最新《标准规范》JTG E41-2005 公路工程岩石试验规程.pdf

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1、J TG中华人 民共和国行业标准J T G E 4 1-2 0 0 5公路工程岩石试验规程T e s t M e t h o d s o f R o c k f o r H ig h w a y E n g i n e e r i n g2 0 0 5-0 3-0 3 发布2 0 0 5-0 8-0 1实施中华人民共和国交通部发布中华人 民共和国行业标准公路工程岩石试验规程T e s t Me t h o d s o f R o c k f o r H i g h w a y E n g i n e e r i n gJ TG E4 1-2 0 0 5主编单位:中交第二公路勘察设计研究院批准部

2、门:中 华人民共和国 交通部施行日期:2 0 0 5 年0 8 月 0 1 日中华人民共和国交通部公告第 3 号关于发布 公路工程水泥及水泥混凝土试验规程 (J T G E 3 0-2 0 0 5)、(公路工程岩石试验规程 O T G E 4 1-2 0 0 5)、公路工程集料试验规程 (J T G E 4 2-2 0 0 5)的公告 现发布 公路工程水泥及水泥混凝土试验规程(J T G E 3 0-2 0 0 5),公路工程岩石试验规程(J T G E 4 1-2 0 0 5)和 公路工程集料试验规程 C r M E 4 2-2 0 0 5)，自2 0 0 5 年 8 月 1日 起施行。原

3、公路工程水泥混凝土试验规程(J T J 0 5 3-9 4),公路工程石料试验规程(J T J 0 5 4-9 4)和 公路工程集料试验规程(J T J 0 5 8-2 0 0 0)同时废止。公路工程水泥及水泥混凝土试验规程 O T G E 3 0-2 0 0 5)与 公路工程集料试验规程 O T G E 4 2-2 0 0 5)由 交通部公路科学研究所主编，公路工程岩石试验规程(J T G E 4 1-2 0 0 5)由中交第二公路勘察 设计研究院主 编。规程的管理权和解释权归交通部，日 常的 具体解释和管理工作由主编单位负责。请各有关单位在实践中 注意积累 资料，总结经验，及时将发现的问题

4、和修改意见函 告规程主编单位(交通部公路科学研究所，北京市海淀区西土城路8 号，邮政编码:1 0 0 0 8 8;中 交第二 公路勘察设计研究院，武汉市汉阳区鹦鹉大道4 9 8 号，邮政编码:4 3 0 0 5 2)，以 便修订时参考。特 此公 告。中华人民 共和国交通部 -00五年三月三日前 言o il吕 公路工程石料试验规程(Y P.1 0 5 4-9 4)(以下简称原 规程)自1 9 9 4 年实施以来，在我国 公路建设中得到了 广泛的应用，并发挥了 积极的作用。近几年来，公路基础设施建设规模越来越大，公路工程遇到的地质问题越来越复杂，迫切要求我们进一步完善和发展岩土工程的测试技术。通过

5、科学地试验鉴定岩石的质量和各项技术指标，达到合理地选择与使用岩石，以及更加深人地认识岩体介质在复杂环境 中的力学特性，以保证工程的安全、经济、合理。公路工程与岩土工程关系密切，不是修建在岩土上，就是修建在岩土之中，或是以土或者岩石作为建筑材料。从这方面讲，原 规程 主 要是考虑将岩石用于 建筑材 料，而作为建筑材料的石料，它的 技术性质大都可通过 公路工程集料试验规程 获得。因此测试岩石固 有的物理、力学性质应是本 规程 的定位方向，故将原 规程 改名为 公路工程岩石试验规程，以适应公路建设发展的需要。公路工程岩石试验规程 主要有两个方面的目的，一是要为勘测设计阶段的工程地质评价和各类工程的地

6、基基础设计提供参数和资料，二是要为施工阶段的 实体工程选用符合质量要求的 石料提供依据。故本次修订将通过测试岩石的物理、力学性质来判断岩体的工程性质，待条件成熟后，增加岩体的现场测试。本次修订的主要内容有:在毛体积密度试验中，增加量积法和孔隙 率的指 标计算，删除了 原 规程 中单列的孔隙率试验这项 内容。在吸 水率试验中，将吸 水率试 验和饱和吸水率试验合在一起，强调吸水的条 件不同。在单轴抗压强度试验中增加高径比 为2 的圆柱体试件、7 0 m m x 7 0 m m x 7 0 m m立方体试件的力学性能试验以及软化系数的试验及指标计算。简化岩石“抗压静弹性模量试验”的三种方法。岩石抗剪

7、强度试验方法由变角板剪切修订为直剪法。增加岩石的膨胀性试验和耐崩解性试验。删除了与 公路工程集料试验规程 中重复的磨耗试验。删除了 公路工程石料技术标准。本规程由中 交第二公路勘察设计研究院负责解释。希望各单位在使用中 注意总结经验，在执行中有何意见和建议，请及时函告中交第二公路勘察设计研究院，地址:武汉市鹦鹉大道4 9 8 号，邮政编码:4 3 0 0 5 2，电 话、传真:(0 2 7)8 4 5 1 3 2 6 7，电子邮件:x s o n g l 1 6 3.c o m o公路工程岩石试验规程巾G E 4 1-2 0 0 5)主编单位:中 交第二公路勘察设计研究院参编单位:武汉理 工大

8、学主要起草人:谢松林陈友治汪继泉目次目次1 总则 。，一12 术语、符号.一 2 2.1 术语 .2 2.2 符号 33 物理性质试验 5 T 0 2 0 1-1 9 9 4 岩石学简易鉴定 5 T 0 2 0 2-2 0 0 5 含水率试验 。，。，。9 T 0 2 0 3-2 0 0 5 密度试验 .1 1 T 0 2 0 4-2 0 0 5 毛体积密度试验。.1 3 T 0 2 0 5-2 0 0 5 吸水性试验 “1 8 T 0 2 0 6-2 0 0 5 膨胀性试验 2 0 T 0 2 0 7-2 0 0 5 耐崩解性试验 。，。一2 44 力学性质试验 ，一 2 7 T 0 2 2

9、 1-2 0 0 5 单轴抗压强度试验 ，一 2 7 T 0 2 2 2-2 0 0 5 单轴压缩变形试验 3 0 T 0 2 2 3-1 9 9 4 劈裂强度试验 ，3 4 T 0 2 2 4-2 0 0 5 抗剪强度(直剪)试验 。3 6 T 0 2 2 5-1 9 9 4 点荷载强度试验 ，4 0 T 0 2 2 6-1 9 9 4 抗折强度试验 4 65 耐久性试验.，一 4 8 T 0 2 4 1-1 9 9 4 抗冻性试验 ，4 8 T 0 2 4 2-1 9 9 4 坚固性试验 5 0附录洁净水的密度 .5 3总 则1 总则1.0.1 为统一公路工程岩 石试验方法，制订本规程。1

10、.0.2 本标准适用于公路工程中的路基、路面、桥涵及隧道等工程的岩石试验。1.0.3 用于本规程试验的仪器应经国家有关检侧机构认定合格并符合本规程要求。1.0.4 岩石试验对象应具有地质代表性，岩石试验内容、试验方法、技术条件等应符合公路工程勘测、设计、施工的基本要求和特性。对岩体应力、变形等特性的 试验应按国家现行的有关标准的规定进行。公路工程岩石试验规程(J T G E 4 1-2 0 0 5)2 术语、符号2.1 术语 2.1.1 岩石r o c k 在各种地质作用下，按一定方式结合而成的 矿物集合体，它是构成地壳及地慢的主 要物质。2.1.2 含水率w a t e r c o n t

11、e n t 岩石试样在 1 0 5 一 1 1 0 0 C 温度下烘至恒量时所失去的水的质量与试件干质量的比值，以百分数表示。2.1.3 密度d e n s i t y在规定条件下，烘干岩石矿质单位体积(不包括开口 与闭口 孔隙体积)的 质量。2.1.4 毛体积密度g ro s s v o l u m e d e n s it y在规定条件下，烘干岩石包括孔隙 在内的单位体积固 体材料的质量。2.1.5 孔隙率p e r c e n t a g e o f p o ro s i t y岩 石孔隙体积占 岩石总体积(包括孔隙 体积在内)的 百分率。2.1.6 吸水率 w a t e r a b

12、s o r p t i o n在规定条件下，岩石试样最大的 吸水质量与烘干岩石试件质 量之比，以百分率表示。2.1.7 饱和吸水率w a t e r a b s o r p t i o n u n d e r s a t u r a t e d在强制条件下，岩石试样最大的 吸水质量与烘干岩石试件质量之比，以百分率表示。2.1.8 软化系数s o f t e n i n g c o e ff i c i e n t岩石试件在饱和状态下单轴抗压强度与其干燥状态下单轴抗压强度的比 值。2.1.9 单轴抗压强度u n i a x i a l c o m p re s s i v e s t re n

13、g th岩石试件抵抗单轴压力时保持自 身不被破坏的极限应力。2一术语、符号2.1.1 0 弹 性模量 m o d u l u s o f e l a s t i c it y岩石试件在弹性极限内 应力与应变的比 值。2.1.1 1 泊松比 p o i s s o n s r a t i o岩石试件轴向 受力时，横向应变与纵向 应变之比。2.1.1 2 劈裂强度 s p l i t t i n g s t re n g t h 岩石试件在直径方 向上对称且均 匀施 加沿纵轴向的压力时，能承受 的最大压应力。2.1.1 3 抗剪强度 s h e a r i n g s t re n g t h岩石

14、试件在剪切面上所能承受的极限剪应力。2.1.1 4 点 荷载 强 度 指 数 p o in t lo a d s tre n g th in d e x点荷载试验岩石试件压裂时所施加的荷载除以两锥头间距的平方。2.1.1 5 抗折强度 f o l d i n g s t re n g th岩石试件在荷载作用下受弯至折断所产生的极限弯曲应力。2.1.1 6 抗冻性f ro s t re s i s t a n c e岩石试样在饱和状态下，抵抗反复冻结和融化的性能。2.2 符号符号 一 符 号意义幼含 水 率几孔隙率爪试件(或试样)质量一吸水率v试件体积幼皿饱和吸水率A试 件 面 积一K w饱水系

15、数H(h)试 件 高(厚)度一V H轴向自由膨胀率P,密度(颗粒密度)V D径向自由膨胀率P O毛体积(块体)密度 V H侧向约束膨胀率 一一膨胀压力P.P a I d耐崩解指数公路工程岩石试验规程(川;E 4 1-2 0 0 5)(续)符号 一符号意义R 一甲摩擦角K p软 化 系 数l未修正的点荷载强度指数E弹 性 模 量一一修正后的点荷载强度指数尸 一!.(w)点荷载强度各向异性指数aI 一R y抗折强度r剪应力L冻融质量损失率 1一冻融系数C应变口硫酸钠浸泡质量损失率c凝 聚 力一物 理 性 质 试 验3 物理性质试验T 0 2 0 1-1 9 9 4 岩石学简易鉴定目的和适用范围 本

16、方法适用于借助常规工具和试剂做简单试验，通过肉眼观察，鉴定公路工程岩 样的岩石特征，其 目的在于确定岩石的名称或类别。2 仪器设备(1)铁锤。(2)硬度计或其它检验硬度用的工具(如手指甲、铁刀刃、钢刀刃、玻璃片等)。(3)放大镜或显微镜。3 试剂 稀盐酸:浓度 1 0%04 试样 为了获得有代表性的岩石样品，野外工作期间要选择的标本数不少于3 个。对于不规则试样，样品 规格为体积不小于l 0 0 c m 3 的近似立方体，并应除掉松动部分和表面附着物。5 试验步骤 5.1 用铁锤敲 击岩石试样，使之出现新鲜断面。5.2 通过肉眼，同时借助放大镜或显微镜仔细观察新鲜断面的岩石结构和构造，注重观察

17、其节理、裂隙、结晶程度、矿粒大小、胶结物等特征结构，并作描述。5.3 用硬度计或其它 检验硬度用的工具在新鲜断面上进行划痕试验，以确定岩石的硬度。硬度对比的 标准 从软到硬依次由 下列 1 0 种矿物组成:滑石;石膏;方解石;萤石;磷灰石;正长石;石英;黄玉;刚玉;金刚石。公路工程岩石试验规程(J T G F A1-2 0 35)5.4 在新鲜断面上滴几滴稀盐酸，观察滴酸的岩石部位表面变化，如有无泡沫产生等。5.5 分析岩石的矿物组成和结构，确定岩石名称或类别。结果整理 按下列岩 石学鉴定记录(表 T 0 2 0 1-1)所列项目 进行岩相描述，并根据岩 相特征确定岩石名称或类别。表T 0 2

18、 0 1-1 岩石学鉴定记录工 程 项 目岩石产地岩石用途试样编号岩相描述颜色构造结构结晶程度矿粒大小胶结物特征结构矿物成分重要的次要的次生的风化情况!矿物光泽矿物变化风化程度结论试验:年月日复核:年月日条文说明 岩 石学 鉴定是岩石实 验室 试验内容 之一。岩石的物理、力学性质，很大程度上决定于岩石的矿物组 成、岩石结 构和构造;而岩石的物理、力学性质又直接影响岩体的工程性质。在会路工程中，岩石通 一6一物理性质试验过岩石学 鉴定，能 获得与岩石物理力学 性质有关而用宏观鉴定又无法获得的岩石矿物组成、拉度和结构等参数，因而能较好地补充描述岩石物理与力学性质指标或参数，更加全面地判断该岩石的适

19、用性。事实上经验丰富的工程技术人员具有很好的综合、判断能力，能运用自己积累的知识、经验进行综合分析与工 程决策。正因为如此，目 前的许多 岩体工 程，即使是在做了大量的 计算 和分析之后，仍然要靠工程经验进行决策。很多工程设计是靠 这些专家经验的类比作出 的。公路工 程岩石学鉴定的主要内 容包 括:岩石的颜色、岩石学构造(矿物空间 排列及空间充填关系)、结构(矿物的结晶 程度、大小形态及相互关系)、矿物组成(主要和次要的造岩矿物)等。同时，还应描述岩石风化情况(矿物光泽、矿物变 化及风化程度)。岩石的分类正是依据上述 鉴定结果来决定的。矿物的硬度是指犷物抵抗刻划、压入或研磨能力的大小。它是矿物

20、物理性质中比较固定的性质之一，因而也是矿物的一个重要鉴定特征。在犷物的肉眼鉴定工作中，通常用刻划的方法来测定被鉴定犷物的硬度。度童时，用由下列1 0 种矿物(表T 0 2 0 1-2)的硬度构成的摩氏硬度计作为硬度等级的标准。其它矿物的 硬度 是与摩氏硬度计中的 标准矿物互相刻划，相比 较来确定的。例如，黄铁矿能轻微刻伤正长石，但不能刻伤石英，而 本身 却能 被石英所刻伤，因 此，黄铁矿的 摩氏硬度为6 一 6.5 0矿物学中 一般所列的硬度都是摩氏 硬度。在野外工作中，用摩氏硬度计中 的矿物作为比较标准有时不够方便，因此，常 借用指甲(硬度大于2),铜具(硬度3)、小刀(硬度5 一 5.5)

21、,瓷器 碎片(硬度6 一 6.5)等代替标准硬度的矿物来帮助测定被鉴定矿物的硬度。在刚矿物硬度时，必须在纯净、新鲜的单个矿物晶体(晶杜)上 进行。刻划时，用力要缓而均匀，力戒刻掘，如有打滑感，表明 被刻矿物的硬度大;若有阻涩感，表明 被刻矿物的硬度小。表T 0 2 0 1-2 靡 氏硬 度计矿 物 名 称滑石石 青方解石萤 石磷灰石正 长 石石 英黄玉刚 玉金 刚 石摩氏硬度1234567841 0 常用的岩石学 鉴定方法就 是根据岩石的外观特征，借助简单工具和试剂(如放大 镜、显微镜、硬度计、铁刀刃、钢刀刃、玻璃片、稀盐酸等)，凭肉 眼观察研究 岩石的 岩相结构与性质，从而有效地鉴定岩石的矿

22、物组成、结构和构造，进而确定9石名称或类别的一种简单鉴定方法。第一，可 根据岩石的产状，特珠的结构、构造，主要的或 特殊的物质成分来区 分岩策岩、沉积岩和变质岩三大类岩石。第二，如果确定了是岩茉岩，则可根据颜色(矿物成分)和结构、构造决定岩石名称。因为在岩装岩中，深色岩石含铁镁矿物多，多属基性或超基性岩类;如果颜色浅，则主要是硅铭矿物，一般为中性 岩类或酸性岩类。然 后，根据结构、构造，可确定其生成环境，这样就可以 把岩莱岩类岩石 区分开了。第三，Aa果确定了 是沉积岩，则先 根据胶结物的有无，把碎清岩和化学岩、生物化学岩区分开。如果是碎屑岩，则应根据碎屑的大小分出 砾宕(角 砾岩)、砂岩或私

23、土岩;而 如果 是化学岩或生 物化学岩，则可用 稀盐酸鉴别:岩石起池者为石灰岩，粉末起泡者为白云岩，起泡 后留下土状斑点者为泥灰岩。第四，如果确定是变质岩，则应根据构造进一步划分，在定向 构造岩石中，具片理状构造的为片 岩或千枚岩，具片 麻状构造的为片麻岩，而 如果是厚板状的，则为板岩。在块状构造的岩石中，滴稀盐酸起泡者为大理岩，不起泡者为石英岩。岩石通过岩石学鉴定，进行岩相描述，不 但能正确地确定岩石名称，还有助于 分析和掌握使用各项 7公路工程岩石试验规程UM F A 1-2 0 0 5 1试验数据，三大类岩石的主要区 别见表，7 2 0 1-3。表T 0 2 0 1-4 列出了 几种典型

24、岩石的鉴定描述示例，供试验人员参考。表 T 0 2 0 1 一三大类岩石的主要区别 特征岩 桨 岩1沉 积岩1变)%一犷物成分及其特 组成岩浆岩的矿物以硅酸盐矿物为主，其中最多的是长石、石英、黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等，其中顾色较浅的，称 浅色矿物，因以二氧化硅和钾、钠的铝硅酸盐类为主，又称硅铝矿物，如石英、长石等;其 中颜色较深的，称暗色矿物，因以含铁、铁 的硅酸盐类为主，又称铁镁犷物，如黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等 组成沉积岩的矿物成分约有 1 6 0余种，但比较重要的仅有2 0余种，如石英、长石、云母、粘土矿物、破酸盐矿物、卤化物及含水氧化铁、锰、铝矿物等。在一般沉积岩中矿物成分不

25、过 1 一3种，很少超过5 一6种 组成变质岩的矿物成分，按其成因可分为;新生犷物(变晶矿物):在变质作用过程中新生成的矿物。如拈土岩经过变质后生成的红柱石 原生矿物 在变质作用过程中保留下来的原岩中的稳定犷抽。如云英岩中的一部分石英就是花岗岩在云英岩化过程 中保 留下来的原生犷物。残余矿物:在变质作用过程中残留下来的原岩中的不稳定犷 物，如箱岗 岩 在云英岩化过程中残留有不穗定的长石结 构 和 构 造 具杜状、玻璃、斑状结构，气孔、杏仁、块状等构造;除喷出岩外，没有层状、片状等构造 结构复杂，因形成环境而异;具层理，在层面上有波 痕 具有片理;板状、片状、片麻状构造，结晶质结构;砾石及晶体因

26、受力可能变 形表 T 0 2 0 1-4 岩石特征描述示例宕相描述颇色浅 红 色深 灰 色冰黄色浅灰 色灰黑色构 造块 状层 状块 状气孔 状气 孔 状结构结晶程度全 晶质完 全隐 晶质矿 粒 大 小0.2-一 2.0-2.0-一 5.0-1.0-_b h(如图T 0 2 2 5-2 所示)。试样高度一般控制在2 5 m m一 1 0 0 m m，使之能满足试验仪加载 系 统 对 试 样 尺寸 的 要 求。试 样加 荷 点 附 近的 岩面 不 宜 过 于西 r,平或 倾 斜，否 则，应加以修整。(3)试样含水状态可根据需要选择天然含水状态、烘干状态、饱和状态或其它含水状态。试样烘干和饱和方法应

27、符合本规程 T 0 2 0 5-2 0 0 5 中 相关条款的规定。(4)试样数量应视试验性质、含水状态、岩石均质程度而 定:岩芯试样每组5 一 1 0 个。方块体或不规则块体试样每组 1 5 一 2 0 个。如果岩石是各向 异性的(如层理、片理明显的沉积岩和变质岩)，还应再分为平行和垂直层理加荷的两个亚组，每组试样不少于巧个。4 试验步骤 4.1 检查试验仪上、下两个加荷锥头是否准确对中，并利用框架立柱上的标尺读出两锥头间的零位移值。4.2 测量试样的 长(L)、宽(b)、高(h)尺寸。对不规则试样，应通过试样的中 点测量上述尺寸。公路工程岩石试验规程(M E A 1-2 0 0 5)L 扫

28、T一 子共。月_之 髯 沙碑 沙 U1-1 /!J D 111/6n.W 1,.bjb,=4 c br=bn+ba 如哄。章。丁七LP尸.1卜少称兄分1L Tr D 中率 o bb,./r=bac)L电 D.:.:.!(bbib+br n ab_br+62 br=bn2bf22 d)璧 翻通 过 加 荷 点 的 最 小 横 截 面匡习破 坏 面 图T 0 2 2 5-2 不同形状试样的L,b,D,b r 的确定方法及典型的破坏面 a)岩芯径向试验;b)岩芯轴向 试验;。)方块体试验;d)不规则块体试验P-施加于 试样上的荷载;试样的长度;b,一 加荷点通过试样最小横断面上端宽度;b 2-加荷点

29、通过试 样最小横断面下端宽度;b-加荷点通过试样最小横断面平均宽度;试样的高度;b。一 试样破坏面最小宽度;b。一 试样破坏面最大宽度;好试样破坏面的 近似宽度，视试样破坏面的形状而定，可分别为:b r=b。十坛，或 b r 二(6 a+b a)/2，或b r=二/4;c-试样圆 或椭圆破坏面的长轴，其与加荷轴线垂直;圆柱试样直径;D-试样破坏面上荷载之间的距离(D=h)4.34.4描述试样的结构、构造、裂隙及风化程度等特征。试样安装 (1)径向 试验:将岩芯试样放人球端圆锥之间，使上、下锥端与试样直径两端紧密接触，量测加荷点间距。接触点 距试样自由 端的最小距离应不小于加荷两点间 距的2/5

30、 0 (2)轴向试验:将岩芯试样放人球端圆锥之间，使上、下锥端位于岩芯 试样的圆心处并与试样紧密接触。量测加荷点间 距及垂直于 加荷方向的试样宽度。4 2力学性质试验 (3)方块体与不规则块体试验:选择试样最小尺寸方向 为加荷方向。将试样放人球端圆锥之间，使上、下锥端位于试样中心处并与试样紧密接触。量测加荷点间距及通过两加荷点最小截面的 宽度(或平均宽度)。接触点 距试样自由 端的 距离应不小于加荷点间距的1/2。若测定软弱面强度，则应保证加荷点的 连线在同一软弱面中，如图T 0 2 2 5-3 所示。4.5 以在l o s 一 6 0 s 内能使试 样破坏的 加荷速度匀速加荷，直至试样破坏，

31、记录破坏荷载。如果破坏面只通过一个加荷点(如图T 0 2 2 5 一所示)便产生局部破坏，则该次试验无效。错 误 的带错im的图10 2 2 5-3 对各向异性岩石施加荷载的正确方向 图1 0 2 2 5-4 不正确试验的 破坏模式a)不正确的径向试验;b)不正确的轴向试验 4.6 试验结束后，应描述试样的破坏形态(破坏面是平直的或弯曲的等)。凡破坏面贯穿整个试样并通过两加荷点的均为有效试样。5 结果整理 5.1 按式(T 0 2 2 5-1)计算破坏荷载:P=C R (T 0 2 2 5-1)式中:尸 试样破坏时的总荷载(N);C 仪器标定系数，为千斤顶的活塞面积(z);R 油压表读数(M

32、P a)o5.2 按式(T 0 2 2 5-2)计算岩石点荷载 强度指数:I=P D二T 0 2 2 5-2)式中:I s 一一未经修正的 岩石点荷载强度指数(M P a);尸 破坏荷载(N);D p 等 效岩芯直径(r n m)o5.3 按式(T 0 2 2 5-3)或(T 0 2 2 5-4)计算等效岩芯直径 D e:(1)径向试验的 D P:D 三=D 2T 0 2 2 5-3)公路工程岩石试验规程(J T G F 4 1-2 0 0 5)或D 2=D D (7 0 2 2 5-4)式中:D 加荷点间距(m m);D 上下锥端发生贯人后，试样破坏瞬间的 加荷点间距(m m)o (2)轴向

33、、方块体或不规则块体试 验的D。按式(7 0 2 2 5-5)或(7 0 2 2 5-6)计算:或D 2=4 bDnD 2=4 bD 7 0 2 2 5-5)1 0 2 2 5-6)式中:b 通过两加荷点最小截面的宽度(或平均宽度)(M M).5.4 当加荷点间 距 D不为5 0 m m时，应对计算值进行修正，以求得岩石点荷载强度指数1.(5 0),(1)当试验数据较多，且同 一组试样中D。具有多种尺寸而不等于5 0 m m时，根据试验结果，绘制 次-P的关系曲线。根据曲线可查找 次=2 5 0 0 m m 2 时对应的 P,值，按式(7 0 2 2 5-7)计算岩石点荷载强度指数:1.0 0

34、 P,一2 5 0 07 0 2 2 5-7)式中:1.(5 0)经尺寸修正 后的岩石点荷载强度指数(M P a)o (2)当试验数据较少，不适宜用上述方法修正时，按式(7 0 2 2 5-8)计算岩石点荷载强度指数:45 0)=F I s(叨2 2 5-8)_I D.1 0r 二 I-I 勺U 17 0 2 2 5-9)式中:F 尺寸修正系数;m 由同 类岩石的经验值确 定，一般 m可取0.4 5 05.5 岩石点荷载强 度各向异性指数:(1)按式(T 0 2 2 5-1 0)计算岩石点荷载强度各向异性指数:;.-La(50)a(s u)一 P r，、s(习 JT 0 2 2 5-1 0)式

35、中:I a(5 0)岩石点荷载强度各向异性指数;I l a(50)垂直 于 软 弱 面的 岩 石点 荷 载 强 度 指 数(M P a);I .(5 0)平行于软弱面的岩 石点荷载强度指数(M P a)o (2)按式(T 0 2 2 5-7),(1 0 2 2 5-8)方法 计算 的 垂直和 平行软弱 面岩石点 荷载强度 指数应 取平均值。平均 值计 算方 法是:从一组有效的 试验数据中，舍去最高 值和最 低值，再计算 其余数的 平均值;当 一组有效 数据超 过 1 0 个 时，可 舍去两个高 值和两个 低值，再计 算 其余数的平 均值。岩 一4 4力学性质试验石的 点荷载 强度指 数和点 荷

36、载强 度各向 异性指 数试验 结果分 别 精确 至O.O I M P a 和0.0 1.5.6 试验记录 点荷载试验记录 应包括岩石名称、试验编号、试件编号、试件描述、试验类型、破坏荷载、破坏特征。条文说明 1.根据国内外一些学者对在点荷载作用下弹性 球体的应力状态的数学分析、有限单元分析及材料在点荷载 作用下 破坏机制的 研究，得到基 本一致的结果是:试 样在一对点荷载 作用 下破坏，主 要是由于 加荷轴上的切向拉应力引起的，试样的破坏性质是属于拉裂。因此有可能直接用点荷载强度计算抗拉强度。通过三维光弹试验证明，不同形状的试样在点荷载的作用下，其加荷轴附近的应力状态基本相同。这就为采用不同形

37、状及不规则试样进行点荷载试验提供了依据。2.将岩石试样置于上下两个球端回台状加荷器之间，对试样施加集中荷载，直至试样破坏，通过计算求得试样的点 荷载强度，这就是点 荷载试验。无论是岩芯样(径向或轴向)、切割成的方块体样或未加切割的不规则样，均可进行点荷载试验。使用携带式点荷载仪，或实验室的试验机(配备点荷载加荷装置)都可完成这种试脸，故在现场和室内均可进行。用点荷载强 度预佑单轴杭压强度和抗拉强度，已由大量对比 试验证实 是可行的。有资料表明，通常单轴抗压强度是点荷载强度的 2 0-2 5 倍，抗拉强度是点荷载强度的 1.5 一 3 倍。这虽然只是一种近似关系，但对于规划选点及可行性研究是能满

38、足要求的。因 为大多 数岩石具有各向异性的 特点，所以 测量其强 度各向异性具有普遮意义。用点荷载试验测定岩石强度各向异性，比其它常规试验优越。只要分别对垂直和平行宕石的层理或各种软弱面进行试验，就可以 得到岩石的最大和最小强度。岩石的各向异性程度可以用各向异性指标,.(w 来表征。1.(5 0)等于最强与最弱方向的点荷载强度之比，即 a c w)=I a(s o 1 a(s o I a(w 值越大，岩石的各向异性愈明显。大量试验表明，点荷载强度指数对存在于岩石中的结构面很敏惑，主要表现为，在点荷载试验中，试件极易沿结构面 发生破坏，哪怕加载点并未与结构面接触。因 此，通过点荷载试验，可判别该

39、岩石的强度是受岩石控制，还是受结构面控制。3.像所有的岩石强度那样，岩石点荷载强 度也因试样的含水率不同而有变 化。因此，同一组试样应保持相同 的含水状态，并注明 试样的 储存情况，特别是试样存放的时间等。本试验要求岩芯试样每组5 一1 0 个;方块体或不规则体试样每组 1 5 一2 0 个，和果岩石是明显各向异性的，还应再分为平行与垂直层理加荷的两个亚组，每组试样不少于 巧个，这主要是为了保证刚试精度。4.在试验中，应注 意观察和描述试样的破坏特征，例如:试样破裂面全部是新鲜平直的;全部是沿原有裂面破裂的;部分是新鲜断面，部分是原有裂面，呈拐弯 状破坏等。对此，应分别 进行强度统计，这有利于

40、分析结果的代表性。两加载点的距离的大小是影响点荷载指数的重要因素。因此，为提高各不同场合下试件结果的可比 性，建 议采用以直径为5 0 m m的岩芯作为标准试件，从而 提高点 荷载强度指数的实 用价值。荷载强度试验段距离D 应是在破坏瞬间 测量的。在对 软岩进行试验时，加荷锥头常有一定的 嵌入度。破坏瞬间的D 值，可以 在试样破坏时由试验框架 立柱上的标尺 得到，也可以用卡 尺或钢卷尺对准试样破坏面上加荷留下来的两个凹痕直接测童得到。公路工程岩石试验规程(J T G E 4 1-70 0 5)T 0 2 2 6-1 9 9 4 抗折强度试验1 目 的和适用范围 抗折强度是评价岩石板材、条石基础

41、、条石路面等建筑材料的 主要力学指标。本试验适用于各类岩石。2 仪器设备 (1)切石机、磨石机等岩石试件加工 设备。(2)压力试验机或万能试验机。(3)游标卡尺、角尺等。(4)烘箱:能使温度控制在1 0 5 一 1 1 0 范围内。3 试件制备 用切石机、磨石机将岩石试样制成 5 0 n u n x 5 0 m m x 2 5 0 m m、表面平整、各边互相垂直的试件。石质均匀(无层理或纹理)者，制备6 个试件，3 个在温度为 1 0 5 一 1 1 0 的烘箱内烘至恒量，冷却后进行试验;3 个按本规程T 0 2 0 5 进行自 由饱水处理后试验。若岩石有显著纹理，则须制备与纹理垂直及平行的试

42、件各6 个，施力方向 在与纹理成垂 直及平行的 情况下，以3 个为一 组，分别在干燥状态下与饱和状态下进行试验。4 试验步骤 4.1 描述 试件并编号。4.2 测量试件中央断面的尺寸，精确至 0.l m m o 4.3 将试件放在试验机的抗折支架上，如图1 0 2 2 6-1,跨径为2 0 0 m m，采用跨中 单点加荷，然后开动试验机，以 1 5 M P a/m i n 一 2 0 M P a/n u n 的 应力速 度连续均匀地增加荷载，直至试件折断为止，记录破坏荷载并测量其断面尺寸。5 结果整理5.1 按式(1 0 2 2 6-1)计算抗折强度，试验结果精确至0.1 M P a:。3 P

43、 LK b 2 b h 21 0 2 2 6-1)式中:R b 抗折强度(M P a);尸 破坏荷载(N);L 支点跨距，采用2 0 0 m m;力学性质试验 图T D 2 2 6-1 抗折装置示意图 L试样跨度;h-试样高度;p 一 集中荷载;1 一 试样;2-下支点;3 一 上支点;卜 支点曲率半径b 试件断面宽(m m);h 试件断面高(m m).5.2 以3 个试件的算术平均值作为试验结果，如单个值与平均值之差大于2 5%时，应予剔除，再计算平均值。5.3 试验记录抗折试验记录应包括岩石名称、试验编号、试件编号、试件描述、破坏荷载、抗折强度。条文说明 岩石抗折强度根据工程实际需要，可选

44、择不同形状和不同尺寸的试样进行试验，但必须根据断面形状选用相应的 计算 公式。国 标天然饰面 石材弯曲试验试件规格为长1 6 0 m m，宽4 0 m m，高2 0 m m，跨距1 4 0 m m;原地质矿产部杭折强 度试件规格为长1 2 0 m m，宽4 0 m m，高2 0 m m，跨距1 0 0 m m。本试验规定试件为截面边长不小于5 0 mn、高度与截面边长之比不小于4:1 的柱体，跨距 2 0 0 m m o公路工程岩石试验规程(.TIC E 4 1-2 0 0 5)5 耐久性试验T 0 2 4 1-1 9 9 4 抗冻性试验1 目的和适用范围 岩石的抗冻性是用来评估岩石在饱和状态

45、下经受规定次数的冻融循环后抵抗破坏的能力，岩石抗冻性对于不同的工程环境气候有不同的要求。冻融次数规定:在严寒地 区(最冷月的月平均气温低于 一 1 5 1C)为2 5 次;在寒冷地区(最冷月的月平均气温低于一巧-一 5 C)为 巧次。寒冷地区，均应采用本法进行岩石的抗冻性试验。2 仪器设备(1)切石机、钻石机及磨石机等岩石试件加工设备。(2)冰箱:温度能控制在一 1 5 一 2 0 C o(3)天 平:感 量O.O l g，称量 大 于5 0 0 g.(4)放大 镜。(5)烘箱:能使温度控制在 1 0 5 一 1 1 0 1 C.3 试件制备3.13.2试件应符合本规程T 0 2 2 1 中3

46、.1 的规定。每组试件不应少于3 个，此外再制备同样试件 3 个，用于做冻融系数试验。4 试验步骤 4.1 将试件编号，用放大镜详细检查，并作外观描述。然后量出每个试件的尺寸，计算受压面积。将试件放入烘箱，在 1 0 5 一 1 1 0 下烘至恒量，烘干时间一般为 1 2 h-2 4 h，待在干 燥器内 冷 却 至室 温 后 取出，立即 称其 质 量m a，精 确至O.O l g(以 下皆 同 此)。4.2 按吸水率试验 方法，让试件自由吸水饱和，然后取出擦去表面水分，放在铁盘中，试件与试件之间应留有一定间距。一4 8 一耐久性试验 4.3 待冰箱温度下降到一1 5 以下时，将铁盘连同试件一起

47、放人冰箱，并立即开始记时。冻结4 h 后取出试件，放人2 0 士 5 的水中 融解4 h，如此反复冻融至规定次数为止。4.4 每隔一定的冻融循环次数(如1 0 次、1 5 次、2 5 次等)详细检查各试件有无剥落、裂缝、分层及掉角等现象，并记录检查情况。4.5 称量冻融试验后的试件饱水质量 m f，再将其烘干至恒量，称其质量 m f。并按本规程抗压强度试验方法测定冻融 试验后的试件饱水抗压强度，另取3 个未经冻融试验的试件测定其饱水抗压强度。5 结果整理5.1 按式(T 0 2 4 1-1)计算岩石冻融后的质量损失率，试验结果精确至 0.1%0L=卫 L s-卫f 刀 a sx 1 0 0T

48、0 2 4 1-1)式中:L 冻融后的质量损失率(%);m s 试验前烘干 试件的质量(g);M I 一试验后烘干 试件的质量(9)。5.2 冻融后的质量损失率取3 个试件 试验结果的 算术平均值。5.3 按式(T 0 2 4 1-2)计算岩石冻融后的吸水率，试验结果精确至0.1%0功I s a=m f-m f、1 0 0T 0 2 4 1-2)式中:1l 1 s s 一岩石冻融后的吸 水率(%);m 一冻融 试验 后的 试 件 饱水 质量(g)a 其它符号同前。5.4 按式汀0 2 4 1-3)计算岩石的冻融系数，试验结果精确至 0.0 1 a RK r 二 二:找，T 0 2 4 1-3)

49、式中 K f 冻融系 数;R f经若干次冻融试验后的试件饱水抗压强度(M P a);凡 未经冻融试验的 试件饱水抗压强度(M P a)o 5.5 试验 记录 抗冻性记录应包括岩石名称、试验编号、试件编号、试件描述、冻融循环次数、冻融试验前后的 烘干质 量、冻 融试 验 后的 试件 饱水 抗fF 强 度、未 经冻融试 验的 试件饱水 抗FF 强度。一4 9 一公路工程岩石试验规程(J T G E 4 1-2 0 0 5)条文说明 1.岩石的杭冻性试验是指试件在浸水条件下，经多次冻结与融化交替作用后测定试件的质量损失率以及单轴饱水杭压强度的变化。岩石的杭冻性用两个直接指标表示，一个为冻融系 数，另

50、一个为质量 损失率。冻融系 数是冻融试验后的试 件饱水抗压强度与冻融试验前的 试件饱水抗压强度的比值;质量损失率是冻融试验前后的干试件质量差与冻融试验前干试件质量的比值，用百分数表示。2.岩石的杭冻性与其矿物成分、结构特征有关，而同岩石的吸水率指标关系更加密切。岩石的杭冻性主要取决于岩石中大开口孔隙的发育情况、亲水性和可溶性矿物的含量及矿物颗牡间的连接力。大开口 孔隙 越多，亲 水性和可溶性矿物含量越高时，岩石的抗冻性越低;反之，越高。3.判断岩石抗冻性能好坏有三个 指标，即(1)冻融后强 度变化;(2)质量损失;(3)外形变化。一般认为，杭冻系数大于 7 5%，质量损失率小于2%时，为杭冻性