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绪言
地层中钻取的岩心
标准的岩心试样
采集的岩样用标 准尺寸钻头取心
获得标准直 径岩心试件
切割两端面获得标 准长度的岩心试样
精磨试样两端面 使端面平滑规则
绪言
样品采集和岩石学审查
钻岩心 几何形状检验
端面切割 端面磨平
环境存放
样品包裹（围压实验）
实验
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岩石单轴抗压实验
➢ 实验目的 ➢ 实验原理 ➢ 实验仪器 ➢ 实验步骤 ➢ 结果处理 ➢ 报告编写
①在试样整个高度上，直径误差不得超过0.3mm； ②端面的不平行度，最大不超过0.3mm； ③试样的两端面应垂直于试样轴线。
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四、实验步骤
(1) 试件端面垂直度测量
检测方法如图所示，将试样放在水平检测台上，用直角尺紧贴试样垂直边， 转动试样两者之间无明显缝隙。对于不合格试样，使用锉刀打磨，直至符合要求。
P Rc A
（1）
Rc—试样单轴抗压强度，MPa；
P—试样破坏载荷，N；
A—试样初始截面积，mm2。
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二、实验原理
岩石的弹性模量是指岩石在弹性变形阶段其应力
与应变变化值之比:
E
（2）
—轴向应力-应变曲线中直线段的轴向应
力增量，MPa；
—轴向应力-应力曲线直线段的轴向应变
增量；
O
Δσ Δε
石油工程岩石力学实验课程
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绪言
岩石力学性质主要是指岩石的变形(deformation )特征及岩石的强度(strength )。对任 何工程现象来说，只有获得岩石的力学性质，得出力学参数（如弹性模量、泊松比、内聚力、 内摩擦角等），建立岩石的本构方程(constitutive equation)和破坏准则(failure criterion )，为进一步研究分析提供一定模式与依据。
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一、实验目的
1．熟练掌握岩石单轴抗压实验试件尺寸测量方法； 2．观察岩石试件破坏过程，准确分析其破坏类型； 3．根据试件破坏单轴压应力，计算岩石的单轴抗压强度； 4．熟悉岩石应力-应变曲线各阶段的意义，计算岩石弹性 模量与割线模量。
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二、实验原理
当岩石试样在无侧限压力条件下，岩石在纵向压力作用下出现压 缩破坏时，单位面积上缩承受的载荷称为岩石的单轴抗压强度。计 算公式为：
小组编号
仪器编号
实验日期
试件 编号
1 2
平均直 径
/mm
试件尺寸
平均高 度 /mm
横截面 积 /m2
破坏最 大载荷
/kN
单轴抗压 强度/MPa
平均单轴 抗压强度
/MPa
试件描述
1
2
实验者
计算者
校核者
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五、结果处理
1.直角尺；2.试件；3.实验台
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四、实验步骤
(2) 试件平行度测量
检测方法如图所示，将百分表架与百分表固定于材料试验机平台上，放置试 样于百分表触头下方，在平台上缓慢前后、左右平移试样，观察百分表指针的摆 动幅度小于0.3mm（30格），则判定合格。对于不合格试样，使用锉刀打磨，直 至符合要求。
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二、实验原理
岩石的割线模量是指单向受力条件下岩石应力—应变曲线上相应于
50％抗压强度的点与原点连线的斜率：
E50
50 50
（3） 应力
50—单向抗压强度的50%的应力值，MPa； 50 —试件与 对应的轴向应变值。
Δσ50
O Δε50
应变
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二、实验原理
单轴压缩岩石破坏特征
岩石在单轴压缩试验条件下，其破坏类型主要分为三种：X状共扼斜 面剪切破坏、单斜面剪切破坏、拉伸破坏，其破坏形式如下：
横梁 上承压板
下承压板
计算机及控制软件
启动开关
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四、实验步骤
1. 试件端面磨平
观察岩石试件，若两端面存在明显不平整，采用锉刀垂直于试 件轴线进行往复打磨至其两端面平整。
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四、实验步骤
2. 测试件尺寸测量
试验采用圆柱体作为标准试样，直径为25mm，允许变化范围为 23~28mm，高度为50mm，允许变化范围为48~54mm。试样的尺寸要求 高径之比为2.0~2.5。试样制作精度：
破坏面
破坏面
破坏面
X状共扼斜面剪切破坏 单斜面剪切破坏
ห้องสมุดไป่ตู้
拉伸破坏
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三、实验仪器 主要实验仪器 1.游标卡尺，精度0.02mm； 2.直角尺、水平检测台、百分表及百分表架、锉刀； 3.WDW-200微机控制电子万能试验机。
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三、实验仪器 WDW-200微机控制电子万能试验机
刚性框架 电源开关
位的试件尺寸，填入试样尺寸记录表中，并分析高度误差。
相互垂直的4个方位
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四、实验步骤
3. 加载实验 (1)将试件竖直放置于材料试验机下承压板上。使用50mm/min速度调节试验
机横梁，使上承压板与压板相距约5mm，转换成5mm/min速度调节试验机横梁， 使上承压板与压板接触。
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四、实验步骤
为此，需要在实验室内严格控制某些因素的情况下进行岩石力学实验，然后将所得结果 应用到实践中去。
取样
实验
应用
确定研究 工区、钻 取具有代 表性岩心
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室内岩石力学 实验（单轴压 缩、巴西劈裂、 三轴实验等） 获得岩石力学 性质及参数
建立本构方程和破 坏准则，结合地质 环境特征（地应力、 温度、地层压力等） 进行工程实际应用 （如判定井壁破裂 坍塌条件等）
1.百分表；2.百分表架；3.试件；4.实验台
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四、实验步骤
(3) 试件直径测量
取岩石试件上中下三断面测量位置，采用游标卡尺分别测量垂直于中轴线 且互成90°方位的试件直径，填入试样尺寸记录表中，并分析直径误差。
上断面
中断面
下断面
互成90°测量
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四、实验步骤
(4) 试件长度测量 将试样断面分为相互垂直的4个方位，采用游标卡尺分别测量不同方
(2)设置试验机采集软件：设定试件尺寸、实验日期、实验人员 等数据、选择实验加载方式为位移控制式，加载速率0.3mm/min。
(3) 开始实验：启动试验机，观察软件采集的数据，同时查看试 件的破坏情况。
(4)结束实验：当试件破坏，材料试验机自动停止。选择高速档 向上调节材料试验机压板，使之与试件脱离。
(5)破坏试样描述：拍照记录实验后试件的破坏形态，并根据岩 石单轴压缩实验试件破坏特征，对破坏试件进行描述，并导出实验 数据。而后清理试样，岩屑放入试验机旁塑料桶内。
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五、结果处理
1. 岩石单轴抗压强度测定结果填入表2中，根据公式（1）计算出岩石的单 轴抗压强度。
表2 岩石单轴抗压强度实验原始记录表