当剪切位移量不大时 有效剪切面积可直接采用试件剪切 面积 当剪断后位移量过大时 应采用剪断时试件上下相互重叠 的面积作为有效剪切面积
点荷载强度试验
岩石点荷载强度试验是指将岩石试件置于点荷载试验仪
上下两个球端圆锥之间 施加集中载荷直至试件破坏 以测定岩石
点荷载强度指数和各向异性指数的一种试验方法 该试验方法成
式中
煤油密度 纯水密度 瓶和煤油总质量 瓶和纯水总质量 比重瓶质量
块体密度试验
岩石块体密度是试件质量与试件体积的比值 根据岩石 含水状态 岩石块体密度可分为天然密度 干密度和饱和密度
选择试验方法时应主要考虑试件制备的难度和水对岩石的影 响
密封法试验当以石蜡为密封材料时 由于石蜡的融点较高 在 蜡封过程中会引起试件含水量的变化 同时试件也会产生干缩 这
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
中存在层面时 加载方向应分别平行层面和垂直层面 以获取各向 异性岩石的最小和最大点荷载强度指数
图 各向异性岩石试验的加载方向
垂直层面 平行层面
本条规定了有效试验的判定方法 当破坏面未通过两加 载点时 认为试验是无效的 图
对非标准试件 在计算点荷载强度指数 时 引入了等价 岩心直径 的概念 并对径向试验 轴向试验 方块体和不规则块
单轴抗压强度试验
岩石单轴抗压强度是试件在无侧限条件下受轴向力作用 破坏时单位面积所承受的载荷 本试验采用直接压坏试件的方法 确定岩石单轴抗压强度 也可以在一个试件上先进行岩石单轴压 缩变形试验后再将试件压坏 测定岩石单轴抗压强度
鉴于圆形试件具有轴对称性 应力分布均匀 故本规程推 荐圆柱试件作为标准试件 在没有条件加工圆柱体试件时 允许 采用方柱体试件
实测资料表明 采用粉碎后最大粒径 的岩粉 对试验成
果影响甚微 本条规定岩粉必须全部通过
筛孔 是参照了
国内外的现行规定
同本规程
条文说明
采用比重瓶法测定颗粒密度时 岩粉的烘干时间可根据不
同岩石而定 坚硬岩类
粘土岩类
不同温度下纯水的密度可按本规程附录 中表
的规定取值 采用煤油作试液时 煤油的密度按下式计算
进行岩体抗剪强度试验时 其试点的环境条件和岩性应 与实际工程建筑物区的环境条件和岩性相似 即受力状态与受力 方向应一致 饱水或浸水状态应相似 岩体性状应相似
试验报告应包括下列内容 报告正文包括试验目的 试验内容 工程概况 工程地质条 件 主要岩石力学问题 试验布置 试验方法 试验数量 试验成果 整理与分析 试验最佳值及主要结论等 报告附图包括地质图 试验洞 坑 槽 或露头的展示图 钻 孔柱状图 试件或试点 体 地质素描图 试验布置图 试验安装图 试验成果曲线等 报告编写 校核及逐级审核人员签名
自由吸水法是指试件在大气压力和室温条件下吸水的方
法 岩石自然吸水率是采用自由吸水法吸入的最大吸水量与试件
固体质量的比值 以百分数表示 岩石饱和吸水率是试件在强制
饱和状态下的最大吸水量与试件固体质量的比值 以百分数表示
试件形态对岩石吸水率的试验成果有影响 这和试件与水
的接触面积的大小有很大关系 本条规定采用单轴抗压强度 或
图 无效试验破坏模式
体试件等价岩心直径的计算作出了规定 对于径向试验 计算
时所取的等价岩心的直径 即为两加载点间的距离 对于轴
向试验 方块体及不规则块体试验 的 则必须由计算确定
为了获得标准的点荷载强度指数 必须进行尺寸修正
本条规定以加载点间距
的岩心径向试验所测定的 作
为标准值 表征为岩石点荷载强度指数
失 饱和单轴抗压强度和冻融系数 并以冻融系数表示岩石的抗冻
性能 岩石冻融破坏是由于裂隙中的水结冰 体积膨胀 导致岩石
破裂 因此 当岩石吸水率小于
时 不必进行冻融试验
岩块力学性质试验
单轴压缩变形试验
岩石单轴压缩变形试验是测定试件在单轴压缩条件下的 纵向和横向应变值 据此计算岩石弹性模量 变形模量和泊松比 本试验可采用电阻应变片法和千分表法 由于千分表法对应力应 变的起始部分不易测准的缺点 原规程没有推荐千分表法 但考虑 软岩电阻片不易贴牢 故本次规程修订中 增加了千分表法
本低廉 操作方便 实用性强 可为岩石分级及按经验公式计算岩
石的抗压强度参数提供依据
极软岩是指单轴抗压强度低于
的岩石
本条对试件的尺寸和形状进行了规定 图
由于岩石含水状态及各向异性特征对点荷载强度试验成果影
响甚大 故对不同含水状态以及平行 垂直层面加载的试验必须分
别进行 为保证试验成果精度 应有一定的试件数量 国内外的
为便于成果分析 本条规定试件劈裂面的拉力方向应与单 轴抗压强度试件的受力方向一致
垫条应根据岩石软硬程度选定 垫条的硬度应与试件硬 度匹配 垫条硬度过大 易产生贯入现象 垫条硬度过低 本身易变 形 两者都影响试验成果
直剪强度试验
岩石直剪强度试验是岩石试件在不同的法向载荷下进行 直接剪切 根据库仑表达式确定岩石抗剪强度参数
资料表明 对岩心试件的点荷载强度试验 当试件数量大于 块
时 岩石点荷载强度指数 趋于定值 本条规定了每组岩心试件
数量不少于 块
点荷载强度试验仪球端的曲率半径应为 圆锥体顶角
应为
本条对试件的加载方式进行了规定 图 和图 当试件
图 试样尺寸 形状和加载方向
径向试验 轴向试验 规则方块试验 不规则块体试验
岩块物理性质试验
含水率试验
岩石含水率是试件在
温度下烘至恒量时所失
去水的质量与试件干质量的比值 以百分数表示
岩石含水率试验主要用于测定粘土类岩石或软弱结构面在天
然状态下的含水率
对于不易成型的较松散或松散岩石可采用带有密封盖的试样
盒进行测定
本试验采用称量控制 将试件反复烘干至称量达到恒量为
止
吸水性试验
变形 试件作为吸水性试验的标准试件 只有在试件制备有困难
时 才允许采用不规则试件 对不规则试件 除了必须用浑圆形
外 还应有一定的质量要求
才可以保证试验成果的
精度
颗粒密度试验
岩石颗粒密度是岩石固相物质的质量与体积的比值 本 规程增补了水中称量法测岩石颗粒密度 主要原因是比重瓶法操 作太烦琐 不宜作大量的试验 而水中称量法具有可用不规则试
凡两加载点间距离
不等于
时 均应予以修正
关于修正指数 值的确定 国内外对不同 或 值的试件
所进行的试验表明
其中 为
关系
曲线的斜率 图 当数据较少 不能绘制该图时 可取
因而一般取
图
的对数关系曲线
断裂韧度试验
岩石的断裂韧度表征了岩石阻止裂缝扩展的能力 是岩石
抵抗断裂的力学指标
为了解岩石断裂过程中裂缝的位移特征 加载过程中可同时
为了取得较完整的应力应变关系曲线 循环加载至预定的 最大循环荷级之后 仍应继续逐级加载并读数 直至岩石破坏
电阻应变片宜采用半桥连接方式 以利于检查试件受力的 偏心程度 便于及时调平试件使之均匀受力 电阻应变片的数量 对中小型工程或较均质的岩石 每个试件贴纵 横向应变片各 片 对大型和重要工程或各向异性较明显的岩石 宜对称各贴 片
件 操作简便 可同时测定岩石的颗粒密度 块体密度 吸水率 饱
和吸水率等物理指标的优点 由于水不可能完全充满岩石中的闭
合裂隙 致使水中称量法测定的颗粒密度略偏小 但对于中小型水
利工程以及大型工程的可行性阶段 甚至初设阶段都是可以满足
精度要求的
试件可采用块体密度试验后的试件岩粉 旨在减少岩石不
均匀性的影响
,
中华人民共和国行业标准
水利水电工程岩石试验规程
条文说明
目次
总则 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 直剪强度试验 点荷载强度试验 断裂韧度试验
岩石侧向约束膨胀率是岩石试件在有侧向约束不产生侧向变
形的条件下 轴向受有限载荷
时 吸水后产生的轴向变形与
试件原高度之比 以百分数表示
岩石膨胀压力是岩石试件吸水后保持原体积不变所需的压
力
侧向约束膨胀率和膨胀压力试验 试件直径应比仪器金属
套环直径略小 其差值不能大于
以免产生径向变形
侧向约束膨胀率试验仪器的金属套环高度不应小于试件
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 试验成果综合整理方法
总则
年以来 国内水利水电工程均按电力工业部和水利部
颁发 的
高度和两块透水板厚度之和 以免引起试件吸水后产生三向变形
岩石膨胀压力试验中 为使试件体积保持不变 应随时调
节所加载荷 在观测变形时扣除仪器的系统变形
耐崩解性试验
岩石耐崩解性试验是测定岩石试块在经过干燥和浸水两 个标准循环后 试件残留的质量与其原质量之比 以百分数表示
冻融试验
岩石冻融试验是测定岩石经过多次反复冻融后的质量损
高分子树脂胶可按质量比配制 聚氯乙烯树脂和环己酮 之比为 先将粉末状的树脂倒入磨口玻璃瓶内 然后再将环己 酮加入 用玻璃棒搅拌均匀 盖好瓶口 待粉末完全溶解呈透明状 胶液后即可使用