岩石点荷载试验

利用点荷载仪给岩样施加压力至岩样破坏，求取岩石抗压强度的简易试验。该试验是将岩石试样置于点荷载仪的两个球端圆锥之间，施加垂直集中荷载直至试件破坏。根据岩石抵抗变形直至破坏的能力，估算岩石抗压强度。该项试验方法简便，有利于现场试验，成本低，可对未加工成型的岩块进行测试等优点。在中国得到广泛使用，并积累了大量测试资料。

点载荷指数（I_s）系点载荷试验岩样破坏时的载荷（P）与加荷点距离（D）的平方之比I_s=P/D²，但在应用点载荷强度求岩石抗压强度时，采用I_s（50）作为换算指标。I_s（50）为直径为50mm标准试件，求得点载荷强度指数I_s（50） 。当试件不符合I_s（50）定义所规定的标准尺寸时，则应进行尺寸效应和形状效应的修正。

中国标准GB 50218—94《工程岩体分级标准》中规定的岩石点荷载强度试验的尺寸要求及I_s（50）的修正计算公式如下：

（1）试件尺寸：

规则试件。径向加载试验用的岩芯，直径30 mm≤d≤70 mm，长度为岩芯直径的1.4倍；轴向加载试验用的岩芯，直径取30 mm≤d≤70 mm，长度为岩芯直径的0.5～1倍。

不规则试件。最短边长b＝30～80 mm，加荷点间距（D）与最短边之比，即

D/b＝0.5～1.0

（2）点荷载强度指数I_s（50）用式（1）计算：

式中，I_s（50）为直径50 mm标准试件的点荷载强度指数；I_s为非标准试件的点荷载强度指数；K_d为尺寸效应修正系数；K_Dd为形状效应修正系数。

当试件尺寸与标准试件尺寸一致时，取K_d=1，不一致情况下，K_d按式（2）计算［直径（d）的单位为cm］：

试件形状效应修正系数按式（3）计算：

在使用式（1）时，当测试采用圆柱状岩芯时，取K_Dd=1，当测试采用不规则试件时，取K_d=1

（3）对每组试件，计算点荷载强度指数的平均值。

由于加荷特点和试件受荷载时的破坏特征，点荷载试验不适用于砾岩和R_c＜5 MPa的极软岩。

除上述方法外，亦可应用布劳奇（E.Broch）和富兰克林（J.A.Franklin）所推荐的点荷载强度试验尺寸修正值曲线，将I_s换算成标准尺寸（直径50 mm）的点荷载强度指数I_s（50），见图。

布劳奇和富兰克林的尺寸修正曲线

参考中国及其他国家的相关研究，岩石点荷载强度与单轴抗压强度具有代表性的相关回归方程，见表。

岩石单轴抗压强度与点荷载强度关系表