mm，高度20-30mm），表面打磨光滑，確保無(wú)裂縫；2. 安裝試樣，將試樣置于直剪儀的剪切盒中，施加預(yù)定的法向應(yīng)力（例如10-50MPa），模擬現(xiàn)場(chǎng)圍壓；3. 施加剪切力，以恒定速率（通常0.5-1mm/min）增加剪切荷載，同時(shí)用位移傳感器記錄位移；4. 數(shù)據(jù)采集，持續(xù)監(jiān)測(cè)荷載和位移，繪制剪切應(yīng)力-位移曲線，直至試樣破壞；5. 結(jié)果分析，計(jì)算峰值強(qiáng)度、殘余強(qiáng)度、內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角等參數(shù)。檢測(cè)中需控制環(huán)境溫度（20±2℃）和濕度，避免外部干擾，方法強(qiáng)調(diào)多次重復(fù)試驗(yàn)以減少誤差。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

中型巖石直剪試驗(yàn)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)國(guó)內(nèi)外權(quán)威規(guī)范，確保結(jié)果的一致性和可比性。主要標(biāo)準(zhǔn)包括：1. 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50266-2013《工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，其中詳細(xì)規(guī)定了直剪試驗(yàn)的試樣尺寸、加載速率和數(shù)據(jù)處理要求；2. 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 17892-10:2018《巖土工程勘察和試驗(yàn)—直剪試驗(yàn)》，涵蓋試驗(yàn)原理、儀器校準(zhǔn)和報(bào)告格式；3. 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)如ASTM D3080（美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)），提供剪切強(qiáng)度計(jì)算的數(shù)學(xué)模型。標(biāo)準(zhǔn)要求檢測(cè)報(bào)告必須包含試樣信息、試驗(yàn)條件、原始數(shù)據(jù)和結(jié)果分析，并強(qiáng)調(diào)定期設(shè)備校驗(yàn)（如每年一次）。遵循這些標(biāo)準(zhǔn)可確保試驗(yàn)結(jié)果在工程應(yīng)用中具有法律效力和技術(shù)認(rèn)可。