一、实验目的

掌握岩石抗拉强度的测试方法。

二、实验仪器设备

1、设备

游标卡尺(精度0.01mm)

岩石硬度仪（精度等级0.1）

2、技术指标

1)法向最大载荷:1200KN，行程100mm

2)岩样尺寸：Ф25×25mm，50 mm×50 mm×50mm，两面平行的不规则小型岩样

3、实验原理

目前测定岩石的抗拉强度常用的方法是利用巴西劈裂法，其基本原理是在圆柱体试件的直径方向上，施加相对的线性载荷，使之沿试件直径方向破坏。通过记录岩石破坏时所加的压力可以计算岩石的抗拉强度。对圆柱形试样，抗拉强度计算公式为：

式中：—岩石试样在破坏时承受的最大载荷；

           D—圆柱形试件的直径；

           L—mdash;圆柱形试件的长度。

4、功能 

用于测定各类岩石的抗拉强度。

三、岩样加工要求

抗拉强度测试的岩样为圆柱体，Ф25×25mm。岩样加工要求圆柱体上下表面尽量平行，误差不超过0.1mm。

四、操作步骤

1.打开控制系统软件

1）双击图标，打开试验助手5.1，待初始化控制系统完成后，输入用户名“ta”和密码“ta”后，点击“确定”，如图1。

图1 试验助手登录界面

出现“试验助手5.1”的面板后，点击“文件—打开”，选择“50kn-2.TAC”，再点击“打开”按钮，如图2，出现“试验助手5.1 [50kn-2.TAC]”的控制面板，如图3。

图2 试验助手控制面板软件选择

图3 试验助手控制面板

点击“试验助手5.1 [50kn-2.TAC]”控制面板上的按钮和，分别打开“活塞控制面板”和“调整外保护”，如图4和5所示。

图4 活塞控制面板

图5 外保护界面

2）双击图标，打开试验助手4.1，再点击“文件—打开”，选择“压缩—抗张.TAC”，再点击“打开”按钮，如图6，出现“静力试验软件4.1 [C:\TESTAIDE.XP\STATIC\压缩—抗张.TAC]”的控制面板，如图7。

图6 静力学试验软件选择

图7 静力学试验软件界面

2.参数录入操作

点击图7中“静力试验软件4.1 [C:\TESTAIDE.XP\STATIC\压缩—抗张.TAC]”控制面板上的“试样参数”，出现“定义试样参数”面板，如图8。先后添加试样组名称和试样名称，选择试样类型，并输入试样尺寸参数，求解参数选择最大力（KN），完成后点“确定”进行保存。

图8 试样参数定义界面

3.传感器位移、载荷清零操作

1）依次点击图4中“活塞控制面板”上的“低压”和“高压”，将液压源打开。

2）将控制模式切换为位移“Disp1”控制，点击“调整外保护”面板上的Load1的清零按钮，将Load1清零。“用鼠标调节进度条位置来调节幅度大小，左端为幅度最小值，右端为幅度最大值。点击将轴向位移缩小，使压头接触到试样表面，但压力不能超过1KN。

3）将控制模式切换为位移“Load1”控制，点击图5中“调整外保护”面板上的Disp1的清零按钮，将Disp1清零。完成Disp1清零后，最后将控制模式切换为位移“Disp1”控制。

4.启动实验

1）切换到“静力试验软件4.1 [C:\TESTAIDE.XP\STATIC\压缩—抗张.TAC]”面板，选择先前定义的试样组名称以及试样编号，点击面板上的“启动试验“按钮。

2）选择“载荷—时间图”，观察载荷随时间变化规律，如图9。当岩石承受的载荷到达峰值后，观察岩石破坏情况，随后点击“停止试验”。

3）试验结束后，点击“活塞控制面板”上的，将压头移开试样表面，取出试样。

图9抗拉实验中岩石载荷曲线采集

5.关闭系统

1）关闭试验助手4.1；

2）依次点击“活塞控制面板”上的“低压”和“关闭”，将液压源关闭；

3）关闭试验助手5.1；

4）关闭电脑及电源。

五、注意事项

1）制样时应保证圆柱体岩样上下表面尽量平行；

2）实验过程中压头应平行于试样轴向，并添加保护壳，防止岩石破碎过程中溅起伤人；

3）实验过程中切勿将手指伸进压头和岩样之间，防止将手压伤。

六、实验结果整理

  1）根据实验数据绘制岩石载荷-时间曲线；

  2）计算岩石的抗拉强度。

七、实验报告编写

 实验结束后，认真独立撰写实验报告，实验报告应包括以下内容：

1）实验目的

2）主要实验仪器

3）实验步骤

4）原始数据及实验数据的整理、分析

5）对本实验的认识、意见和建议

八、思考题

 岩石抗拉强度实验结果的影响因素有哪些？