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岩石力学性能试验

检测项目

单轴压缩性能:

  • 单轴抗压强度:峰值强度(UCS≥50MPa)、残余强度(参照GB/T50266)
  • 弹性模量:切线模量(Et)、割线模量(Es)
  • 泊松比:轴向应变0.3%时横向应变比(μ≤0.25)
拉伸性能:
  • 巴西劈裂强度:间接抗拉强度(BTS=2P/πDt)
  • 直接拉伸强度:轴向断裂荷载(参照ASTMD2936)
三轴压缩性能:
  • 围压强度:σ1-σ3关系曲线(围压范围0-100MPa)
  • 内摩擦角:莫尔包络线斜率(φ=30°-55°)
  • 黏聚力:莫尔包络线截距(c≥5MPa)
剪切性能:
  • 直剪试验:峰值剪应力(τp)、残余剪应力(τr)
  • 结构面抗剪:JRC粗糙度系数、JCS壁岩强度
蠕变特性:
  • 稳态蠕变速率:ε̇min(量级10⁻⁸/s)
  • 长期强度:持续荷载1000h强度衰减率(≤15%)
断裂力学参数:
  • 断裂韧度:Ⅰ型裂纹KIC(参照ISRMSM-2022)
  • 裂纹扩展速率:da/dN(ΔK=0.5-3.0MPa·m½)
动态力学性能:
  • 冲击压缩强度:SHPB测试动态强度增强系数(DIF≥1.2)
  • 动态弹性模量:超声波纵波速(Vp≥4500m/s)
渗透特性:
  • 孔隙水压力系数:B值(饱和岩样≥0.95)
  • 渗透系数:恒定水头法测定(k=10⁻⁷-10⁻¹²cm/s)
热力学参数:
  • 热膨胀系数:20-200℃线膨胀量(α≤12×10⁻⁶/℃)
  • 比热容:DSC法测定(Cp≥0.7kJ/kg·K)
声发射特性:
  • 凯塞效应点:应力记忆阈值(σk/σc≥0.65)
  • 能量累积率:破坏前累计能量(Eb≥100mV·ms)

检测范围

1.火成岩类:花岗岩、玄武岩、安山岩等,重点检测矿物成分对强度各向异性的影响

2.沉积岩类:砂岩、页岩、石灰岩,侧重胶结类型与孔隙率对渗透性的控制作用

3.变质岩类:片麻岩、大理岩、石英岩,主要分析片理构造与强度方向相关性

4.工程岩体:混凝土衬砌、喷射混凝土层,检测岩-砼界面剪切特性

5.冻结岩土:人工冻结砂土层,测定负温条件下冰胶结强度

6.裂隙岩体:含节理岩样,量化结构面粗糙度系数JRC对抗剪强度影响

7.高温损伤岩体:经历200-800℃热处理的岩样,评估热破裂阈值温度

8.化学腐蚀岩体:酸液浸泡岩样,测定矿物溶蚀导致的强度衰减率

9.非常规储层岩:页岩、致密砂岩,重点测试三轴应力下气体渗透率

10.核废料处置岩体:花岗岩、岩盐,长期监测辐射-热-力耦合蠕变行为

检测方法

国际标准:

  • ISRMSM-1979岩石材料单轴抗压强度试验
  • ASTMD7012-23岩石弹性模量及泊松比测定
  • ASTMD5607-16岩石直接拉伸试验
  • ISO23415:2023岩石三轴压缩试验规程
国家标准:
  • GB/T50266-2013工程岩体试验方法标准
  • GB/T23561.2-2009煤岩物理力学性质测定(抗拉强度)
  • GB/T35160.3-2017石材物理试验方法(压缩强度)
  • JTGE41-2005公路工程岩石试验规程
方法差异说明:ISRM建议采用直径54mm标准圆柱体,GB/T50266允许50-70mm试样;ASTMD7012规定应变速率0.5-1.0MPa/s,ISO23415要求围压加载速率≤0.05MPa/s

检测设备

1.微机控制电液伺服试验机:YAW-6000型(最大载荷6000kN,位移分辨率0.001mm)

2.高温高压三轴仪:GCTSRTX-3000型(围压200MPa,温度200℃,孔隙压50MPa)

3.岩石直剪仪:ZJ型(最大剪切力1000kN,法向位移精度±0.1%)

4.动态冲击试验系统:SHPB-100型(杆径100mm,应变率10⁰-10³s⁻¹)

5.超声波检测仪:RSM-SY7型(频率范围1kHz-5MHz,时差精度0.01μs)

6.岩石渗透仪:TKA-PP200型(渗透压30MPa,流量分辨率0.001mL/min)

7.刚性伺服试验机:MTS815.04型(轴向载荷4600kN,侧向变形测量精度±0.5μm)

8.声发射监测系统:PCI-2型(采样率40MHz,定位精度±1mm)

9.激光扫描变形仪:ARAMIS12M型(三维应变测量,精度0.005%)

10.恒温恒湿蠕变仪:RCR-200型(持续荷载2000kN,温控±0.5℃)

11.显微硬度计:HVS-1000型(载荷0.01-1kgf,压痕测量精度±0.1μm)

12.核磁共振岩心分析仪:MacroMR12-150H型(磁体强度0.3T,孔径150mm)

13.热物理参数测试系统:HFM-100型(导热系数范围0.001-5W/m·K)

14.冻土三轴仪:FDZ-200型(最低温度-30℃,冻结速率≥1℃/min)

15.岩石点荷载仪:PLD-50型(最大荷载50kN,ISRM标准锥形压头)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

岩石力学性能试验
其他检测

中析研究所可进行各种检测分析服务,包括不限于:标准试验,非标检测,分析测试,认证设计,产品验收,质量内控,矢量分析,内部控制,司法鉴定等。可出具合法合规、具有公信力的第三方检测报告。