岩石试验的基本知识及操作流程-PPT.ppt
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1、岩石试验的基本知识及操作流程岩石试验的基本知识及操作流程 岩石试验的基本知识及操作流程一、岩石的定义、应用及特点二、岩石试验项目三、试验前的准备四、试验的操作五、试验认识的误区岩石试验的基本知识及操作流程岩石试验的基本知识及操作流程 岩石试验的基本知识及操作流程一、岩石的定义、应用及特点 1、岩石的定义 岩石是在各种地质作用下,按一定方式结合而成的矿物集合体,它是构成地壳和地幔的主要物质 2、岩石的应用及特点 道路及桥涵工程使用的块状石料,一种是由天然岩石经开采加工而成的,另一种是由天然的卵石、漂石、巨石加工而成的。主要用于浆砌工程。是一种地方性材料,便于就地取材,节约成本。3岩石试验的基本知
2、识及操作流程 岩石试验的基本知识及操作流程二、岩石试验项目 1、岩石试验 测试岩石物理力学性质的试验。2、分类:室内试验和现场原位测试两种。室内试验的主要项目:含水率、颗粒密度和块体密度试验、吸水性、饱和吸水性、变形试验、单轴抗压试验、点荷载试验、抗剪强度试验(包括直剪试验、三轴试验)、膨胀性试验及抗拉试验。原位测试的主要项目:岩体现场变形试验、直剪试验、三轴试验、岩体应力测试等。这里我们重点介绍室内试验。试验所依据的标准铁路工程岩石试验规程TB10115-20144岩石试验的基本知识及操作流程 岩石试验的基本知识及操作流程三、试验前的准备 1、岩样规格与数量 满足表3.0.5 规定岩石试验的
3、基本知识及操作流程 岩石试验的基本知识及操作流程三、试验前的准备 1、岩样规格与数量 续表表3.0.5岩石试验的基本知识及操作流程 岩石试验的基本知识及操作流程三、试验前的准备 2、包装运输(1)岩石 1)样品按照试验项目采取具有代表性的岩芯或岩块。3)样品送样时应按钻孔分开,以便及时核对数量。如样品不多,也可按工点送样。4)运输样品时应有专门的运输箱密封,防止岩石震动、晃动。搬运和装卸时尽量轻拿轻放,以免样品损坏。岩石试验的基本知识及操作流程 岩石试验的基本知识及操作流程四、试验的操作岩石试验的基本知识及操作流程 岩石试验的基本知识及操作流程四、试验的操作11、含水率、含水率(1 1)试验目
4、的:)试验目的:测定岩石在天然状态下的含水率,间接反映岩 测定岩石在天然状态下的含水率,间接反映岩石中空隙的多少、岩石的致密程度等特性 石中空隙的多少、岩石的致密程度等特性。(2 2)检测方法:)检测方法:烘干法:烘干法:称试件烘干前质量,然后放入烘箱内,在 称试件烘干前质量,然后放入烘箱内,在105 105 110 110 的温度下烘 的温度下烘24h 24h;对于易逸出结晶水矿物的岩石烘干温度控制在;对于易逸出结晶水矿物的岩石烘干温度控制在40 40 5 5 下烘 下烘24h 24h,然后将试件从烘箱中取出,放在干燥器中冷,然后将试件从烘箱中取出,放在干燥器中冷却至室温,称烘干后试件质量。
5、却至室温,称烘干后试件质量。22、颗粒密度、颗粒密度 采用量瓶法。采用量瓶法。岩石试验的基本知识及操作流程 岩石试验的基本知识及操作流程四、试验的操作 2 2、块体密度、块体密度(1 1)试验目的:测定岩石的块体密度)试验目的:测定岩石的块体密度。(2 2)检测方法及适用范围:)检测方法及适用范围:a a、量积法:适用于能制成规则试件的各类岩石。、量积法:适用于能制成规则试件的各类岩石。b b、水中称量法:测定除遇水崩解、溶解和干缩湿涨以外的、水中称量法:测定除遇水崩解、溶解和干缩湿涨以外的各类岩石。各类岩石。岩石试验的基本知识及操作流程 岩石试验的基本知识及操作流程四、试验的操作33、颗粒密
6、度(比重)、颗粒密度(比重)(11)检测目的:测定土的颗粒密度,用于计算土)检测目的:测定土的颗粒密度,用于计算土的孔隙比、孔隙度、饱和度等指标。(土体内固体的孔隙比、孔隙度、饱和度等指标。(土体内固体颗粒质量与颗粒体积之比值,即为颗粒密度)颗粒质量与颗粒体积之比值,即为颗粒密度)(22)检测方法及适用范围:)检测方法及适用范围:aa、比重瓶法:粒径小于、比重瓶法:粒径小于5mm5mm的土;的土;bb、浮称法:粒径大于、等于、浮称法:粒径大于、等于5mm5mm的土,且其中大的土,且其中大于于20mm20mm的颗粒含量应小于总土质量的的颗粒含量应小于总土质量的10%10%。cc、虹吸法:粒径大于
7、、等于、虹吸法:粒径大于、等于5mm5mm的土,且其中大的土,且其中大于于20mm20mm的颗粒含量应大于总土质量的的颗粒含量应大于总土质量的10%10%。颗粒密度一般可采用经验值。颗粒密度一般可采用经验值。岩石试验的基本知识及操作流程 岩石试验的基本知识及操作流程四、试验的操作 5 5、界限含水量、界限含水量(1 1)概述)概述 a.a.液限。土从塑态向流态过渡的界限含水量,或土处于可塑状态的上限含水量。液限。土从塑态向流态过渡的界限含水量,或土处于可塑状态的上限含水量。以 以“%”%”表示。表示。b.b.塑限。土从半固态向塑态过渡的界限含水量,或土处于可塑状态的下限含水 塑限。土从半固态向
8、塑态过渡的界限含水量,或土处于可塑状态的下限含水量。以 量。以“%”%”表示 表示 c.c.塑性指数。塑性指数。Ip=WL-WP,Ip=WL-WP,粘性土处于可塑状态时的含水量变化范围。粘性土处于可塑状态时的含水量变化范围。Ip Ip 越大,越大,可塑性越高,大压缩性土。可塑性越高,大压缩性土。d.d.液性指数。液性指数。IL,IL,土的相对稠度。即土的天然含水量与界限含水量的关系。土的相对稠度。即土的天然含水量与界限含水量的关系。IL=IL=(W-WP W-WP)/(WL-WP WL-WP)e.e.缩限。当土达到塑限后继续变干,土的体积随之减小,当收缩达到某一含水 缩限。当土达到塑限后继续变
9、干,土的体积随之减小,当收缩达到某一含水量后土的体积不再收缩,此时的含水量为缩限。量后土的体积不再收缩,此时的含水量为缩限。(2 2)试验的目的:根据)试验的目的:根据WL WL、WP WP 计算 计算Ip Ip、IL IL,为土的分类、工程设计、施工,为土的分类、工程设计、施工提供依据。提供依据。(3 3)适用范围:粒径)适用范围:粒径0.5mm 0.5mm,有机质,有机质5%5%。(4 4)检测方法:液限:联合测定法、碟式仪法)检测方法:液限:联合测定法、碟式仪法 塑限:联合测定法、搓条法 塑限:联合测定法、搓条法(5 5)联合测定法仪器设备:试锥)联合测定法仪器设备:试锥76g,76g,
10、锥角 锥角30 30。岩石试验的基本知识及操作流程 岩石试验的基本知识及操作流程四、试验的操作 6 6、相对密度、相对密度(1 1)概念。相对密度即无黏性土处于最松散状态孔隙比与天然状态(或给定)概念。相对密度即无黏性土处于最松散状态孔隙比与天然状态(或给定)孔隙比之差和最松散状态孔隙比与最紧密状态孔隙比之差的比值。孔隙比之差和最松散状态孔隙比与最紧密状态孔隙比之差的比值。(2 2)试验目的:测定相对密度,用以判定砂类土或碎石类土的密实状态,从而)试验目的:测定相对密度,用以判定砂类土或碎石类土的密实状态,从而确定其工程特性,为设计和施工提供依据。确定其工程特性,为设计和施工提供依据。(3 3
11、)适用范围:)适用范围:砂的相对密度试验适用于颗粒粒径小于 砂的相对密度试验适用于颗粒粒径小于5 mm 5 mm、且粒径、且粒径2 2 5 mm 5 mm 的试样质量不 的试样质量不大于试样总质量的 大于试样总质量的15%15%及粒径小于 及粒径小于0.075 mm 0.075 mm 的颗粒质量不大于总土质量的 的颗粒质量不大于总土质量的12%12%;砾和碎石类土的相对密度试验适用于最大粒径为 砾和碎石类土的相对密度试验适用于最大粒径为60 mm 60 mm、且粗颗粒中小于、且粗颗粒中小于0.075 mm 0.075 mm 的颗粒含量不得大于 的颗粒含量不得大于12%12%。(4 4)注意事项
12、:)注意事项:a.a.相对密度 相对密度Dr Dr 的变化范围在 的变化范围在0 0 1 1 之间 之间,相对密度越大,越密实。相对密度越大,越密实。b.b.砂类土尤其是碎石类土的颗粒级配不稳定,其最大最小干密度也变化很大,砂类土尤其是碎石类土的颗粒级配不稳定,其最大最小干密度也变化很大,在实际应用中应密切关注其变化。在实际应用中应密切关注其变化。岩石试验的基本知识及操作流程 岩石试验的基本知识及操作流程四、试验的操作 7、渗透试验(1)试验目的:用于测定土的渗透系数k。(2)本试验根据不同土类,才用下列方法:1)常水头法:适用于砂土及含少量砾石的无黏聚性土。2)变水头法:适用于粉土和黏性土。
13、(3)本试验用水应才用纯水或洁净的天然水,试验前应用抽气法或煮沸法进行脱气,避免水中溶解的空气影响土的渗透系数。(4)试验操作 1)制样:先在环刀内壁涂抹凡士林,制取试样 时均匀,平稳下压(防止土样开裂及土样与环刀 接触部位出现缝隙),并且边下压边用钢丝锯消 除环刀外多余的土样。2)安装试样:在试样容器内壁涂抹凡士林,试样装好后,从排气口排出容器中的空气。3)试验:试验过程总结为三个时间段的三个落差。4)计算。14岩石试验的基本知识及操作流程 岩石试验的基本知识及操作流程四、试验的操作 8 8、天然坡角试验、天然坡角试验(1 1)试验目的:用于测定砂类土在充分风干状态和水下状态的天然坡角。)试
14、验目的:用于测定砂类土在充分风干状态和水下状态的天然坡角。(2 2)试验采用圆盘提升法,适用于最大粒径小于)试验采用圆盘提升法,适用于最大粒径小于5mm 5mm 的无黏性砂类土 的无黏性砂类土(3 3)仪器设备:)仪器设备:a.a.天然坡度仪:圆盘直径 天然坡度仪:圆盘直径100mm,100mm,适用于粒径小于 适用于粒径小于2mm 2mm 的砂 的砂类土,类土,圆盘直径 圆盘直径200mm,200mm,适用于粒径小于 适用于粒径小于5mm 5mm 的砂类土。的砂类土。b b 其他:勺、水槽等。其他:勺、水槽等。(4 4)试验操作:)试验操作:a.a.取代表性的充分风干试样若干(取代表性的充分
15、风干试样若干(或烘干试样)转动制动器,使圆盘落入底盘中。用勺 或烘干试样)转动制动器,使圆盘落入底盘中。用勺 沿铁杆四周倾倒试验,勺离试验表面高度始终保持在 沿铁杆四周倾倒试验,勺离试验表面高度始终保持在 10mm 10mm 左右,直至圆盘边缘蓄满。左右,直至圆盘边缘蓄满。b.b.提起圆盘,读取铁杆上的刻度,为干燥休止角。提起圆盘,读取铁杆上的刻度,为干燥休止角。c.c.将盛满试样的圆盘缓缓沉入水槽中,当椎体全 将盛满试样的圆盘缓缓沉入水槽中,当椎体全 部侵入水中后,停止下沉,待试样充分饱和,直至 部侵入水中后,停止下沉,待试样充分饱和,直至 无气泡上升。无气泡上升。d.d.缓缓转到制动器,将
16、圆盘提出水面,读取铁杆上的 缓缓转到制动器,将圆盘提出水面,读取铁杆上的 刻度,为水下休止角。刻度,为水下休止角。岩石试验的基本知识及操作流程 岩石试验的基本知识及操作流程四、试验的操作9.标准吸湿含水率(1)试验目的与适用范围:本试验适用于在温度20。C+2。C、相对湿度为60%+5%标准条件下,进行土样标准吸湿含水率的测定,同时也可以间接确定土样或水泥等细粒材料的比表面积等性质。(2)仪器设备:a.烘箱(105-110。C)b.天平:精度0.001g c.称量盒:采用铝盒。直径不大于6cm,高度不大于1.5cm。d.试验装置:装有干燥剂的干燥缸、装有饱和溴化钠溶液的密闭容器;或恒温恒湿箱等
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