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抗壓強度(compressive strength)代號σbc,指外力是壓力時的強度極限
下面就以巖石為例,詳細像大家解釋下什么是抗壓強度
巖石的抗壓強度是指在無側(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http://www.stonebuy.com/的特性,和在工程上是否適用時,必須先作巖石的力學(xué)強度試驗。強度試驗中最主要為抗壓強度的試驗。www.stonebuy.com
巖石的最大抗壓強度的量測,通常是在固定的實驗室中進行,并利用功率為十至一百噸以上的特殊水壓機來把測試樣本壓碎。為測試巖石的抗壓強度,其樣品需制成立方體或圓柱體的形狀,同時其尺寸還得視巖石的不同而異。對高強度的巖石而言,立方體形狀的樣品尺寸為5㎝×5㎝×5㎝,中等強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行試驗。不過這種測試未必能夠得到正確的數(shù)據(jù),因為即使同一種的巖石,其抗壓強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),以頁巖特別顯著。
下面介紹來自中國http://www.stonebuy.com儀器超市(www.cimart.com.cn)最簡單的抗壓強度試驗,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,同時已知巖石的抗壓強度為每平方吋一萬磅(10,000psi),如此對樣品施以10,000×4=40,000磅壓力時,樣品將會被破壞。其抗壓強度計算公式如下:
p=p/a
式中 p為抗壓強度,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、石英巖和特別堅硬的硅質(zhì)砂巖,具有最大的抗壓強度。例如一些未風(fēng)化之玄武巖,其無側(cè)束抗壓強度可達到60,000psi。影響巖石抗壓強度的因素很多,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,一些細粒的巖石或隱晶質(zhì)的巖石,其抗壓強度往往要較粗粒為大。例如細粒的砂巖,其抗壓強度便要較粗粒為大。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,則砂巖的抗壓強度一定變成最強,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,則對巖石的抗壓強度自然影響很大。
下面是一些巖石的抗壓強度
巖石種類 抗壓強度(kg∕㎝2)
花崗巖(granite) 1,000 ~ 2,500
正長巖(syenite) 1,000 ~ 2,000
閃長巖(diorite) 1,500 ~ 2,800
輝長巖(gabbro) 1,000 ~ 2,800
輝綠巖(diabase) 2,000 ~ 3,000
玄武巖(basalt) 4,000
結(jié)晶質(zhì)石灰?guī)r(crystalline limestone) 1,000 ~ 2,000
石英砂巖(quartzose sandstone) 2,000
石英巖(quartzite) 3,000
片麻巖(gneiss) 1,000 ~ 2,000
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