针对目前岩石点荷载试验大部分采用规则试件进行,试件加工制作及试验的过程繁琐、成本高的问题,通过自制点荷载试验仪以及RMT-150B岩石力学伺服试验机,对煤矿顶底板常见岩性进行不规则岩石试件点荷载试验和规则岩石试件单轴抗压试验。试验结果表明:不规则岩石点荷载强度基本上满足正态分布规律,同时,点荷载破坏载荷与破坏面积之间呈线性关系,不同载荷破坏面积对点荷载试验中的尺寸、形状效应基本上没有太大的影响。通过分析点荷载强度与单轴抗压强度两者间的关系,得出通过点荷载强度确定单轴抗压强度的经验公式。
岩石力学特性评估是矿业工程中的重要环节,直接影响矿井设计的安全性和经济性。传统的岩石力学测试依赖于规整试件的单轴抗压试验,这不仅需要耗费大量的时间和资源,而且在实际应用中经常遇到难以获得足够大的规整试件的问题。为了解决这些问题,《岩石点荷载强度与单轴抗压强度线性关系试验》的研究尝试了一种新的方法。
研究者们利用自制的点荷载试验仪和RMT-150B岩石力学伺服试验机,针对煤矿顶底板的常见岩性,开展了不规则岩石试件的点荷载试验和规整岩石试件的单轴抗压试验。通过这些试验,他们发现不规则岩石点荷载强度具有良好的正态分布规律,为不规则试件的力学评估提供了科学依据。此外,研究揭示了点荷载破坏载荷与破坏面积之间呈现的线性关系,指出不同载荷破坏面积对点荷载试验的影响较小,这为简化试验过程和数据处理提供了可能。
这些发现对于工程实践中的快速力学性质评估具有重要意义。特别是在那些无法进行传统大型试件测试的现场环境中,点荷载试验能够快速获取岩石强度参数,对于矿井设计、岩体稳定性分析、地质灾害风险评估等具有直接的应用价值。通过建立点荷载强度与单轴抗压强度之间的线性关系,研究人员成功推导出经验公式,用以准确估算岩石的单轴抗压强度。这项成果在工程实践中的应用将极大地节省成本,提高效率。
值得注意的是,文章还提到了“置信区间”的概念,它在统计分析中用于衡量结果的可靠性。在岩石力学试验中,置信区间帮助我们了解点荷载强度和单轴抗压强度之间关系的不确定性,进而为工程决策提供参考。这在实际应用中极为关键,因为它关系到工程师对于试验结果的信赖程度,以及由此做出的工程设计和安全评估的准确性。
这项研究为岩石力学测试提供了一种更为有效和成本低廉的替代方法。它通过点荷载试验,不仅能够快速得出岩石的力学强度参数,还能够为工程实践提供重要的参考依据。此外,通过建立点荷载强度与单轴抗压强度的线性关系,研究者为快速评估岩石的单轴抗压强度提供了一种新的技术手段,极大地推动了岩石力学测试技术的发展。这项成果不仅在理论研究领域具有重要价值,而且对矿业工程的实践应用有着直接的经济和社会效益。