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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

抗壓強度

 

1 抗壓強度 -簡介:

  

       抗壓強度(compressivestrength)代號σbc,指外力是壓力時的強度極限

抗壓強度抗壓強度

      下面就以岩石為例,詳細像大家解釋下什麼是抗壓強度
  岩石的抗壓強度是指在無側束狀態下(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,它指把岩石的加壓至破裂所需要的應力。
  欲想了解石材的特性,和在工程上是否適用時,必須先作岩石的力學強度試驗。強度試驗中最主要為抗壓強度的試驗。
  岩石的最大抗壓強度的量測,通常是在固定的實驗室中進行,並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。為測試岩石的抗壓強度,其樣品需製成立方體或圓柱體的形狀,同時其尺寸還得視岩石的不同而異。對高強度的岩石而言,立方體形狀的樣品尺寸為5㎝×5㎝×5㎝,中等強度的岩石其樣品尺寸為7㎝×7㎝×7㎝,而鬆軟的岩石其樣品尺寸為10㎝×10㎝×10㎝。對於礦物成份不均勻的岩石,其立方體形狀的樣品尺寸,應較礦物成份均勻的岩石為大。
  為了避免獲得意外的結果,應該採取同一石料的若干樣品分別在乾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據,因為即使同一種的岩石,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造等關係而定。此種具有方向的性質,以頁岩特別顯著。
  下面介紹來自中國儀器超市(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,同時已知岩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,火成岩、石英岩和特別堅硬的硅質砂岩,具有最大的抗壓強度。例如一些未風化之玄武岩,其無側束抗壓強度可達到60,000psi。影響岩石抗壓強度的因素很多,其最重要的有三種因素:組織、膠結物的性質、壓力的方向等。
  

    

2 抗壓強度 -(1)組織


  以結晶粒子大小而言,一些細粒的岩石或隱晶質的岩石,其抗壓強度往往要較粗粒為大。例如細粒的砂岩,其抗壓強度便要較粗粒為大。以火成岩和變質岩而言,當中有些晶體彼此鉤結得很牢固,其抗壓強度自然要較一些鉤結不良的為大。
  

     

3 抗壓強度 -(2)膠結物的性質


  在沉積岩方面其抗壓強度,大多決定於膠結物的性質,特別以砂岩、礫岩和角礫岩為然。例如,假如岩石中的膠結物是黏土,則砂岩的抗壓強度一定很低;假如岩石中的膠結物是石英的話,則砂岩的抗壓強度一定變成最強,這些石英所膠結的岩石又稱為硅化(Silicified)。
  

     

4 抗壓強度 -(3)壓力的方向


  岩石的抗壓強度也決定於擠壓應力作用的方向。以沉積岩而言,它們具有層面的,如果應力作用的方向和層面垂直,則岩石的抗壓強度為最大。此外,某些岩石常常具有裂縫、礦脈或片理等類的構造,如果它們的方向和破裂面(PlaneofFailure)的方向一致時,則對岩石的抗壓強度自然影響很大。
  

    

5 抗壓強度 -一些岩石的抗壓強度

  岩石種類抗壓強度(Kg∕㎝2)
  花崗岩(Granite)1,000~2,500
  正長岩(Syenite)1,000~2,000
  閃長岩(Diorite)1,500~2,800
  輝長岩(Gabbro)1,000~2,800
  輝綠岩(Diabase)2,000~3,000
  玄武岩(Basalt)4,000
  結晶質石灰岩(CrystallineLimestone)1,000~2,000
  石英砂岩(QuartzoseSandstone)2,000
  石英岩(Quartzite)3,000
  片麻岩(Gneiss)1,000~2,000

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