类岩石材料试件制备方法详解

本著作重点研究的是岩石在高地应力下的脆性破坏，对于真实岩石材料，存在不易制备试件的缺陷，因此有必要制备一种与岩石材料具有相同拉压比和摩擦角等参数的脆性类岩石材料，以便于再现其破坏过程。

相似材料一般是多种材料的混合物。混合物的成分和配比要经过大量的配比试验才能满足。经过多种试验材料的对比，最终选择将一定粒径范围内的河砂与水泥进行混合配比的砂浆材料作为类岩石材料。根据水灰比的不同，试件成型工艺主要分为两种：分层压实和浇注振实。水灰比较大时，材料流动性好，采用在振动台上振实成型；水灰比较小时，材料比较松散，不具备流动性，采用分层压实成型。后期试验证明分层压实的成型试件分层严重，最终选用水灰比较大的水泥砂浆和浇注振实的制作的工艺。图2-10为标准试件及加卸载试验试件的制作流程图。

图2-10 类岩石材料试件的制备过程(www.xing528.com)

制备多组不同配比的标准试件（ϕ50mm×100mm）并进行常规岩石力学试验，最终确定砂浆材料配比为：425#硅酸盐水泥∶砂（粒径小于5mm）∶减水剂∶水=1∶2.34∶0.01∶0.35。

所测得的该种类岩石材料的平均力学参数如下：弹性模量E=19.8MPa、泊松比γ=0.15、单轴抗压强度σ_f=34MPa、巴西圆盘劈裂法测得抗拉强度σ_t=1.62MPa，压拉比σ_f/σ_t=21，黏聚力c=0.63MPa，内摩擦角φ=42.3°。

为能更清楚地观察劈裂裂缝的形成过程，本著作试验选用较大尺寸的试件，规格为120mm×120mm×240mm。其制作工艺与标准尺寸试件一致，尽量保持试件的平整度和垂直度。