最新《标准规范》SL 264-2001 水利水电工程岩石试验规程.PDF

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1、中华人民共和国行业标准水利水电工程岩石试验规程发布实施中华人民共和国水利部发布中华人民共和国行业标准水利水电工程岩石试验规程主编单位 长江水利委员会长江科学院批准部门 中华人民共和国水利部施行日期年月日中华人民共和国水利部关于批准发布 水利水电工程岩石试验规程的通知水国科号部直属各单位 各省 自治区 直辖市 计划单列市水利 水务 厅局新疆生产建设兵团水利局根据部水利水电技术标准制定 修订计划 由水利水电规划设计总院主持 以水利部长江水利委员会长江科学院为主编单位修订的 水利水电工程岩石试验规程经审查批准为水利行业标准并予以发布标准的名称和编号为水利水电工程岩石试验规程代替本标准自年月日起实施在

2、实施过程中 请各单位注意总结经验 如有问题请函告主持部门 并由其负责解释标准文本由中国水利水电出版社出版发行二一年二月二十八日前言根据年水利部水利水电标准编制修订计划和水利部水利水电规划设计管理局水规局号文 按水利水电技术标准编写规定 的要求 对 水利水电工程岩石试验规程和 水利水电工程岩石试验规程 补充部分进行修订 修订后合订为一本本规程的修订由水利部水利水电规划设计总院主持在修订过程中 采取了以长江水利委员会长江科学院为主编单位和以成都勘测设计研究院 黄河水利委员会勘测规划设计研究院 松辽委东北勘测设计研究院 昆明勘测设计研究院 广东省水利水电科学研究所 湖南省水利水电勘测设计研究院和长江

3、科学院等单位的专家组成的专家组相结合的组织形式 在广泛收集国内外资料 总结国内外的新经验 新方法 新技术 并结合国内水利水电工程建设需要的基础上 经广泛征求意见 反复讨论后定稿水利水电工程岩石试验规程 主要包括以下内容岩块物理力学性质试验岩体变形和强度试验岩体应力测试岩体声波测试工程岩体观测岩石试验工作管理的基本要求等附录对和进行修订的主要内容包括以下几个方面删除了岩石抗拉强度试验的轴向拉伸法 岩石变形试验的弹性常数测定仪法 钻孔横向位移观测的挠度计法 弱面抗剪的楔形体法及残余强度试验方法增加了岩块颗粒密度试验的水中称重法 岩块变形试验的千分表法 岩块断裂韧度试验 钻孔径向加压法岩体变形试验的

4、钻孔千斤顶法 岩体应力测试的水压致裂法 岩体表面倾斜观测岩体锚杆应力观测 岩体渗压观测和岩体声波观测等方法岩体变形试验中增补了柔性承压板法计算公式 试验成果综合整理方法中增补了确定试验参数标准值的方法 并将岩体应力测量套钻孔应力解除法实测数据整理专门列为附录本规程解释单位水利水电规划设计总院本规程主编单位长江水利委员会长江科学院本规程主要起草人夏熙伦龚壁新邬爱清周火明胡月兰李云林郭玉钟作武高鹏飞何沛田韩军徐平目次总则符号基本规定岩块物理性质试验含水率试验吸水性试验颗粒密度试验块体密度试验膨胀性试验耐崩解性试验冻融试验岩块力学性质试验单轴压缩变形试验单轴抗压强度试验三轴压缩强度试验抗拉强度试验直

5、剪强度试验点荷载强度试验断裂韧度试验岩体变形试验承压板法试验狭缝法试验单 双 轴压缩法试验钻孔径向加压法试验隧洞液压枕径向加压法试验隧洞水压法试验岩体强度试验混凝土与岩体接触面直剪试验结构面直剪试验结构面直剪蠕变试验岩体直剪试验岩体三轴压缩试验岩体载荷试验岩体应力测试孔壁应变法测试孔底应变法测试孔径变形法测试水压致裂法测试表面应变法测试岩石声波测试岩块声波测试岩体声波测试工程岩体观测洞室收敛观测钻孔轴向岩体位移观测钻孔横向岩体位移观测岩体表面倾斜观测岩体应变观测岩体应力观测岩体锚杆载荷观测岩体锚杆应力观测岩体渗压观测岩体声波观测附录岩石试验工作管理基本要求附录试样采取要求附录比重瓶校正附录试验

6、洞开挖要求附录地质描述内容规定附录液压千斤顶液压枕和滚轴排率定附录试验成果综合整理方法附录岩体应力测试套钻孔应力解除法实测数据整理本规程的用词和用语说明总则为统一水利水电工程岩石试验方法 提高试验成果质量及其可比性 特制定本规程本规程适用于水利水电工程的岩石试验工作水利水电工程岩石试验工作应根据试验大纲或试验计划要求按室内与现场 静力与动力各项试验互相结合和互相补充的原则 针对工程不同阶段的主要岩石力学问题进行水利水电工程岩石试验除应符合本规程外尚应符合国家及水利水电行业现行有关标准的规定符号天然含水率自然吸水率饱和吸水率试件烘干前质量试件烘干后质量残留试块烘干质量试件浸水质量试件强制饱和后质

7、量强制饱和试件水中称量蜡封试件质量蜡封试件水中称量涂封高分子树脂胶试件质量涂封高分子树脂胶试件水中称量比重瓶内纯水温度为时瓶水总质量比重瓶内纯水温度为时瓶水总质量玻璃体膨胀系数偏差系数比重瓶校正计算系数天然密度干密度饱和密度颗粒密度试验温度下试液密度石蜡密度高分子树脂胶密度温度为时水的密度温度为时水的密度校正比重瓶时比重瓶内纯水温度试验时比重瓶内纯水温度点荷载试验等价岩心直径正应力 法向应力 均方差载荷置信概率弹性模量变形模量应 力 为 抗 压 强 度时的割线模量岩石泊松比纵向变形量横向变形量轴向自由膨胀率径向自由膨胀率有侧限时轴向膨胀率膨胀压力有侧限时轴向变形量冻融质量损失率冻融后饱和单轴抗

8、压强度冻融系数单轴抗压强度 半径标准单轴抗压强度轴向应变横向应变抗拉强度剪切应力剪切载荷 推力载荷耐崩解性指数未经修正的岩石点荷载强度指数经尺寸修正后岩石点荷载强度指数为时对应的破坏载荷修正后的断裂载荷断裂韧度修正后的断裂韧度单位面积压力岩体表面变形深度处的岩体变形变形测点处的绝对变形两点间的相对变形钻孔径向变形岩体表面径向变形岩体抗力系数岩体单位抗力系数内水压力承压板弹性模量承压板泊松比内摩擦角剪切模量摩擦系数粘聚力纵波速度横波速度纵波传播时间横波传播时间换能器频率动剪切模量动拉梅系数动体积模量最大平面主应力最小平面主应力铅直向主应力岩体破裂压力瞬时关闭压力岩体重张压力静水压力参数标准值基本

9、规定水利水电工程岩石试验应包括岩石物理力学性质试验 岩体强度和变形特性试验 岩体应力测试 岩石声波测试及工程岩体观测等内容岩石试验工作应在详细了解工程规模 工程地质条件 设计意图 建筑物特点和施工方法的基础上进行试验内容 试验方法 试验数量等应与工程建设的各个勘察设计阶段的深度相适应并应符合下列规定规划阶段应充分利用与建筑物地段工程地质条件相类似工程的岩石试验成果根据实际情况 可布置少量室内岩块试验对近期开发工程 可布置少量现场点荷载试验及声波测试可行性研究阶段应根据划分的工程地质单元布置室内岩块试验和现场岩体声波测试对坝址和其他建筑物方案选择起重要作用的主要岩石力学问题 应布置现场岩体试验项

10、目初步设计阶段应根据工程岩体条件及建筑物特点 拟定出关键的岩石力学问题 采取岩块和岩体试验相结合的原则 并满足试验数量的要求 进行深入的试验研究技施设计阶段应根据初步设计审查后新发现的工程地质问题和新提出的岩石力学问题以及建筑物基础加固与处理的需要 进行专门性岩石试验工程施工和运行期间 应对主要建筑物部位的工程岩体进行工程岩体原位观测水利水电工程各勘察设计阶段的岩石试验工作 应根据岩石试验任务书或合同的要求确定提出试验任务的单位应提供相应勘察设计阶段有关岩石试验的枢纽设计和工程地质资料试验单位在开展工作之前 应收集和分析工程地质资料结合设计方案和勘察工作 编制岩石试验大纲岩石试验大纲在执行过程

11、中可根据地质条件和设计情况的变化适当进行调整修改岩石试验大纲应包括下列内容工程概况及地质条件水工建筑物特点和主要岩石力学问题试验目的 试验内容和技术要求试验布置仪器设备和人员安排计划进度提交试验成果的名称及数量各设计阶段的岩石试验工作均应指定技术负责人技术管理 设备管理和安全管理应符合本规程附录的规定岩块试验的试样可在钻孔 平洞 竖井 坑槽中或岩石露头处采取 同组试样的岩性应基本相同取样位置和数量应根据地质条件 工程特点和试验要求由试验人员和地质人员共同研究确定试样采取应符合本规程附录的规定岩体试验应布置在建筑物所在位置或附近具有代表性岩体中试验宜在试验洞中进行 试验洞开挖应符合本规程附录的规

12、定对试点 体 和试验洞段应进行地质描述地质描述内容应符合本规程附录的规定应加强与地质 设计和施工单位的配合 共同研究试验过程中出现的问题当极软岩软弱夹层 断层破碎带的厚度较大且性质均一时 除进行必要的原位岩体试验外 还可取样进行室内试验岩体变形试验方法应根据岩石坚硬程度和岩体完整性确定当地质条件和建筑物结构比较复杂时 可根据工程需要在初步设计阶段或技施设计阶段布置隧洞液压枕径向加压法试验或隧洞水压法试验岩体本身和结构面直剪试验应根据建筑物特点 在分析影响抗滑稳定的主要因素和可能破坏形式的基础上进行布置混凝土与岩体接触面的直剪试验应布置在与建筑物直接接触或与其岩层 岩性相同的岩体上当岩体中存在对

13、建筑物稳定性起控制作用的结构面且结构面的时间效应会对建筑物产生不利影响时 宜布置结构面直剪蠕变试验岩体应力测试应根据工程的区域地质构造 构造应力场分析 建筑物类型和设计要求进行布置 并选择试验方法岩石声波测试应根据不同的勘察设计 施工及运行阶段的工程需要进行布置 可与岩块试验 岩体试验和工程岩体观测配套进行工程岩体观测项目应根据工程观测目的和具体地质条件确定 选择在建筑物的关键地段 岩体性状变化最大或岩体稳定条件最不利等部位的工程岩体中布置观测断面岩石试验及观测仪器设备应合理选型配套 定期进行计量率定比重瓶校正 液压千斤顶 液压枕和滚轴排率定应符合本规程附录和附录的规定试验成果综合整理方法应符

14、合本规程附录的规定试验工作结束后 应编制和提交试验报告岩块物理性质试验含水率试验本试验采用烘干法 适用于矿物不含结晶水和含结晶水的岩石试件制备应符合下列规定试件应在现场采取 不得采用爆破取样 室内不得采用湿法加工试件在采取 运输 储存和制备过程中 含水率的变化不应超过试件尺寸应大于组成岩石最大颗粒粒径的倍试件质量不得小于每组试件数量不宜少于 个试件描述应包括下列内容岩石名称 颜色 矿物成分 风化程度为保持试件天然含水状态所采取的措施主要仪器和设备应包括下列各项烘箱和干燥器天平 感量具有密封盖的试样盒试验步骤应符合下列规定制备试件并称其质量对于不含矿物结晶水的岩石 应在的恒温下烘对于含有矿物结晶

15、水的岩石 应降低烘干温度 可在恒温下烘将试件从烘箱中取出 放入干燥器内冷却至室温 称试件质量重复本条款步骤 直到相邻两次称量之差不超过后一次称量的称量精确至试验成果整理应符合下列规定岩石天然含水率按下式计算式中天然含水率试件烘干前的质量试件烘干后的质量计算值精确至试验记录应包括工程名称 岩石名称 试件编号 试件描述 试件烘干前后的质量 试验人员 试验日期吸水性试验本试验可分为自然吸水率试验和饱和吸水率试验 岩石自然吸水率采用自由吸水法测定 饱和吸水率采用煮沸法或真空抽气法测定适用于遇水不崩解 不溶解和不干缩湿胀的岩石试件制备应符合下列规定试件宜采用规则形状 在试件制备困难时可采用不规则形状规则

16、试件尺寸应符合下列规定圆柱体直径或方柱体边长宜为含大颗粒岩石的试件直径或边长应大于最大颗粒尺寸的倍试件高度与直径或边长之比宜为不规则试件应符合下列规定边长为的浑圆形岩块或直径为的圆柱体试件质量宜为每组试件块数不得少于块试件描述应包括下列内容岩石名称 颜色 矿物成分 风化程度裂隙分布试件形状主要仪器和设备应包括下列各项钻石机 切石机 磨石机烘箱 干燥器天平 感量水槽真空抽气设备和煮沸设备试验步骤应符合下列规定清除试件表面的尘土和松动颗粒对软岩和极软岩 试件应采取保护措施 防止试件在吸水过程中掉块或崩解试件烘干应符合本规程条款的规定采用自由吸水法测定岩石自然吸水率时 应将试件放入水槽 先注水至试件

17、高度的处 以后每隔分别注水至试件高度的和处后全部浸没试件试件全部浸入在水中自由吸水后 取出试件拭干表面水分并称量对自由吸水后的试件进行强制饱和采用煮沸法饱和试件时 煮沸容器内的水面应始终高于试件 煮沸时间不得少于经煮沸的试件应放置在原容器中冷却至室温 取出试件拭干表面水分并称量采用真空抽气法饱和试件时 饱和试件的容器内的水面应高于试件 真空压力表读数宜为直至无气泡逸出为止 但抽气时间不得少于经真空抽气的试件应放置在原容器中 在大气压力下静置取出试件拭干表面的水分并称量称量精确至试验成果整理应符合下列规定岩石的自然吸水率 饱和吸水率按下列公式计算式中自然吸水率饱和吸水率试件浸水后的质量试件强制饱

18、和后的质量计算值精确至试验记录应包括工程名称 岩石名称 试件编号 试件描述 试验方法 干试件质量 浸水后试件质量 强制饱和后试件质量 试验人员 试验日期颗粒密度试验岩石颗粒密度试验可分为比重瓶法和水中称量法比重瓶法适用于各类岩石 水中称量法适用于除遇水崩解 溶解和干缩湿胀以及密度小于的其他各类岩石比重瓶法试件制备应符合下列规定将岩石试件用粉碎机粉碎成岩粉 使之全部通过筛孔 用磁铁吸去铁屑对含有磁性矿物的岩石 应采用瓷研钵或玛瑙研钵粉碎使之全部通过的筛孔水中称量法试件制备应符合下列规定试件可采用规则或不规则形状试件尺寸应大于组成岩石最大颗粒粒径的倍每个试件质量不宜小于试件描述应包括下列内容岩石名

19、称 颜色 矿物成分 风化程度试件粉碎方法试件形状主要仪器和设备应包括下列各项钻石机 切石机 磨石机粉碎机 瓷研钵或玛瑙研钵 磁铁块筛 孔径天平 感量烘箱和干燥器真空抽气设备或煮沸设备恒温水槽短颈比重瓶 容积温度计 量程水中称量装置比重瓶法试验步骤应符合下列规定将制备好的岩粉置于的恒温下烘干 烘干时间不得少于然后放入干燥器内冷却至室温用四分法取其中两份岩粉 每份岩粉质量为将称量后的岩粉装入烘干的比重瓶内 注入试液 纯水或煤油 至比重瓶容积的一半处对含水溶性矿物的岩石 应使用煤油作试液当使用纯水作试液时 可采用煮沸法或真空抽气法排除气体当使用煤油作试液时 应采用真空抽气法排除气体当采用煮沸法排除气

20、体时 煮沸后加热时间不应少于当采用真空抽气法排除气体时 真空压力表读数宜为抽气应抽至无气泡逸出 且抽气时间不少于将经过排除气体的试液注入比重瓶至近满 然后置于恒温水槽内 使瓶内温度保持稳定 上部悬液澄清 测量瓶内试液的温度塞好瓶塞 使多余的试液自瓶塞毛细孔中溢出 将瓶外擦干 称瓶 试液和岩粉的总质量洗净比重瓶 注入经排除气体并与试验同温度的试液至比重瓶内 按本条款规定称瓶和试液的总质量本试验应进行两次平行试验称量精确至水中称量法试验步骤应符合下列规定按本规程条款的规定对试件进行烘干 自然吸水和强制饱和将强制饱和的试件置于水中称量装置上 称试件在水中的质量 并测量水温称量精确至试验成果整理应符合

21、下列规定比重瓶法试验岩石颗粒密度按下式计算式中比重瓶和试液总质量比重瓶 试液和岩粉总质量颗粒密度试验温度条件下试液密度比重瓶法试验两次平行测定的允许偏差为取两次测值的平均值作为试验结果水中称量法试验岩石颗粒密度按下式计算式中强制饱和试件在水中的称量计算值精确至试验记录应包括工程名称 岩石名称 试件编号 试件描述 试验方法 试验人员 试验日期比重瓶法试验还应记录比重瓶编号 试液温度 试液密度 干岩粉质量 瓶和试液总质量 瓶 试液及岩粉总质量水中称量法试验还应记录试件的干质量 浸水后质量 强制饱和后质量 试件在水中称量 水密度块体密度试验岩石块体密度试验可分为量积法 水中称量法和密封法量积法适用于

22、能制备成规则试件的各类岩石 水中称量法适用于除遇水崩解 溶解和干缩湿胀外的其它各类岩石 密封法适用于不能用量积法或直接在水中称量进行试验的岩石当采用密封法进行块体密度试验时 应同时测定岩石的天然含水率 密封材料可选用石蜡或高分子树脂胶涂料量积法试件制备应符合下列规定试件尺寸应符合本规程条款的规定试件高度 直径或边长的允许偏差为试件两端面的不平整度允许偏差为端面应垂直于试件轴线 允许偏差为方柱体或立方体试件相邻两面应互相垂直 允许偏差为水中称量法试件制备应符合本规程的规定密封法试件宜采用边长为的近似立方体或浑圆状体进行块体干密度试验时每组试件数量不得少于个 进行块体湿密度试验时试件数量不宜少于个

23、试件描述应包括下列内容岩石名称 颜色 矿物成分风化程度裂隙分布试件形状主要仪器和设备应包括下列各项钻石机 切石机 磨石机和车床烘箱和干燥器天平 感量测量平台石蜡及融蜡设备水中称量装置高分子树脂胶涂料及配制涂料的用具量积法试验步骤应符合下列规定测量试件两端和中间三个断面上相互垂直的两个方向的直径或边长 按平均值计算截面积测量两端面周边上对称四点和中心点处的高度 计算高度平均值称试件在天然状态下的质量按本规程条款中的规定将试件烘干并进行自由吸水和强制饱和长度测量精确至称量精确至水中称量法试验步骤应符合本规程的规定石蜡密封法试验步骤应符合下列规定制备试件并称量将试件系上细线 置于温度左右的融蜡中使试

24、件表面均匀涂上一层蜡膜 厚度约当蜡膜有气泡时 应用热针刺穿并用蜡液涂平 待冷却后称蜡封试件质量将蜡封试件置于水中称量取出试件 拭干表面水分后再次称量当浸水后的蜡封试件质量增加时 应重新进行试验称量精确至高分子树脂胶涂料密封法试验步骤应符合下列规定制备试件并称量配制高分子树脂胶用毛笔将高分子树脂胶均匀涂抹于试件表面 宜涂刷两遍待溶剂挥发 在试件表面形成一层薄膜后 称涂层与试件总质量其余步骤应符合本规程条款的规定试验成果整理应符合下列规定量积法岩石块体密度按下列公式计算式中天然密度干密度饱和密度试件截面积试件高度水中称量法岩石块体密度按下列公式计算石蜡密封法岩石块体密度按下列公式计算式中蜡封试件质

25、量蜡封试件水中称量石蜡密度高分子树脂胶涂料密封法岩石块体密度按下列公式计算式中涂封高分子树脂胶试件质量涂封高分子树脂胶试件水中称量高分子树脂胶密度计算精确至试验记录应包括工程名称 岩石名称 试件编号 试件描述 试验方法 试件在各种含水状态下的质量 试件水中称量 试件尺寸 水密度 石蜡或高分子树脂胶的密度 试验人员 试验日期膨胀性试验本试验可分为自由膨胀率试验 侧向约束膨胀率试验和体积不变条件下膨胀压力试验自由膨胀率试验适用于遇水不易崩解的岩石 侧向约束膨胀率试验和体积不变条件下膨胀压力试验适用于各类岩石试件制备应符合下列规定试样应在现场采用干钻法采取 并保持天然含水状态 不得采用爆破或湿钻法取

26、样试样的天然含水率变化不宜超过自由膨胀率试验每组试件数量不得少于 个圆柱体试件直径宜为高度宜等于直径两端面不平行度允许偏差为垂直度允许偏差为正方体试件边长宜为两端面不平行度允许偏差为垂直度允许偏差为侧向约束膨胀率试验每组试件数量不得少于个 试件应为圆柱体 直径宜为尺寸偏差为高度不宜小于且应大于岩石最大颗粒粒径的倍两端面不平行度允许偏差为且应垂直于试件轴线 垂直度允许偏差为体积不变条件下岩石膨胀压力试验 试件数量视所要求的受力方向而定 每种情况不得少于个试件规格和精度应符合本条 款的规定试件描述应包括下列内容岩石名称 颜色 矿物成分 风化程度膨胀变形和加载方向分别与层理 片理 裂隙之间的关系主要

27、仪器和设备应包括下列各项钻石机 切石机 磨石机和车床测量平台 角尺 千分卡尺 放大镜天平 称量大于感量为自由膨胀试验仪 图图自由膨胀试验仪示意图铝板金属透水板试样紫铜片容器侧向约束膨胀率试验仪膨胀压力试验仪 图图岩体膨胀压力试验仪示意图螺母平垫圈横梁螺母摆柱接头压力传感器上压板金属透水板试件套环调整件容器千分表压力传感器温度计自由膨胀率试验步骤应符合下列规定将试件放入自由膨胀试验仪内 在试件上 下端分别放置透水板 顶部放置一块金属板在试件上部和四侧对称的中心部位分别安装千分表 四侧千分表与试件接触处宜放置一块紫铜片每隔记录千分表读数一次 直至连续三次读数不变缓慢向容器内注入蒸馏水 直至淹没上部

28、透水板并立即读数在第一小时内 每隔测读变形一次 以后每隔测读变形一次 直至相邻三次读数差不大于即可认为稳定但浸水试验时间不得少于整个试验过程中应保持水位不变 水温变化不得大于试验结束后 应详细描述试件的崩解 开裂 掉块 表面泥化或软化现象根据需要可对试块进行矿物镜检衍射分析和差热分析侧向约束膨胀试验步骤应符合下列规定在内壁涂有凡士林的金属套环内 先在其底部放置一块金属透水板和一张薄型滤纸 接着放置试件 其上再放置一张薄型滤纸和一块金属透水板 最后在顶部放置固定金属载荷板 并安装千分表金属载荷板的质量应能对试件产生的压力试验步骤及稳定标准应符合本规程条款的规定试验结束后 应描述试件表面的泥化和软

29、化现象根据需要可对试件进行矿物镜检衍射分析和差热分析体积不变条件下的膨胀压力试验步骤应符合下列规定将试件放入内壁涂有凡士林的金属环内 并在试件上 下端分别放置一张薄型滤纸和金属透水板安装加压系统及测量试件变形的千分表 使仪器各部位和试件在同一轴线上 不得出现偏心载荷对试件施加的压力 测记千分表读数 每隔测读一次 连续三次读数不变时 重新调整千分表并记录千分表读数向盛水容器内缓慢注入蒸馏水 直至淹没上部透水板观测千分表的变化 当变形量达到时 调节所施加的压力使试件膨胀变形在整个试验过程中保持不变开始时每隔读数一次 连续三次读数差小于时 改为每小时读数一次 连续三次读数差小于时 即可认为稳定并记录

30、试验压力浸水后总的试验时间不得少于试验过程中应保持水位不变 水温变化不得大于试验结束后 应描述试件表面的泥化和软化现象根据需要可对试件进行矿物镜鉴衍射分析和差热分析试验成果整理应符合下列规定岩石自由膨胀率 侧向约束膨胀率和膨胀压力按下列公式计算式中轴向自由膨胀率径向自由膨胀率侧向约束轴向膨胀率膨胀压力试件轴向变形量试件高度试件径向平均变形量试件直径或边长侧向约束轴向变形量轴向载荷试件截面积计算值取三位有效数字分别绘制轴向自由膨胀率与时间及径向自由膨胀率与时间 的关系曲线 确定最大轴向及径向自由膨胀率绘制膨胀压力与时间的关系曲线 确定最大膨胀压力试验记录应包括工程名称 岩石名称 试件编号 试件描

31、述 试件尺寸 试验温度 试验时间 径向变形 轴向变形 轴向载荷 试验人员 试验日期耐崩解性试验本试验适用于粘土类岩石和风化岩石试件制备应符合下列规定现场采取的试样应保持天然含水量 并密封装箱试件为浑圆形 每块质量为每组试件数量不应少于块试件描述应包括 岩石名称 颜色 矿物成分 裂隙 颗粒大小主要仪器和设备应包括下列各项烘箱及干燥器天平 称量大于感量温度计耐崩解性试验仪 由动力装置 圆柱形筛筒和水槽组成图其中圆柱形筛筒长直径筛孔直径图耐崩解性试验仪示意图水槽蜗杆轴套蜗轮大轴马达筛筒试验步骤应符合下列规定烘干筛筒并称量将试件装入耐崩解试验仪的圆柱形筛筒内 经恒温烘干至恒量后 烘干时间不少于在干燥器

32、内冷却至室温并称量将装有试件的圆柱形筛筒放置入水槽内 向水槽内注入纯水 使水位保持在转动轴下约圆柱形筛筒以的转速转动后 将圆柱形筛筒和残留试块经恒温烘干至恒量后 烘干时间不少于在干燥器内冷却至室温并称量重复本条款 取得第二循环后的圆柱形筛筒和残留试件的质量根据工程重要性和岩石耐崩解性能可进行次循环试验过程中水温应保持在范围内试验结束后 应对残留试件水的颜色和水中沉积物进行描述根据需要 对水中沉积物进行颗粒分析 界限含水量测定和粘土矿物分析称量精确至试验成果整理应符合下列规定岩石耐崩解性指数按下式计算式中岩石耐崩解性指数原试件烘干质量残留试件烘干质量计算精确至岩石耐崩解性以第二次循环的表示根据需

33、要可绘制耐崩解性指数与循环次数关系图根据需要可绘制第二次循环的耐崩解性指数与塑性指数分类图试验记录应包括工程名称 岩石名称 取样位置 试件编号 试件描述 水温 试件在试验前后的烘干质量 试验人员 试验日期冻融试验本试验采用直接冻融法 适用于能制备成规则试件的各类岩石试件制备应符合下列规定标准试件为圆柱形 可用钻孔岩心或坑探槽中采取岩块加工制成试件在采取 运输和制备过程中应避免扰动制备试件时应采用纯净水作冷却液对于遇水崩解 溶解和干缩湿胀的岩石 应采用干法制备试件试件直径宜为但应大于岩石最大颗粒粒径的倍试件高度与直径之比为对于非均质粗粒岩石或非标准钻孔岩心 可采用非标准尺寸的试件 但高径比不宜小

34、于试件精度应符合本规程条款的规定每组试件不应少于个试件描述应包括下列内容岩石名称 颜色 矿物成分 颗粒大小 风化蚀变特征裂隙分布加载方向与层理 片理及裂隙之间的关系主要仪器和设备应包括下列各项低温冰箱 最低制冷温度不高于钻石机 切石机 磨石机和车床测量平台 角尺 千分卡尺和放大镜天平 称量大于感量烘箱和干燥器试件饱和设备白铁皮盒 容积为和铁丝架 可放入白铁皮盒中 铁丝架分为格 每格可放一个试件材料试验机试验步骤应符合下列规定试件的干燥 吸水 饱和处理及称量应符合本规程条款的规定取三块饱和试件进行冻融前的单轴抗压强度试验将另外三块饱和试件放置入白铁皮盒内的铁丝架中 一起放置入低温冰箱 在温度下冻

35、然后取出白铁皮盒往盒内注水浸没试件 水温应保持在融解即为一个循环根据工程需要确定冻融循环次数 以次为宜 严寒地区不应少于次每进行一次冻融循环 详细检查各试件有无掉块 裂缝等观察其破坏过程试验结束后进行一次总的检查 并详细记录冻融循环结束后 从水中取出试件拭干表面水分并称量进行单轴抗压强度试验试验成果整理应符合下列规定冻融质量损失率 冻融后的饱和单轴抗压强度和冻融系数按下列公式计算式中冻融质量损失率冻融前的饱和单轴抗压强度冻融后的饱和单轴抗压强度冻融系数冻融试验前试件饱和质量冻融试验后试件饱和质量冻融前饱和试件破坏载荷冻融后饱和试件破坏载荷垂直于加载方向的试件横截面积冻融试验后的饱和单轴抗压强度

36、平均值冻融试验前的饱和单轴抗压强度平均值饱和单轴抗压强度取三位有效值冻融质量损失率和冻融系数精确至试验记录应包括工程名称 岩石名称 取样地点 试件编号 试件描述 试件尺寸 干试件质量 冻融前后饱和试件质量 破坏载荷 试验人员 试验日期岩块力学性质试验单轴压缩变形试验本试验可分为电阻应变片法和千分表法 适用于能制成规则试件的各类岩石坚硬和较坚硬的岩石宜采用电阻应变片法较软岩宜采用千分表法 对于变形较大的软岩和极软岩 可采用百分表测量变形试件制备应符合下列规定试件可用岩心或岩块加工制成 在采取 运输和制备过程中应避免扰动试件尺寸应符合本规程条款的规定试件加工精度应符合本规程条款的规定试件含水状态可

37、根据需要选择天然含水状态 烘干状态和饱和状态试件烘干和饱和应符合本规程条款的规定同一含水状态下每组试件数量不应少于个试件描述应包括下列内容岩石名称 颜色 矿物成分 风化程度试件的层理 节理 裂隙及其与加载方向的关系试件加工过程中出现的问题贴片位置或测表触点部位含水状态主要仪器和设备应包括下列各项钻石机 锯石机 磨石机测量平台烘箱和饱和设备万用电表 兆欧表静态电阻应变仪千 百 分表测量表架材料试验机加载方法和稳定标准应符合下列规定加载方法宜采用逐级一次连续加载法 根据需要可采用逐级一次循环法或逐级多次循环法 每次循环退载至的接触载荷最大循环载荷为预估极限载荷的宜等分五级施加至最大循环载荷后再逐级

38、加载直至破坏加载采用时间控制 施加一级载荷后立即读数后再读数一次 即可施加下一级载荷电阻应变片法试验步骤应符合下列规定选择电阻应变片应变片栅长应大于岩石矿物最大颗粒的倍 小于试件半径同一组试件的工作片与温度补偿片的规格和灵敏系数应相同 电阻值允许偏差为在试件中部选定互相垂直的两对面 以相对面为一组 分别为贴纵 横向应变片的位置 贴片位置应尽量避开裂隙或斑晶在互相垂直且与纵轴成的方向上用零号砂纸将贴片位置打磨并用酒精擦洗干净在贴片位置均匀涂抹一层防底潮胶液 厚度不应大于面积约为应变片应牢固地贴在试件上 纵 横向电阻应变片的数量均不应少于片焊接导线在应变片表面涂抹一层防潮胶液 厚约系统绝缘电阻值应

39、大于将试件置于试验机承压板中心 上 下承压板与试件之间放置与试件相同直径的刚性垫块 垫块厚度与直径之比不应小于调整球形座 使刚性垫块与试验机上下承压板均匀接触受力对中在试件调平过程中 接触载荷范围内相对两纵向应变值之差不得大于一倍按规定的加载方式和载荷分级 以每秒的速率加载 逐级测读载荷与应变值 直至试件破坏测值不宜少于组记录加载过程及破坏时出现的现象 对破坏后的试件进行描述千分表法试验步骤应符合下列规定采用千分表法测量岩石试件变形时 对于较软岩 可将测量表架直接安装在试件上测量试件的纵 横向变形对于变形较大 强度较低的软岩和极软岩 可将测表安装在磁性表架上 磁性表架安装在试验机的下承压板上

40、纵向测表表头与上承压板边缘接触 横向测表表头直接与试件接触 测读初始读数两对相互垂直的纵向测表和横向测表应分别安装在试件直径的对称位置上其它步骤应符合本规程条款的规定试验成果整理应符合下列规定各级应力按下式计算式中应力载荷试件截面面积千分表法纵向应变与横向应变按下式计算式中纵向应变横向应变纵向测表读数横向测表读数纵向测表初始读数横向测表初始读数纵向测表读数差横向测表读数差纵向测量标距试件直径 横向测量标距绘制应力与应变关系曲线弹性模量 变形模量和泊松比按下式计算式中岩石弹性模量岩石弹性泊松比应力与纵向应变关系曲线上直线段起始点的应力值应力与纵向应变关系曲线上直线段终点的应力值应力为时的纵向应变

41、值应力为时的纵向应变值应力为时的横向应变值应力为时的横向应变值岩石变形模量 即割线模量抗压强度时的应力值应力为时的纵向应变值应力为时的横向应变值与和相应的泊松比岩石应力 弹性模量和变形模量值取三位有效数 泊松比计算值精确至试验记录应包括工程名称 岩石名称 取样位置 试件编号 试件描述 试件尺寸 试验方法 载荷 纵横向应变值或测表读数 试验人员 试验日期单轴抗压强度试验本试验适用于能制备成规则试件的各类岩石试件制备除应符合本规程条款的规定外 还应符合下列规定试件尺寸应符合本规程条款的规定试件加工精度应符合本规程条款的规定试件含水状态可根据需要选择天然状态 烘干状态或饱和状态 并应符合下列规定天然

42、状态应在试样拆除密封后立即制备试件 并测定其天然含水率烘干状态应符合本规程条款的规定饱和状态应符合本规程条款的规定同一含水状态下每组试件数量不应少于个试件描述应包括下列内容岩石名称 颜色 矿物成分 风化程度试件层理 裂隙及其与加载方向的关系试件在制备过程中出现的问题试件尺寸和加工精度含水状态主要仪器和设备应包括下列各项钻石机 锯石机 磨石机和车床测量平台 角尺 千分卡尺 放大镜烘箱 干燥器和饱和设备材料试验机试验步骤应符合下列规定试验安装应符合本规程条款的规定试验调平应符合本规程条款的规定以每秒的速率加载直至破坏试验结束后 描述试件的破坏形态试验成果整理应符合下列规定岩石单轴抗压强度和软化系数

43、按下列公式计算式中岩石单轴抗压强度破坏载荷试件截面面积软化系数饱和状态下单轴抗压强度平均值干燥状态下单轴抗压强度平均值强度计算值取三位有效值 软化系数计算值精确至试验记录应包括工程名称 岩石名称 取样位置 试件编号 试件描述 试件尺寸 破坏载荷 破坏形态 试验人员 试验日期三轴压缩强度试验本试验采用等侧向压力适用于能制成圆柱体试件的各类岩石试件制备除应符合本规程条款的规定外 还应符合下列规定试件尺寸应符合本规程条款的规定试件加工精度应符合本规程条款的规定同一含水状态下每组试件的数量不得少于 个试件描述内容应符合本规程的规定主要仪器和设备应包括下列各项钻石机 锯石机 磨石机和车床测量平台角尺 千

44、分卡尺 放大镜三轴试验机侧向压力选择应符合下列规定侧向压力大小应根据工程需要和岩石特性确定侧向压力宜按等差级数进行分级 也可按等比级数分级分级数不得少于级试验步骤应符合下列规定试件应采取防油措施 先在试件表面涂抹上薄层防油胶液 胶液凝固后套上耐油的薄橡皮套或塑料套根据三轴试验机要求安装试件 排出压力室内的空气先以每秒的加载速率同步施加侧向压力和轴向压力至预定的侧压力值 并保持侧压力在试验过程中始终不变以每秒的加载速率施加轴向载荷直至试件破坏 记录试验全过程的轴向载荷和变形值对破坏后的试件进行描述当有完整破裂面时 应测量破裂面与试件轴线之间的夹角试验成果整理应符合下列规定不同侧压条件下岩石三轴压

45、缩强度和应变值按下列公式计算式中轴向应力轴向破坏载荷试件截面面积轴向应变试件轴向压缩变形量试件高度横向应变试件横向变形试件直径根据轴向应力及相应的侧向应力在坐标内用最小二乘法绘制最佳关系曲线 在最佳关系曲线上选定若干组对应值 在剪应力与正应力坐标图上以为圆心 以为半径绘制莫尔应力圆 根据莫尔库仑强度理论确定三轴应力状态下岩石的抗剪强度参数值绘制轴向与侧向应力差与轴向应变关系曲线 轴向与侧向应力差与横向应变关系曲线根据需要 可分别计算弹性模量 泊松比等三轴压缩变形参数试验记录应包括工程名称 岩石名称 取样地点 试件编号 试件描述 试件尺寸 侧向压力 轴向载荷 轴向变形 横向变形 试验人员 试验日

46、期抗 拉 强 度 试 验本试验采用劈裂法 适用于能制成规则试件的各类岩石试件制备除应符合本规程条款的规定外 还应符合下列规定试件劈裂面的受拉方向应与岩石单轴抗压试验的受力方向一致试件应采用圆柱体 直径宜为高度与直径之比宜为试件高度应大于岩石最大颗粒粒径的倍试件加工精度应符合本规程条款的规定试件的含水状态可根据需要选择 其天然状态 烘干状态和饱和状态应符合本规程条款的规定试件描述应符合本规程的规定主要仪器和设备应符合本规程的规定试验步骤应符合下列规定通过试件直径的两端 在试件的侧面沿轴线方向画两条加载基线 将两根垫条沿加载基线固定对于坚硬和较坚硬岩石应选用直径为钢丝为垫条 对于软弱和较软弱的岩石

47、应选用宽度与试件直径之比为的硬纸板或胶木板为垫条将试件置于试验机承压板中心 调整球形座 使试件均匀受力 作用力通过两垫条所确定的平面以每秒的速率加载直至试件破坏 软岩和较软岩应适当降低加载速率试件最终破坏应通过两垫条决定的平面 否则应视为无效试验记录破坏载荷和加载过程中出现的现象 并对破坏后的试件进行描述试验成果整理应符合下列规定岩石抗拉强度按下式计算式中岩石抗拉强度破坏载荷试件直径试件高度计算值取三位有效数试验记录应包括工程名称 岩石名称 取样地点 试件编号试件描述 试件尺寸 破坏载荷 试验人员 试验日期直 剪 强 度 试 验本试验采用平推法 适用于岩块 结构面和混凝土与岩石接触面试件制备应

48、符合下列规定试件在采取 运输和制备过程中应防止扰动和失水试件宜采用边长不小于的立方体或直径不小于的圆柱体结构面试件的结构面应位于试件的中部混凝土与岩石接触面试件应采用钢模具或直接采用剪切盒制备 接触面应位于试件中部 起伏差为边长的混凝土原材料和配合比应根据设计要求确定 骨料最大粒径不得大于试件边长的在制备混凝土与岩石接触面试件的同时 应制备混凝土抗压试件块混凝土与岩石接触面的直剪试件和混凝土抗压试件应进行养护 达到规定的龄期后进行试验同组试验宜在同一龄期下进行根据需要试件可采用天然含水状态或饱和状态每组试件不得少于个试件描述应包括下列内容岩石名称 颜色 矿物成分 风化程度层理 片理 裂隙以及与

49、剪切方向的关系结构面的充填物性质 充填厚度以及试件在采取和制备过程中受扰动的情况混凝土与岩石接触面的起伏差 混凝土配合比和混凝土强度等级主要仪器和设备应包括下列各项锯石机钢模具试件养护设备直剪试验仪位移测表试验安装应符合下列规定试件受剪切方向宜与工程岩体受力方向一致法向载荷和剪切载荷的作用方向应通过预定剪切面的几何中心法向和切向位移测表均不应少于两只 并应对称布置法向载荷施加应符合下列规定法向载荷最大值宜为工程压力的倍对于结构面中含有软弱充填物的试件 最大法向载荷应以不挤出充填物为限法向载荷宜按等差级数分级 分级数不应少于级对于不需要固结的试件 法向载荷可一次施加完毕 立即测读法向位移后再测读

50、一次 即可施加剪切载荷对于需要固结的试件 在法向载荷施加完毕后的第一个小时内 每隔读数一次 然后每半小时读数一次当每小时法向位移不超过时 可施加剪切载荷试验过程中法向载荷应始终保持常数剪切载荷施加应符合下列规定按预估最大剪切载荷分级 每级载荷施加后 立即测读剪切位移和法向位移后再测读一次 即可施加下一级剪切载荷 当剪切位移明显增大时 可适当减小级差峰值前施加剪切载荷不宜少于级剪切破坏后 先后分别将剪切载荷和法向载荷退至零试件复位后 调整测表 按本条款进行同一法向载荷下的摩擦试验剪切破坏标准应符合下列规定之一剪切载荷加不上或无法稳定剪切位移明显变大 在剪应力与剪切位移关系曲线上出现明显突变段剪切