Báo cáo thí nghiệm Cơ học đá và khối đá

Báo cáo thí nghiệm cơ học đá

GVHD: Phạm Thị Yến - Trần Tuấn Minh

MỤC LỤC

SV: Đinh Văn Điệp.
Lớp: XDCT Ngầm và Mỏ - K57.

1


Báo cáo thí nghiệm cơ học đá

GVHD: Phạm Thị Yến - Trần Tuấn Minh

DANH MỤC HÌNH VẼ

DANH MỤC BẢNG BIỂU

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
CƠ HỌC ĐÁ VÀ KHỐI ĐÁ
1. Các tính chất vật lý của đá.
1.1. Xác định khối lượng riêng.

Khối lượng riêng của đá là khối lượng của một đơn vị thể tích của đá ở trạng thái
hoàn toàn đặc.
1.1.1.Phương pháp bình tỷ trọng.
a) Dụng cụ thí nghiệm:

-Cân phân tích độ chính xác 0,001 g

-Bình tỷ trọng dung tích 100 ml
-Nước cất
-Tủ sấy 200℃
-Thiết bị nghiềm đá: máy nghiềm đá, cối đồng, chày.
-Cốc sứ dung tích 50 ml
-Rây 0,2mm
-Bếp cát, bình hút ẩm, phễu, ống nhỏ giọt
-Chổi lông
b)

Chuẩn bị mẫu:

SV: Đinh Văn Điệp.
Lớp: XDCT Ngầm và Mỏ - K57.

2


Báo cáo thí nghiệm cơ học đá

GVHD: Phạm Thị Yến - Trần Tuấn Minh

Lấy khoảng 100 g đá cho vào máy nghiền thành bột hoặc dùng búa đập
thành những hòn nhỏ 1-2cm rồi cho vào cối đồng giã thành bột.
Với những mẫu đá không có từ tính ta phải dùng nam châm để khử vụn các
kim loại do giã trong cối, đối với mẫu đá có từ tính ta nên dùng cối đồng để gia
công mẫu.
Bột đá đem sàng qua rây 0,2mm, những hạt trên sàng tiếp tục giã đến khi lọt hết
qua rây thì thôi.

Hình 1. 1 Giã đá và rây lấy cỡ hạt 0.2mm

Các bước tiến hành.
 Đem sấy khô bột đá đã qua rây 0,2mm ở nhiệt độ 100-105 oC. đến khối lượng
c)

không đổi, thời gian sấy từ 10-12 giờ. Bột đá sau khi đã sấy cho vào bình hút ẩm,
để nguội bằng nhiệt độ phòng.
 Lấy một lượng nhỏ bột đá ( khoảng 20g đến 40g). Đem cân khối lượng ta được g 1

(g) sau đó cho vào bình tỷ trọng.

Hình 1. 2: Lấy mẫu và đun bột đá trong bình tỷ trọng.

SV: Đinh Văn Điệp.
Lớp: XDCT Ngầm và Mỏ - K57.

3


Báo cáo thí nghiệm cơ học đá

GVHD: Phạm Thị Yến - Trần Tuấn Minh

 Đổ nước cất đến 1/2 bình, lắc đều rồi cho lên bếp cát đun sôi trong 20 phút để phần
nước chiếm chỗ hoàn toàn lỗ rỗng. Trong khi đun phải theo dõi để khi sôi nước
trong bình không bị tràn ra ngoài.
 Sau khi đã đun sôi lấy bình ra để nguội bằng nhiệt độ phòng, cho thêm nước cất
vào bình: Nếu bình tỉ trọng cổ dài thì đổ nước đến vạch khắc sẵn, nếu bình cổ ngắn
thì thì đổ nước đến ngang miệng bình để yên cho bột đá lắng xuống đóng nút mao

dẫn rồi lau khô bình rồi đem cân ta được khối lương g2 (g).
 Đổ nước và bột đá ra, rửa sạch bình tỉ trọng sau đó đổ nước cất vào điều chỉnh cho
lượng nước ở trong bình đúng vạch đối với bình tỉ trọng cổ cao và ngang miệng
với bình cổ thấp rồi đóng nút mao dẫn. Lau khô bình và đem cân ta được khối
lượng g3 (g)
Khối lượng riêng của đá được tính theo biểu thức:

d)

Kết quả thí nghiệm.

Bảng 1. 1: Kết quả thí nghiệm xác định khối lượng riêng bằn phương pháp bình tỷ trọng.

Bìn

khối lượng

khối lượng

khối lượng

h

khô g1 (g)

bình+nước+bộ

bình + nước

49.76

33.27
30.26

t đá g2 (g)
159.4
149.42
150.9

g3 (g)
127.41
127.76
131.85
Trung bình

1
2
3

Kết quả

2.80
2.87
2.70
2.79

1.1.2.Phương pháp ngâm bão hòa.

Ngoài phương pháp đun sôi người ta còn có thể dùng số liệu những mẫu cân
ở cách tính khối lượng thể tích theo phương pháp ngâm bão hòa để tính khối lượng
riêng mà vẫn cho kết quả chính xác. Phương pháp này có thể áp dụng cho các loại

SV: Đinh Văn Điệp.
Lớp: XDCT Ngầm và Mỏ - K57.

4


Báo cáo thí nghiệm cơ học đá

GVHD: Phạm Thị Yến - Trần Tuấn Minh

đá cứng, ít rỗng , không bị hòa tan khi gặp nước. khi đó khối lượng riêng của đá
được tính theo công thức :

Trong đó:
gk- khối lượng mẫu đá đã được sấy khô ở nhiệt độ 105-110oC (g).
gbh- khối lượng mẫu đá đã bão hòa trong nước (g).
gcn- khối lượng mẫu đá đã bão hòa cân trong nước (g).
Bảng 1. 2: Xác định khối lượng riêng bằng phương pháp ngâm bão hòa.

Số

Khối lượng

Khối lượng

Khối lượng

Khối

hiệ

khô gk (g)

bão hòa gbh

cân nổi gcn

lượng

(g)

(g)

riêng γ

u

(g/cm3)

mẫ
u
1
2
3
4
5

39.51
50.43

21.15
26.38
20.6

39.52
50.53
21.35
26.53
20.72
Trung bình

24.95
31.91
13.38
16.67
13.04

2.71
2.72
2.72
2.72
2.72
2.72

1.2. Xác định khối lượng thể tích tự nhiên của đá.

Khối lượng thể tích tự nhiên của đá là khối lượng của một đơn vị thể tích của đá
được xác định ở điều kiện tự nhiên.
1.1.1.Xác định khối lượng thể tích với mẫu có hình dạng xác định.

Khi đó khối lượn mẫu được cân bằng cân có độ chính xác đến 0.01, kích
thước của mẫu được đo trực tiếp bằng thước kẹp từ đó tính được thể tích mẫu.
SV: Đinh Văn Điệp.
Lớp: XDCT Ngầm và Mỏ - K57.

5


Báo cáo thí nghiệm cơ học đá

GVHD: Phạm Thị Yến - Trần Tuấn Minh

Trong đó:
G - Khối lượng mẫu đá ở trạn thái tự nhiên
V – Thể tích của mẫu đá ở trạng thái tự nhiên kể cả lỗ rỗng và khe nứt.
1.1.2.Xác định khối lượng thể tích tự nhiên băng phương pháp bọc nến.
a) Thiết bị thí nghiệm.
- Cân phân tích với độ chính xác 0,01 mg
- Tủ sấy 200oC
- Bình hút ẩm
- Cốc thủy tinh dung tích 500ml
- Nước cất
- Paraphin, nồi nấu paraphin
- Chỉ để buộc mẫu
b) Chuẩn bị mẫu và tiến hành thì nghiệm.

Dùng búa gia công mẫu đá cần xác định khối lượng thể tích thành 5 viên (có dạng
khối tròn) không có gờ sắc,kích thước khoảng 3÷5cm (khối lượng khoảng 50-70 g) dùng
chổi lông quét sạch bụi bẩn trên mẫu, ghi số hiệu mẫu và số hiệu từng viên đá bằng sơn
hoặc bút dạ khác màu

Hình 1. 3: Gia công và đánh số mẫu.

 Cân mẫu ở trạng thái tự nhiên ta được gtn.
 Sau khi đem cân tự nhiên xong ta lấy chỉ buộc vào các mẫu đã cân.

SV: Đinh Văn Điệp.
Lớp: XDCT Ngầm và Mỏ - K57.

6


Báo cáo thí nghiệm cơ học đá

GVHD: Phạm Thị Yến - Trần Tuấn Minh

 Đun nóng chảy paraphin (khoảng 57 oC) rồi nhúng nhanh mẫu vào paraphin sao

cho lớp paraphin bám toàn bộ bề mặt mẫu, chiều dày lớp paraphin không quá
1mm. Không được để cho paraphin không thâm nhập vào đá, nếu thấy có bọt khí
trong paraphin bám vào mẫu thì dùng kim nung nóng châm cho vỡ bọt khí rồi trát
kín lại, để nguội mẫu tới nhiệt độ phòng và đem cân ta có khối lượng mẫu đá bọc
paraphin gbn.
 Đem mẫu đá bọc paraphin đi cân nổi trong nước để xác định được thể tích mẫu.

Hình 1. 4: Cân mẫu tự nhiên và cân nổi.

 Chú ý: Khi cân nổi mẫu phải được ngậm hoàn toàn trong nước, không được để mẫu chạm

vào thành và đáy cốc nước.

 Đọc khối lượng hiển thị trên màn hình ( đã trừ khối lượng đòn cân) ta được khối lượng
cân nổi gcn.
Khối lượng thể tích của mẫu được xác định bằng công thức:
Trong đó:

γ
-khối lượng thể tích tự nhiên tính đến 0,01 g/cm3

SV: Đinh Văn Điệp.
Lớp: XDCT Ngầm và Mỏ - K57.

7


Báo cáo thí nghiệm cơ học đá

GVHD: Phạm Thị Yến - Trần Tuấn Minh

gtn –khối lượng mẫu đá tự nhiên (g)
gbn- khối lượng mẫu đá bọc paraphin (g)
gbn- khối lượng mẫu đá đã bọc paraphin cân trong nước (g)
0,93- khối lượng riêng của paraphin (g/cm3)
1.1.3.Xác định khối lượng thể tích tự nhiên băng phương pháp ngâm bão hòa.

Phương pháp này áp dụng cho các loại đá cứng không bị hòa tan hoặc biến đổi tính
chất khi ngâm trong nước.
a) Thiết bị thí nghiệm.

-Cân phân tích độ chính xác 0,01 g
-Tủ sấy 200℃

-Bình hút ẩm
-Cốc thủy tinh dung tích 500ml
-Nước cất
b) Chuẩn bị mẫu và tiến hành thí nghiệm.
 Dùng búa gia công 05 mẫu đá sau đó cần xác định độ ẩm tự nhiên 5 mẫu,ghi rõ số hiệu

mẫu và số hiệu từng viên đá bằng sơn hoặc bút dạ khác màu.
 Cân mẫu ở trạng thái tự nhiên (gtnvà cân mẫu khô sau khi đã sấy ở nhiệt độ 105-110℃
 Cân mẫu ở trạng thái bão hòa nước, quy trình cân như trên. Ta được g bh.

Quy trình ngâm mẫu bão hòa như sau: Đặt mẫu vào khay, cho nước vào khay đến 1/2
chiều cao mẫu thí nghiệm. Sau 2 giờ đổ ngập 3/4 chiều cao mẫu và cuối cùng cho ngập
toàn bộ mẫu. Chiều cao nước ngập không quá 2cm so với bề mặt trên của mẫu. sau 24h
lấy ra , lau khô bằng khăn hút ẩm rồi đem cân. Sau đó để mẫu vào khay ngâm như cũ
khoảng 24h sau cân lại nếu thấy khối lượng tăng không quá 0,05g thì xem như mẫu đã
bão hòa nước.sau khi cân lần lượt ta được gbh.
Khối lượng thể tích của đá ở trạng thái tự nhiên được tính như sau:

SV: Đinh Văn Điệp.
Lớp: XDCT Ngầm và Mỏ - K57.

8


Báo cáo thí nghiệm cơ học đá

GVHD: Phạm Thị Yến - Trần Tuấn Minh

1.1.4.Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm xác định khối lượng thể tích tự nhiên.
Bảng 1. 3: Kết quả thí nghiệm xác định khối lượng thể tích tự nhiên.

Số

Khối

Khối

Khối

Khối

Khối

hiệ

lượn

lượng lượng

lượn

lượng lượng thể

u

g tự

bọc

khô

g bão

cân

mẫ

nhiên

nến

gk

hòa

u

gtn

gbn

(g)

(g)

1
2
3
4

(g)
39.54
50.47
21.18
26.4

39.51
50.43
21.15
26.38

5
6
7
8
9

20.64
23.84 24.37
23.02 23.51
28.09 28.6
18.34 18.77

10

32.96 33.59
Trung bình

20.6

Khối

khối

Kiếm

lượng

tra

tích tích

riêng

kết

nổi

tự nhiên γ

γ0

quả

gbh

gcn

( g/cm3)

(g/cm3)

(g)
39.52
50.53
21.35
26.53

(g)
24.95
31.91
13.38
16.67

2.71
2.71
2.66
2.68

2.79
2.79
2.79
2.79

đúng
đúng
đúng
đúng

20.72 13.04

15.04
14.52
17.71
11.51

2.69
2.72
2.72
2.72
2.70

2.79
2.79
2.79
2.79
2.79

đúng
đúng
đúng
đúng
đúng

20.71

2.70
2.70

2.79
2.79

đúng
đúng

ghi chú

phương
pháp ngâm
bão hòa
phương
pháp bọc
nến

1.3. Xác định độ ẩm tự nhiên, độ hút nước, độ rỗng của đá.
1.3.1.Độ ẩm tự nhiên.

Độ ẩm tự nhiên là độ ẩm của đá thể hiện lượng nước chứa trong đá ở những điều
kiện nhất định. Độ ẩm W (%) được xác định bởi tỷ lệ phần trăm giữa lượng nước vật lý,
nước mao dẫn có sẵn trong mẫu đá với khối lượng mẫu đá đã được sấy khô.
c) Thiết bị thí nghiệm.

- Cân phân tích độ chính xác 0,01 mg
- Tủ sấy 2000C
- Bình hút ẩm
SV: Đinh Văn Điệp.
Lớp: XDCT Ngầm và Mỏ - K57.

9

Báo cáo thí nghiệm cơ học đá

GVHD: Phạm Thị Yến - Trần Tuấn Minh

d) Chuẩn bị mẫu và tiến hành thì nghiệm.

Dùng búa gia công 05 mẫu đá sau đó cần xác định độ ẩm tự nhiên 5 mẫu,ghi rõ số
hiệu mẫu và số hiệu từng viên đá bằng sơn hoặc bút dạ khác màu.

Hình 1. 5: Gia công và đánh số hiệu mẫu.

Dùng cân phân tích cân mẫu ở trạng thái tự nhiên, cân mẫu khô sau khi đã được
sấy ở nhiệt độ 100-105oC cho tới khi khối lượng không đổi (khối lượng không đổi là khối
lượng mẫu sấy 10-12h mang cân khi để nguội trong bình hút ẩm, sau đó lại đưa vào sấy
1h mang ra cân lại. Lặp lại như vậy 2 lần khối lượng cân không chênh lệch quá 1%. Độ
ẩm tự nhiên được tính theo tỷ lệ % theo công thức:

Trong đó:
W

- độ ẩm tự nhiên tính bằng %

gtn - khối lượng mẫu đá ở trạng thái tự nhiên (g)
gk - khối lượng mẫu đã sấy khô ở nhiệt độ 105-110oC (g)
e) Kết quả thí nghiệm.
Bảng 1. 4: Kết quả thí nghiệm xác định độ ẩm.

SV: Đinh Văn Điệp.
Lớp: XDCT Ngầm và Mỏ - K57.

10


Báo cáo thí nghiệm cơ học đá

GVHD: Phạm Thị Yến - Trần Tuấn Minh

Số hiệu mẫu

Khối lượng tự

Khối lượng

Độ ẩm W

1
2
3
4
5

nhiên gtn (g)
39.54
50.47
21.18
26.4
20.64
Trung bình

khô gk (g)

39.51
50.43
21.15
26.38
20.6

(%)
0.08
0.08
0.14
0.08
0.19
0.11

1.3.2. Xác định độ hút nước toàn phần.

Độ hút nước của đá (độ ẩm bão hòa) là khả năng hút và giữ lại một lượng nước lớn
nhất của đá ở điều kiện nhiệt độ và áp suất không khí bình thường. Độ hút nước được
biểu thị bằng tỉ lệ % giữa khối lượng nước lớn nhất được hấp thụ và khối lượng đá khô
tuyệt đối.
a) Thiết bị thí nghiệm.

- Cân phân tích độ chính xác 0,01 mg
- Tủ sấy 2000C
- Bình hút ẩm
-Chậu ngâm bão hòa.
b) Chuẩn bị mẫu và tiến hành thì nghiệm.

Mẫu đá sau khi được chuần bị đem sấy khô ở nhiệt độ 100-105oC và đem cân
Ngâm mẫu đã được sấy khô trong nước theo quy trình ngâm mẫu bão hòa sau

đóđem cân mẫu đã bão hòa trong nước. Mức độ hút nước của đá tính theo công
thức:

Trong đó :
SV: Đinh Văn Điệp.
Lớp: XDCT Ngầm và Mỏ - K57.

11


Báo cáo thí nghiệm cơ học đá

GVHD: Phạm Thị Yến - Trần Tuấn Minh

Wtp - Độ hút nước toàn phần.
gbh - khối lượng của mẫu đã ở trạng thái bão hòa nước (g).
gk - Khối lượng mẫu đá đã được sấy khô (g).
c) Kết quả thí nghiệm.
Bảng 1. 5: Kết quả thí nghiệm xác định độ hút nước.

Số hiệu mẫu

1
2
3
4
5

Khối lượng

Khối lượng

Độ hút

khô gk (g)

bão hòa gbh (g)

nước W

39.52
50.53
21.35
26.53
20.72

(%)
0.03
0.20
0.95
0.57
0.58
0.46

39.51
50.43
21.15
26.38
20.6
Trung bình

1.3.3. Xác định độ rỗng của đá.

Độ rỗng của đá được biểu thị bằng tỉ lệ % giữa thể tích của các lỗ rỗng chứa trong
đá với thể tích của đá ở trạng thái tự nhiên:

Trong đó:
n - độ rỗng của đá (%).
γ - khối lượng thể tích của đá (g/cm3).
γ0 - khối lượng riêng của đá (g/cm3).
Bảng 1. 6: Kết quả thí nghiệm xác định độ rỗng.

SV: Đinh Văn Điệp.
Lớp: XDCT Ngầm và Mỏ - K57.

12


Báo cáo thí nghiệm cơ học đá

GVHD: Phạm Thị Yến - Trần Tuấn Minh

Số

Khối lượng thể tích

khối lượng

hiệ

tự nhiên γ

riêng γ0

u

(g/cm3).

(g/cm3).

n (%)

mẫ
u
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

SV: Đinh Văn Điệp.
Lớp: XDCT Ngầm và Mỏ - K57.

2.71
2.71

2.66
2.68
2.69
2.72
2.72
2.72
2.70
2.70
Trung bình

2.79
2.79
2.79
2.79
2.79
2.79
2.79
2.79
2.79
2.79

13

2.66
2.78
4.68
3.96
3.60
2.39
2.44

2.57
3.23
3.12
3.14


Báo cáo thí nghiệm cơ học đá

GVHD: Phạm Thị Yến - Trần Tuấn Minh

2. Các tính chất cơ học của đá.
2.1. Thí nghiệm xác định độ bền nén đơn trục của đá.

Độ bền nén là khả năng chống lại tác động của lực nén mà không bị phá hủy. Độ
bền nén của đá được xác định bởi tỷ số giữa tải trọng gây phá hủy mẫu (tải trọng giới
hạn) và tiết diện chịu tải vuông góc với hướng nén trong thí nghiệm nén 1 trục.
2.1.1.Thiết bị thí nghiệm.

-Máy nén.
-Thước kẹp cơ khí
-Mẫu thí nghiệm có hình trụ
2.1.2.Trình tự thí nghiệm.

 Khi xác định kích thước mẫu cần tiến hành đo 2 lần tại 2 vị trí ,theo 2 phương
vuông góc với nhau (đối với chiều cao và đường kính mẫu) rồi lấy giá trị trung
bình của chúng để tính tiết diện chịu tải.

Hình 2. 1: Mẫu nén đơn trục.

 Mẫu đặt trên bàn nén phải đồng trục (đúng tâm của bàn nén) với máy, tốc độ tăng

tải khi nén nằm trong giới hạn 0,5 -1,0 MPa/s. Sao cho thời gian từ khi tăng tải đến
khi phá hủy mẫu từ 1-3 phút.
Giới hạn bền nén trong trường hợp này được xác định theo biểu thức:

SV: Đinh Văn Điệp.
Lớp: XDCT Ngầm và Mỏ - K57.

14


Báo cáo thí nghiệm cơ học đá

GVHD: Phạm Thị Yến - Trần Tuấn Minh

Trong đó:
F: là tiết diện trung bình của mẫu (m2)
P : Tải trọng tại đó mẫu bị phá hủy (KN)

Hình 2. 2: Hình dạng mẫu đá sau khi phá hủy.

Hình 2. 3: Đường bao Mohr-Cloumb của mẫu đá.

2.1.3.Kết quả thí nghiệm.
Bảng 2. 1: Kết quả thí nghiệm nén đơn trục.

Mẫu
1

Kích thước mẫu
h (cm)

d (cm)
11,12

5,48

2.1.4.Nhận xét kết quả thí nghiệm.

SV: Đinh Văn Điệp.
Lớp: XDCT Ngầm và Mỏ - K57.

15

Tải trọng
phá hoại P
F
2
(KN)
(cm )
23,5
138,7
9

Độ bền σ
(KN/m2)
58796,10


Báo cáo thí nghiệm cơ học đá

GVHD: Phạm Thị Yến - Trần Tuấn Minh

Qua thí nghiệm nén đơn trục ta thấy đá có khả năn chịu nén rất tốt, với mẫu thí
nghiệm có tỷ lệ d/h = 1:2 thì độ bền nén của đá lên tới 58796,1 KN/m 2. Ngoài ra dựa vào
hình dạng mẫu sau phá hủy ta có thể kết luận được mẫu bị phá hủy tách
2.2. Thí nghiệm xác định cường độ kháng cắt của đá.
2.2.1.Dụng cụ thí nghiệm.

-Máy nén
-Các bộ ngàm cắt với các góc tương ứng 30°,45°,60°
-Bộ khuôn cắt để đựng mẫu
-Các tấm đệm, con lăn để phân bố tải trọng đều trên mẫu cắt.
-Số lượng mẫu cắt cho mỗi góc.
2.2.2. Trình tự thí nghiệm.

 Lắp đặt bộ ngàm cắt con lăn trên bàn nén của các máy nén.

Hình 2. 4: Lắp bộ ngàm cắt.

 Đặt các mẫu đá vào khuôn cắt: Với các đá phân lớp thường cắt theo các bề mặt
phân lớp của đá.
 Lần lượt tiến hành cắt mẫu ở các góc cắt theo tứ tự 30°,45°,60°
 Tác dụng tải trọng nén rồi tăng lên liên tục và đều đặn cho đến khi mẫu bị cắt. ghi
tải trọng phá hủy mẫu P khi ấy toàn bộ ứng suất phá vỡ sẽ bằng

SV: Đinh Văn Điệp.
Lớp: XDCT Ngầm và Mỏ - K57.

16

Báo cáo thí nghiệm cơ học đá

GVHD: Phạm Thị Yến - Trần Tuấn Minh

Trong đó :
αi - góc cắt tương ứng bằng 30°,45°,60°
F=d.h - diện tích mặt cắt (m2)
P - tải trọng phá hủy (KN)

Hình 2. 5: Hình dạng mẫu bị phá hủy sau thí nghiệm cắt.

.
Hình 2. 6: Đường bao Morh-Cloumb sau thí nghiệm cắt.

2.2.3.Kết quả thí nghiệm.
Bảng 2. 2: Kết quả thí nghiệm cắt biến góc.

Mẫ
u

Góc cắt
α (độ)

1
2
3

60
45
30

Kích thước mẫu
d (cm)
h (cm)
F (cm2)
4,35
4,3
4,3

SV: Đinh Văn Điệp.
Lớp: XDCT Ngầm và Mỏ - K57.

4,53
4,65
4,56

19,71
20,00
19,61
17

Tải trọng
phá hoại
P (KN)
22,6
19,5
20,8

Độ bền cắt (KN/m2)
σ

τ
5733,13
6894,29
9185,79

9930,07
6894,29
5303,42


Báo cáo thí nghiệm cơ học đá

GVHD: Phạm Thị Yến - Trần Tuấn Minh

Trung bình

7271,07

7375,93

2.2.4.Nhận xét kết quả thí nghiệm.

Độ bền chống cắt của đá thu được sau thí nghiệm nhỏ hơn so với độ bền nén đơn
trục. Ta thấy khi góc cắt giảm đi thì ứng suất lớn nhất vuông góc với mặt cắt σ tăng dần,
còn ứng suất theo phương mặt cắt τ giảm dần.
2.3. Thí nghiệm xác định độ bền kéo (thí nghiệm Brazil)
2.3.1.Thiết bị thí nghiệm

-Máy nén.
-Thước kẹp cơ khí.

-Mẫu thí nghiệm hình trụ.
2.3.2.Trình tự thí nghiệm.

Khi xác định kích thước mẫu cần tiến hành đo 2 lần tại 2 vị trí, theo 2 phương
vuông góc với nhau rồi lấy giá trị trung bình của cúng đê tính tiết diện chịu tải
Mẫu đem thí nghiệm được tạo dáng kiểu hình trụ theo quy chuẩn. Mẫu được đặt
nằm ngang để nén theo đường sinh.
Khi chất tải lên mẫu , tải trọng được phân bố đều lên suốt chiều dài mẫu. Như vậy thì tại
tiết diện giữa mẫu sẽ xuất hiện lực kéo phân bố ngang và đều đặn, đối xứng với nhau qua
mặt phẳng tác dụng lực (vuông góc với mặt phẳng tác dụng ngoại lực ). Độ lớn của ứng
suất đó được xác định bằng công thức:

Trong đó :
– Hệ số biến dạng ngang.
F=d.h - diện tích mặt cắt theo đường sinh (m2)
P - tải trọng phá hủy (KN)
SV: Đinh Văn Điệp.
Lớp: XDCT Ngầm và Mỏ - K57.

18


Báo cáo thí nghiệm cơ học đá

GVHD: Phạm Thị Yến - Trần Tuấn Minh

2.3.3.Kết quả thí nghiệm.
Bảng 2. 3: Kết quả thí nghiệm nén Brazil.

Mẫu

1

Kích thước mẫu
d
h
F
(cm) (cm) (cm2)
4,3 4,47 19,22

Tải trọng
phá hoại
P (KN)
28

Cường độ
chịu kéo σK
(KN/m2)
9274,38

2.3.4. Nhận xét kết quả thí nghiệm.

Cường độ chịu kéo của đá nhỏ hơn rất nhiều so với cường độ chịu nén.

SV: Đinh Văn Điệp.
Lớp: XDCT Ngầm và Mỏ - K57.

19