|
|
发表于 2008-6-7 09:26:47
|
显示全部楼层
来自: 中国陕西西安
抗压强度(compressive strength)代号σbc,指外力是压力时的强度极限
0 h$ ^$ s( m, v4 G8 z* ^下面就以岩石为例,详细像大家解释下什么是抗压强度) s& V2 H z& a6 @( l3 s6 [, N" S4 U
岩石的抗压强度是指在无侧束状态下(Unconfined)所能承受的最大压力,通常以每平方公分多少公斤,或每平方英寸多少磅。换言之,它指把岩石的加压至破裂所需要的应力。
# o* X: |# Q% k 欲想了解石材的特性,和在工程上是否适用时,必须先作岩石的力学强度试验。强度试验中最主要为抗压强度的试验。
! L+ h8 m3 n$ g6 ]; C: g. V8 G 岩石的最大抗压强度的量测,通常是在固定的实验室中进行,并利用功率为十至一百吨以上的特殊水压机来把测试样本压碎。为测试岩石的抗压强度,其样品需制成立方体或圆柱体的形状,同时其尺寸还得视岩石的不同而异。对高强度的岩石而言,立方体形状的样品尺寸为5㎝×5㎝×5㎝,中等强度的岩石其样品尺寸为7㎝×7㎝×7㎝,而松软的岩石其样品尺寸为10㎝×10㎝×10㎝。对于矿物成份不均匀的岩石,其立方体形状的样品尺寸,应较矿物成份均匀的岩石为大。
2 E2 N% \/ T9 D4 }3 X# G) h为了避免获得意外的结果,应该采取同一石料的若干样品分别在干燥或潮湿的状况下进行试验。不过这种测试未必能够得到正确的数据,因为即使同一种的岩石,其抗压强度也不一定完全相同,还要看压缩方向和样品的构造等关系而定。此种具有方向的性质,以页岩特别显著。
" g8 r6 A& W1 l: `9 C3 S 下面介绍来自中国仪器超市(www.cimart.com.cn)最简单的抗压强度试验,将样品压碎的力以P来表示。5 X Q8 D: d$ I" a9 v
样品的剖面面积为2吋×2吋即4平方吋,同时已知岩石的抗压强度为每平方吋一万磅(10,000psi),如此对样品施以10,000×4=40,000磅压力时,样品将会被破坏。其抗压强度计算公式如下:
& E) J# P( @$ E; `1 U U p=P/A: d! M7 C) A0 ?% E
式中 p为抗压强度,以每平方吋多少磅(psi)、每平方公分多少公斤为单位,P为压力,以磅、公斤为单位,A为剖面面积,以平方公分、平方吋为单位。5 b) A/ _0 e: ]3 Y- w
大致说来,火成岩、石英岩和特别坚硬的硅质砂岩,具有最大的抗压强度。例如一些未风化之玄武岩,其无侧束抗压强度可达到60,000psi。影响岩石抗压强度的因素很多,其最重要的有三种因素:组织、胶结物的性质、压力的方向等。
5 Q- y- s- h: O2 R( `! q; R( A(1) 组织. t, z7 y0 a9 {# n0 o3 e
以结晶粒子大小而言,一些细粒的岩石或隐晶质的岩石,其抗压强度往往要较粗粒为大。例如细粒的砂岩,其抗压强度便要较粗粒为大。以火成岩和变质岩而言,当中有些晶体彼此钩结得很牢固,其抗压强度自然要较一些钩结不良的为大。
; }8 N) g7 {$ Q(2) 胶结物的性质
. I' [. K P( {! A( r4 V) u在沉积岩方面其抗压强度,大多决定于胶结物的性质,特别以砂岩、砾岩和角砾岩为然。例如,假如岩石中的胶结物是黏土,则砂岩的抗压强度一定很低;假如岩石中的胶结物是石英的话,则砂岩的抗压强度一定变成最强,这些石英所胶结的岩石又称为硅化(Silicified)。
# ^3 T, ^ i0 }" U7 M(3) 压力的方向; P# {7 A0 k/ ~; o1 C1 V$ S8 l. L
岩石的抗压强度也决定于挤压应力作用的方向。以沉积岩而言,它们具有层面的,如果应力作用的方向和层面垂直,则岩石的抗压强度为最大。此外,某些岩石常常具有裂缝、矿脉或片理等类的构造,如果它们的方向和破裂面(Plane of Failure)的方向一致时,则对岩石的抗压强度自然影响很大。3 E. L9 G- x- |& d
下面是一些岩石的抗压强度+ f* c7 I, W5 z+ t, k6 N% H
岩石种类 抗压强度(Kg∕㎝2)
2 |$ Y7 j& p9 ^) k9 u' [+ C花岗岩(Granite) 1,000 ~ 2,500
3 T' }# ?5 q. a% P正长岩(Syenite) 1,000 ~ 2,000
; M+ f4 y9 t: A' e2 h闪长岩(Diorite) 1,500 ~ 2,8005 e; M# i+ F) N d
辉长岩(Gabbro) 1,000 ~ 2,8000 o3 a# w0 M' H/ ]2 x; q( ]
辉绿岩(Diabase) 2,000 ~ 3,000! D- X2 Z% X2 ^. [
玄武岩(Basalt) 4,000
( ^& v9 X! W C3 q7 e结晶质石灰岩(Crystalline Limestone) 1,000 ~ 2,000" z# L" [4 m! e
石英砂岩(Quartzose Sandstone) 2,000+ M, B x" c1 @2 K
石英岩(Quartzite) 3,000' V, N$ _& X1 ?# V& j+ S
片麻岩(Gneiss) 1,000 ~ 2,000 |
|