單軸抗壓強度檢測：核心檢測項目詳解

一、試樣制備

1. • 標準試樣：圓柱體（常見尺寸：直徑50mm，高徑比2:1~2.5:1）或立方體（如100mm×100mm×100mm）。
   • 加工要求：端面平整度誤差≤0.02mm，側(cè)面垂直度偏差≤0.1°；避免可見裂紋或缺陷。
2. • 含水量控制：根據(jù)測試需求選擇自然狀態(tài)、干燥（105℃烘干）或飽和（真空抽氣后水浸48小時）試樣。
   • 方向性標注：針對各向異性材料（如層狀巖石），標明加載方向與層理的關(guān)系。

二、測試設(shè)備

1. • 量程選擇：預估破壞載荷的1.2~2倍，精度等級不低于Ⅰ級（誤差≤±1%）。
   • 加載控制：伺服液壓系統(tǒng)，速率可調(diào)（巖石：0.51.0 MPa/s；混凝土：0.30.8 MPa/s）。
2. • 變形監(jiān)測：應(yīng)變片（精度±1με）或LVDT位移傳感器，同步采集載荷-位移曲線。
   • 環(huán)境控制：恒溫恒濕箱（如混凝土測試需20±2℃、RH≥95%養(yǎng)護）。

三、檢測步驟

1. • 對中調(diào)整：使用球形座消除偏心，確保載荷沿試樣軸線傳遞。
   • 端部處理：涂潤滑劑（如聚四氟乙烯薄膜）減少端面摩擦效應(yīng)。
2. • 預加載：施加5%預估破壞載荷后歸零，消除間隙。
   • 連續(xù)加載：按標準速率加載至破壞，記錄峰值載荷及變形數(shù)據(jù)。
   • 破壞模式觀察：拍照記錄（剪切、錐形破壞或劈裂）。

四、數(shù)據(jù)處理與分析

1. • ?A：試樣初始橫截面積（圓柱體取兩端面平均值）。
   • 高徑比修正：若試樣高度超出標準范圍，需乘以校正系數(shù)（參照ISRM建議）。
2. • 有效試樣數(shù)≥5組，剔除偏差＞15%的異常值。
   • 報告內(nèi)容：均值、標準差、離散系數(shù)及破壞模式描述。

五、影響因素與質(zhì)量控制

1. • 尺寸效應(yīng)：高徑比增大，強度通常降低（如巖石高徑比從1增至2，強度下降約10%）。
   • 加載速率：速率過快可能導致強度虛高（應(yīng)變率敏感性材料）。
   • 端部約束：未潤滑端面可能使強度偏高20%~30%。
2. • 設(shè)備校準：每6個月由權(quán)威機構(gòu)檢定，日常使用前進行零點漂移檢查。
   • 環(huán)境一致性：同一批次試樣需在相同溫濕度條件下測試。
   • 操作規(guī)范：嚴格遵循ASTM D7012（巖石）、GB/T 50081（混凝土）等標準。

六、應(yīng)用與案例

• 工程應(yīng)用：隧道圍巖分級（單軸強度＞60MPa屬堅硬巖）；混凝土標號判定（C30對應(yīng)≥30MPa）。
• 典型案例：某花崗巖試樣測得單軸強度為150MPa，離散系數(shù)3%，判定為均質(zhì)高強巖體，適用于高應(yīng)力隧道支護。

七、注意事項

• 安全防護：測試區(qū)域設(shè)置防爆罩，防止碎片飛濺。
• 數(shù)據(jù)留存：保存載荷-位移曲線及破壞形態(tài)圖像，供復核分析。