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抗壓強(qiáng)度

補(bǔ)充:0  瀏覽:12554  發(fā)布時(shí)間:2012-10-30
    抗壓強(qiáng)度(compressive strength)代號(hào)σbc,指外力是壓力時(shí)的強(qiáng)度極限。
    抗壓強(qiáng)度
    舉例
    下面就以巖石為例,詳細(xì)像大家解釋下什么是抗壓強(qiáng)度
    巖石的抗壓強(qiáng)度是指在無側(cè)束狀態(tài)下(Unconfined)所能承受的最大壓力,通常以每平方公分多少公斤,或每平方英寸多少磅。換言之,它指把巖石的加壓至破裂所需要的應(yīng)力。
    欲想了解石材的特性,和在工程上是否適用時(shí),必須先作巖石的力學(xué)強(qiáng)度試驗(yàn)。強(qiáng)度試驗(yàn)中最主要為抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)。
    巖石的最大抗壓強(qiáng)度的量測(cè),通常是在固定的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行,并利用功率為十至一百噸以上的特殊水壓機(jī)來把測(cè)試樣本壓碎。為測(cè)試巖石的抗壓強(qiáng)度,其樣品需制成立方體或圓柱體的形狀,同時(shí)其尺寸還得視巖石的不同而異。對(duì)高強(qiáng)度的巖石而言,立方體形狀的樣品尺寸為5㎝×5㎝×5㎝,中等強(qiáng)度的巖石其樣品尺寸為7㎝×7㎝×7㎝,而松軟的巖石其樣品尺寸為10㎝×10㎝×10㎝。對(duì)于礦物成份不均勻的巖石,其立方體形狀的樣品尺寸,應(yīng)較礦物成份均勻的巖石為大。
    為了避免獲得意外的結(jié)果,應(yīng)該采取同一石料的若干樣品分別在干燥或潮濕的狀況下進(jìn)行試驗(yàn)。不過這種測(cè)試未必能夠得到正確的數(shù)據(jù),因?yàn)榧词雇环N的巖石,其抗壓強(qiáng)度也不一定完全相同,還要看壓縮方向和樣品的構(gòu)造等關(guān)系而定。此種具有方向的性質(zhì),以頁(yè)巖特別顯著。
    下面介紹來自中國(guó)儀器超市最簡(jiǎn)單的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),將樣品壓碎的力以P來表示。
    樣品的剖面面積為2吋×2吋即4平方吋,同時(shí)已知巖石的抗壓強(qiáng)度為每平方吋一萬磅(10,000psi),如此對(duì)樣品施以10,000×4=40,000磅壓力時(shí),樣品將會(huì)被破壞。
    公式
    p=P/A
    式中 p為抗壓強(qiáng)度,以每平方吋多少磅(psi)、每平方公分多少公斤為單位,P為壓力,以磅、公斤為單位,A為剖面面積,以平方公分、平方吋為單位。
    大致說來,火成巖、石英巖和特別堅(jiān)硬的硅質(zhì)砂巖,具有最大的抗壓強(qiáng)度。例如一些未風(fēng)化之玄武巖,其無側(cè)束抗壓強(qiáng)度可達(dá)到60,000psi。影響巖石抗壓強(qiáng)度的因素很多,其最重要的有三種因素:組織、膠結(jié)物的性質(zhì)、壓力的方向等。
    (1) 組織
    以結(jié)晶粒子大小而言,一些細(xì)粒的巖石或隱晶質(zhì)的巖石,其抗壓強(qiáng)度往往要較粗粒為大。例如細(xì)粒的砂巖,其抗壓強(qiáng)度便要較粗粒為大。以火成巖和變質(zhì)巖而言,當(dāng)中有些晶體彼此鉤結(jié)得很牢固,其抗壓強(qiáng)度自然要較一些鉤結(jié)不良的為大。
    (2) 膠結(jié)物的性質(zhì)
    在沉積巖方面其抗壓強(qiáng)度,大多決定于膠結(jié)物的性質(zhì),特別以砂巖、礫巖和角礫巖為然。例如,假如巖石中的膠結(jié)物是黏土,則砂巖的抗壓強(qiáng)度一定很低;假如巖石中的膠結(jié)物是石英的話,則砂巖的抗壓強(qiáng)度一定變成最強(qiáng),這些石英所膠結(jié)的巖石又稱為硅化(Silicified)。
    (3) 壓力的方向
    巖石的抗壓強(qiáng)度也決定于擠壓應(yīng)力作用的方向。以沉積巖而言,它們具有層面的,如果應(yīng)力作用的方向和層面垂直,則巖石的抗壓強(qiáng)度為最大。此外,某些巖石常常具有裂縫、礦脈或片理等類的構(gòu)造,如果它們的方向和破裂面(Plane of Failure)的方向一致時(shí),則對(duì)巖石的抗壓強(qiáng)度自然影響很大。

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