岩石的基本物理力学性质及试验方法9

　　岩石的抗拉强度

　　岩石的抗拉强度是指岩石试件在受到轴向拉应力后其试件发生破坏时的单位面积所能承受的拉力。

　　由于岩石是一种具有许多微裂隙的介质。在进行抗拉强度试验时，岩石试件的加工和试验环境的易变性，使得人们不得不对其试验方法进行了大量的研究，提出了多种求抗拉强度值的方法。以下就目前常用的四种方法作一介绍。

　　1 直接拉伸法

　　这是利用岩石试件与试验机夹具之间的粘结力或摩擦力，对岩石试件直接施加拉力，测试岩石抗拉强度的一种方法。通过试验可按下式求得其抗拉强度值：

　　Rt =P/A(MPa) (15-1-16b)

　　进行直接拉伸法试验的关键在于：一是岩石试件与夹具间必须有足够的粘结力或者摩擦 力;二是所施加的拉力必须与岩石试件同轴心。否则，就会出现岩石试件与夹具脱落、或者由于偏心荷载，使试件的破坏断面不垂直于岩石试件的轴心等现象，致使试验失败。

　　2 抗弯法

　　抗弯法是利用结构试验中梁的三点或四点加载的方法，使梁的下沿产生纯拉应力，使岩石试件产生断裂破坏的原理，间接地求出岩石的抗拉强度值。此时，其抗拉强度值可按下式求得：

　　公式(15-1-17)的成立是建立在以下四个基本假设基础之上：

　　①梁的截面严格保持为平面。②材料是均质的，服从虎克定律。③弯曲发生在梁的对称面内。④拉伸和压缩的应力―应变特性相同。对于岩石而言，第4个假设与岩石的特性存在着较大的差别。因此，利用抗弯法求得的抗拉强度也存在着一定的偏差。且试件的加工也远比直接拉伸法麻烦。故此方法应用要比直接拉伸法相对少些。

　　3 劈裂法(巴西法)

　　劈裂法也称作径向压裂法，因为是由南美巴西人杭德罗斯(Hondros)提出的试验方法，故被人称作为巴西法。这种试验方法是：用一个实心圆柱形试件，使它承受径向压缩线荷载直至破坏，求出岩石的抗拉强度。按我国岩石力学试验方法标准规定：试件的直径应为5cm、其厚度为直径的一倍。根据布辛奈斯克 (Bousinesq)半无限体上作用着集中力的解析解，求得试件破坏时作用在试件中心的最大拉应力为

　　根据解析解分析的结果，要求试验时所施加的线荷载必须通过试件的直径，并在破坏寸其破裂面亦通过该试件的直径。否则，试验结果将带来较大的误差。

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