工程岩体试验方法标准
发布实施
国家质量技术监督局
中华人民共和国建设部
联合发布
中华人民共和国国家标准
工程岩体试验方法标准
主编部门原中华人民共和国电力工业部
批准部门中华人民共和国建设部
施行日期年月日
北京
关于发布国家标准
工程岩体试验方法标准的通知
建标号
根据国家计委计综号文的要求由电力工业部会
同有关部门共同制订的工程岩体试验方法标准已经有关部门
会审现批准工程岩体试验方法标准为推荐性
国家标准自年月日起施行
本标准由电力工业部负责管理具体解释等工作由电力工业
部水电水利规划设计总院负责出版发行由建设部标准定额研究
所负责组织
中华人民共和国建设部
一九九九年一月二十二日
目次
总则
岩块试验
含水率试验
颗粒密度试验
块体密度试验
吸水性试验
膨胀性试验
耐崩解性试验
单轴抗压强度试验
单轴压缩变形试验
三轴压缩强度试验
抗拉强度试验
直剪试验
点荷载强度试验
岩体变形试验
承压板法试验
钻孔变形试验
岩体强度试验
岩体结构面直剪试验
岩体直剪试验
岩体应力测试
孔壁应变法测试
孔径变形法测试
孔底应变法测试
岩体原位观测
地下洞室围岩收敛观测
钻孔轴向岩体位移观测
钻孔横向岩体位移观测
岩石声波测试
岩块声波速度测试
岩体声波速度测试
附录岩体应力计算
附录本标准用词说明
附加说明
总则
为统一工程岩体试验方法提高试验成果的质量和增强试
验成果的可比性制订本标准
本标准适用于水利水电矿山铁路交通石油国防工
业与民用建筑等工程的岩石试验
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工程建设勘测设计施工的基本要求和特
性
岩石试验除应符合本标准外尚应符合国家现行有关标准
的规定
岩块试验
含水率试验
岩石含水率试验应采用烘干法并适用于不含结晶水矿物
的岩石
试件应符合下列要求
保持天然含水率的试件应在现场采取不得采用爆破或湿
钻法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
每个试件的尺寸应大于组成岩石最大颗粒的倍
每个试件的质量不得小于
每组试验试件的数量不宜少于个
试件描述应包括下列内容
岩石名称颜色矿物成分结构风化程度胶结物性质
等
为保持试件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
试验应按下列步骤进行
称制备好的试件质量
将试件置于烘箱内在的恒温下烘干试件
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
重复本条程序直到将试件烘干至恒量为止即相
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要求
按下列公式计算岩石含水率
式中岩石含水率
试件烘干前的质量
干试件的质量
计算值精确至
含水率试验记录应包括工程名称试件编号试件描述试
件烘干前后的质量
颗粒密度试验
岩石颗粒密度试验应采用比重瓶法并适用于各类岩石
试件应符合下列要求
将岩石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岩
石使全部通过筛孔
试件描述应包括下列内容
粉碎前应描述岩石名称颜色矿物成分结构风化程
度胶结物性质等
岩石的粉碎方法
主要仪器和设备应包括下列各项
粉碎机瓷研钵或玛瑙研钵磁铁块和孔径为的
筛
天平
烘箱和干燥器
真空抽气设备和煮沸设备
恒温水槽
容积的短颈比重瓶
温度计
试验应按下列步骤进行
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
用四分法取两份岩粉每份岩粉质量为
将经称量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应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体时煮沸时间在加热沸腾以后不
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
抽至无气泡逸出抽气时间不宜少于
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并使上部悬液澄清
塞好瓶塞使多余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并测定瓶内试液的温度
洗净比重瓶注入经排除气体并与试验同温度的试液至比
重瓶内按本条程序称瓶和试液的质量
称量精确至
试验成果整理应符合下列要求
按下列公式计算岩石颗粒密度
式中岩石颗粒密度
干岩粉质量
瓶试液总质量
瓶试液岩粉总质量
与试验温度同温的试液密度
颗粒密度试验应进行两次平行测定两次测定的差值不得
大于取两次测值的平均值
计算值精确至
颗粒密度试验记录应包括工程名称试件编号试件描述
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
以及瓶试液和岩粉总质量
块体密度试验
岩石块体密度试验可采用量积法水中称量法或蜡封法
并应符合下列要求
凡能制备成规则试件和各类岩石宜采用量积法
除遇水崩解溶解和干缩湿胀性岩石外均可采用水中称
量法
不能用量积法或水中称量法进行测定的岩石宜采用蜡封
法
量积法试件应符合下列要求
试件尺寸应大于岩石最大颗粒的倍
试件可用圆柱体方柱体或立方体
沿试件高度直径或边长的误差不得大于
试件两端面不平整度误差不得大于
端面应垂直于试件轴线最大偏差不得大于
方柱体或立方体试件相邻两面应互相垂直最大偏差不得
大于
蜡封法试件宜为边长的浑圆状岩块
测干密度时每组试验试件数量不得少于个测湿密度
时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结构风化程度胶结物性质
等
节理裂隙的发育程度及其分布
试件的形态
主要仪器和设备应包括下列各项
钻石机切石机磨石机砂轮机等
烘箱和干燥器
天平
测量平台
熔蜡设备
水中称量装置
量积法试验应按下列步骤进行
量测试件两端和中间三个断面上相互垂直的两个直径或
边长按平均值计算截面积
量测端面周边对称四点和中心点的五个高度计算高度平
均值
将试件置于烘箱中在的恒温下烘然后
放入干燥器内冷却至室温称试件质量
长度量测精确至称量精确至
水中称量法试验步骤应符合本标准第条的规定
蜡封法试验应按下列步骤进行
测湿密度时应取有代表性的岩石制备试件并称量测干
密度时试件应在恒温下烘然后放入干燥器内冷
却至室温称干试件质量
将试件系上细线置于温度左右的熔蜡中约
使试件表面均匀涂上一层蜡膜其厚度约左右当试件上蜡
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
取出试件擦干表面水分后再次称量当浸水后的蜡封试
件质量增加时应重做试验
湿密度试件在剥除蜡膜后按本标准第条的步骤
测定岩石含水率
称量精确至
试验成果整理应符合下列要求
量积法按下列公式计算岩石块体干密度
式中岩石块体干密度
干试件质量
试件截面积
试件高度
蜡封法按下列公式计算岩石块体干密度和块体湿密度
式中岩石块体湿密度
湿试件质量
蜡封试件质量
蜡封试件在水中的称量
水的密度
石蜡的密度
岩石含水率
计算值精确至
块体密度试验记录应包括工程名称试件编号试件描述
试验方法试件质量试件水中称量试件尺寸水的密度和蜡的密
度
吸水性试验
岩石吸水性试验应包括岩石吸水率试验和岩石饱和吸水
率试验并应符合下列要求
岩石吸水率采用自由浸水法测定
岩石饱和吸水率采用煮沸法或真空抽气法测定
在测定岩石吸水率和饱和吸水率的同时应采用水中称量
法测定岩石块体密度
本试验适用于遇水不崩解的岩石
试件应符合下列要求
规则试件应符合本标准第条的要求
不规则试件宜为边长的浑圆状岩块
每组试验试件的数量不得少于个
试件描述应符合本标准第条的规定
主要仪器和设备应包括下列各项
钻石机切石机磨石机砂轮机等
烘箱和干燥器
天平
水槽
真空抽气设备和煮沸设备
水中称量装置
试验应按下列步骤进行
将试件置于烘箱内在温度下烘取出放
入干燥器内冷却至室温后称量
当采用自由浸水法饱和试件时将试件放入水槽先注水
至试件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在水中自由吸水后取出试
件并沾去表面水分称量
当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
却至室温取出并沾去表面水分称量
当采用真空抽气法饱和试件时饱和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总抽
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
气压力下静置取出并沾去表面水分称量
将经煮沸或真空抽气饱和的试件置于水中称量装置上
称试件在水中的质量
称量精确至
试验成果整理应符合下列要求
按下列公式计算岩石吸水率饱和吸水率干密度
式中岩石吸水率
岩石饱和吸水率
岩石块体干密度
试件浸水的质量
干试件质量
试件经煮沸或真空抽气饱和后的质量
饱和试件在水中的称量
水的密度
计算值精确至
吸水性试验记录应包括工程名称试件编号试件描述试
验方法干试件质量浸水后质量强制饱和后的质量试件水中称
量及水的密度
膨胀性试验
岩石膨胀性试验应包括岩石自由膨胀率试验岩石侧向约
束膨胀率试验和岩石膨胀压力试验并应符合下列要求
岩石自由膨胀率试验适用于遇水不易崩解的岩石
岩石侧向约束膨胀率试验和岩石膨胀压力试验适用于各
类岩石
试件应在现场采取并保持天然含水状态不得采用爆破
或湿钻法取样
试件应符合下列要求
自由膨胀率试验的试件圆柱形试件的直径宜为
试件高度宜等于直径两端面应平行正方形试件的边
长宜为各相对面应平行试件数量不得少于
个
侧向约束膨胀率试验的试件高度应大于或大于岩
石最大颗粒的倍两端面应平行试件直径不得小于高度的
倍试件数量不得少于个
膨胀压力试验的试件高度应大于或大于岩石最大
颗粒的倍两端面应平行试件直径不得小于高度的倍试
件数量不得少于个
试件应采用干法加工天然含水率的变化不应超过
试件描述应包括下列内容
岩石名称颜色矿物成分结构风化程度胶结物性质
等
膨胀变形和加载方向分别与层理片理节理裂隙之间的
关系
试件加工方法
主要仪器和设备应包括下列各项
钻石机切石机磨石机等
测量平台
自由膨胀率试验仪
侧向约束膨胀率试验仪
膨胀压力试验仪
干湿温度计
自由膨胀率试验应按下列步骤进行
将试件放入自由膨胀率试验仪内在试件上下分别放置透
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薄铜片
读记千分表读数每隔读记次直至次读数不
变
缓慢地向盛水容器内注入纯水直至淹没上部透水板
在第小时内每隔测读变形次以后每隔测
读变形次直至次读数差不大于为止浸水后试验
时间不得小于
试验过程中应保持水位不变水温变化不得大于
试验过程中及试验结束后应详细描述试件的崩解掉块
表面泥化或软化等现象
侧向约束膨胀率试验应按下列步骤进行
将试件放入内壁涂有凡士林的金属套环内在试件上下分
别放置薄型滤纸和透水板
顶部放上固定金属荷载块并安装垂直千分表金属荷载块
的质量应能对试件产生的持续压力
试验及稳定标准应符合本标准第条的
试验结束后应描述试件表面的泥化和软化现象
膨胀压力试验应按下列步骤进行
将试件放入内壁涂有凡士林的金属套环内在试件上下分
别放置薄型滤纸和金属透水板
安装加压系统及量测试件变形的测表
应使仪器各部位和试件在同一轴线上不得出现偏心荷
载
对试件施加产生压力的荷载测读试件变形测
表读数每隔读数次直至次读数不变
缓慢地向盛水容器内注入纯水直至淹没上部透水板观
测变形测表的变化当变形量大于时调节所施加的荷
载应保持试件厚度在整个试验过程中始终不变
开始时每隔读数次连续次读数差小于
时改为每读数次当每读数连续次读数差
小于时可认为稳定并记录试验荷载浸水后总试验时
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
试验成果整理应符合下列要求
按下列公式计算岩石自由膨胀率侧向约束膨胀率膨胀
压力
式中岩石轴向自由膨胀率
岩石径向自由膨胀率
岩石侧向约束膨胀率
岩石膨胀压力
试件轴向变形值
试件高度
试件径向平均变形值
试件直径或边长
有侧向约束试件的轴向变形值
轴向荷载
试件截面积
计算值取位有效数字
膨胀性试验记录应包括工程名称试件编号试件描述试
件尺寸温度试验时间轴向变形径向变形和轴向荷载
耐崩解性试验
耐崩解性试验适用于粘土岩类岩石和风化岩石
试件应符合下列要求
在现场采取保持天然含水量的试样并密封
试样制成每块质量为的浑圆状岩块试件每组试
验试件的数量不应少于个
试件描述应包括岩石名称颜色矿物成分结构风化程
度胶结物性质等
主要仪器和设备应包括下列各项
烘箱及干燥器
天平
耐崩解性试验仪由动力装置圆柱形筛筒和水槽组成其
中圆柱形筛筒长直径筛孔直径图
温度计
1 2 3 4 5 6 7
图耐崩解性试验仪
水槽蜗杆轴套蜗轴马达筛筒
试验应按下列步骤进行
将试件装入耐崩解试验仪的圆柱形筛筒内在
的温度下烘干至恒量后在干燥器内冷却至室温称量
将装有试件的圆柱形筛筒放在水槽内向水槽内注入纯
水使水位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件在的温度下烘
干至恒量后在干燥器内冷却至室温称量
重复本条项的程序求得第二次循环后的圆柱形筛筒
和残留试件质量根据需要可进行个循环
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要求
按下列公式计算岩石耐崩解性指数
式中岩石二次循环耐崩解性指数
原试件烘干质量
残留试件烘干质量
计算值精确至
耐崩解性试验记录应包括工程名称取样位置试件编号
试件描述水的温度及试件在试验前后的烘干质量
单轴抗压强度试验
单轴抗压强度试验适用于能制成规则试件的各类岩石
试件可用岩心或岩块加工制成试件在采取运输和制备
过程中应避免产生裂缝
试件尺寸应符合下列要求
圆柱体直径宜为
含水颗粒的岩石试件的直径应大于岩石最大颗粒尺寸的
倍
试件高度与直径之比宜为
试件精度应符合下列要求
试件两端面不平整度误差不得大于
沿试件高度直径的误差不得大于
端面应垂直于试件轴线最大偏差不得大于
试件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件烘干和饱和方法应符合本标准第
条的规定
同一含水状态下每组试验试件的数量不应少于个
试件描述应包括下列内容
岩石名称颜色矿物成分结构风化程度胶结物性质
等
加荷方向与岩石试件内层理节理裂隙的关系及试件加
工中出现的问题
含水状态及所使用的方法
主要仪器和设备应包括下列各项
钻石机锯石机磨石机车床等
测量平台
材料试验机
试验应按下列步骤进行
将试件置于试验机承压板中心调整球形座使试件两端
面接触均匀
以每秒的速度加荷直至破坏记录破坏荷
载及加载过程中出现的现象
试验结束后应描述试件的破坏形态
试验成果整理应符合下列要求
按下列公式计算岩石单轴抗压强度
式中岩石单轴抗压强度
试件破坏荷载
试件截面积
计算值取位有效数字
单轴抗压强度试验记录应包括工程名称取样位置试件
编号试件描述试件尺寸和破坏荷载
单轴压缩变形试验
单轴压缩变形试验适用于能制成规则试件的各类岩石
试件应符合本标准第条的要求
试件描述应符合本标准第条的要求
主要仪器和设备应包括下列各项
钻石机锯石机磨石机车床等
测量平台
材料试验机
惠斯顿电桥万用表兆欧表
电阻应变仪
试验应按下列步骤进行
选择电阻应变片时电阻片阻栅长度应大于岩石颗粒的
倍并应小于试件的半径同一试件所选定的工作片与补偿片
的规格灵敏系数等应相同电阻值相差应不大于
电阻应变片应牢固地粘贴在试件中部的表面并应避开裂
隙或斑晶纵向或横向电阻应变片的数量不得少于片其绝缘电
阻值应大于
将试件置于试验机承压板中心调整球形座使试件受力
均匀
以每秒的速度加荷逐级测读荷载与应变
值直至破坏测值不应少于组
记录加荷过程及破坏时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要求
岩石单轴抗压强度按式计算
按下列公式计算各级应力
式中各级应力
与所测各组应变值相应的荷载
试件截面积
绘制应力与纵向应变及横向应变关系曲线
按下列公式计算岩石平均弹性模量和岩石平均泊松比
式中岩石平均弹性模量
岩石平均泊松比
应力与纵向应变关系曲线上直线段始点的应力值
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
按下列公式计算岩石割线弹性模量及相应的岩石泊松比
式中岩石割线弹性模量
岩石泊松比
相当于岩石单轴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
岩石弹性模量值取位有效数字泊松比计算值精确至
单轴压缩变形试验记录应包括工程名称取样位置试件
编号试件描述试件尺寸各级荷载下的应力及纵向和横向应变
值破坏荷载
三轴压缩强度试验
三轴压缩强度试验采用的侧压力应相等并适用于能制成
圆柱形试件的各类岩石
试件应符合下列要求
圆柱形试件直径应为承压板直径的
同一含水状态下每组试验试件的数量不宜少于个
其它应符合本标准第条第条的要求
试件描述应符合本标准第条的要求
主要仪器和设备应包括下列各项
钻石机锯石机磨石机车床等
测量平台
三轴试验机包括测试系统和记录系统
试验应按下列步骤进行
侧压力可按等差级数或等比级数进行选择
根据三轴试验机要求安装试件试件应采用防油措施
以每秒的加荷速度同时施加侧压力和轴向压力
至预定侧压力值并使侧压力在试验过程中始终保持为常数
以每秒的加荷速度施加轴向荷载直至试
件完全破坏记录破坏荷载
对破坏后的试件进行描述当有完整的破坏面时应量测
破坏面与最大主应力作用面之间的夹角
试验成果整理应符合下列要求
按下列公式计算不同侧压条件下的轴向应力
式中不同侧压条件下的轴向应力
试件轴向破坏荷载
试件截面积
根据计算的轴向应力及相应施加的侧压力值在
坐标图上绘制莫尔应力圆根据库伦莫尔强度理论确定岩石三
轴应力状态下的强度参数
三轴压缩强度试验记录应包括工程名称取样位置试件
编号试件描述试件尺寸各侧向压应力下各轴向破坏荷载
抗拉强度试验
抗拉强度试验采用劈裂法适用于能制成规则试件的各
类岩石
试件应符合下列要求
圆柱体试件的直径宜为试件的厚度宜为直径
的倍并应大于岩石最大颗粒的倍
其它应符合本标准第条第条的要
求
试件描述应符合本标准第条的要求
仪器和设备应符合本标准第条的要求
试验应按下列步骤进行
通过试件直径的两端沿轴线方向划两条相互平行的加载
基线将根垫条沿加载基线固定在试件两端
将试件置于试验机承压板中心调整球形座使试件均匀
受荷并使垫条与试件在同一加荷轴线上
以每秒的速度加荷直至破坏
记录破坏荷载及加荷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要求
按下列公式计算岩石抗拉强度
式中岩石抗拉强度
试件破坏荷载
试件直径
试件厚度
计算值取位有效数字
抗拉强度试验的记录应包括工程名称取样位置试件编
号试件描述试件尺寸破坏荷载
直剪试验
直剪试验适用于岩块岩石结构面以及混凝土与岩石胶
结面
应在现场采取试件在采取运输和制备过程中应防止
产生裂缝和扰动
试件尺寸应符合下列要求
岩块直剪试验试件的直径或边长不得小于试件高度
应与直径或边长相等
岩石结构面直剪试验试件的直径或边长不得小于试
件高度与直径或边长相等结构面应位于试件中部
混凝土与岩石胶结面直剪试验试件应为方块体其边长不
宜小于胶结面应位于试件中部岩石起伏差应为边长的
混凝土骨料的最大粒径不得大于边长的
含水状态可根据需要采用天然含水状态饱和状态或其
它含水状态
每组试验试件的数量不应少于个
试件描述应包括下列内容
岩石名称颜色矿物成分结构风化程度胶结物性质
等
层理片理节理裂隙的发育程度及其与剪切方向的关系
结构面的充填物性质充填程度以及试件在采取和制备过
程中受扰动的情况
混凝土与岩石胶结面的试件应测定岩石表面的起伏差
并绘制其沿剪切方向的高度变化曲线混凝土的配合比胶结质量
及实测标号
主要仪器和设备应包括下列各项
试件制备设备
试件饱和设备
直剪试验仪
试件安装应符合下列规定
将试件置于金属剪切盒内试件与剪切盒内壁之间的间隙
以填料填实使试件与剪切盒成为一个整体预定剪切面应位于剪
切缝中部
安装试件时法向荷载和剪切荷载应通过预定剪切面的几
何中心法向位移测表和水平位移测表应对称布置各测表数量不
宜少于只
法向荷载的施加方法应符合下列规定
在每个试件上分别施加不同的法向应力所施加的最大
法向应力不宜小于预定的法向应力
对于岩石结构面中具有充填物的试件最大法向应力应以
不挤出充填物为宜
不需要固结的试件法向荷载一次施加完毕即测读法向
位移后再测读一次即可施加剪切荷载
需固结的试件在法向荷载施加完毕后的第一小时内每
隔读数次然后每半小时读数次当每小时法向位移不
超过时即认为固结稳定可施加剪切荷载
在剪切过程中应使法向荷载始终保持为常数
剪切荷载的施加方法应符合下列规定
按预估最大剪切荷载分级施加每级荷载施加后
即测读剪切位移和法向位移后再测读一次即施加下一级剪
切荷载直至破坏当剪切位移量变大时可适当加密剪切荷载分
级
将剪切荷载退至零根据需要待试件充分回弹后调整测
表按上述步骤进行摩擦试验
试验结束后应对试件剪切面进行描述
准确量测剪切面面积
详细描述剪切面的破坏情况擦痕的分布方向和长度
测定剪切面的起伏差绘制沿剪切方向断面高度的变化曲
线
当结构面内有充填物时应准确判断剪切面的位置并记
述其组成成分性质厚度构造根据需要测定充填物的物理性
质
试验成果整理应符合下列要求
按下列公式计算各法向荷载下的法向应力和剪应力
式中作用于剪切面上的法向应力
作用于剪切面上的剪应力
作用于剪切面上的总法向荷载
作用于剪切面上的总剪切荷载
剪切面积
绘制各法向应力下的剪应力与剪切位移及法向位移关系
曲线根据曲线确定各剪切阶段特征点的剪应力
根据各剪切阶段特征点的剪应力和法向应力绘制关系曲
线按库伦表达式确定相应的岩石抗剪强度参数
直剪试验记录应包括工程名称取样位置试件编号试件
描述剪切面积各法向荷载下各级剪切荷载时的法向位移及剪切
位移
点荷载强度试验
点荷载强度试验适用于各类岩石
试件可用钻孔岩心或从岩石露头勘探坑槽平洞巷道
中采取的岩块试件在采取和制备过程中应避免产生裂缝
试件尺寸应符合下列规定
当采用岩心试件作径向试验时试件的长度与直径之比不
应小于作轴向试验时加荷两点间距与直径之比宜为
当采用方块体或不规则块体试件作试验时加荷两点间距
宜为加荷两点间距与加荷处平均宽度之比宜为
试件长度不应小于加荷两点间距
试件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件烘干和饱和方法应符合本标准第
条的规定
同一含水状态下的岩心试件数量每组应为个方
块体或不规则块体试件数量每组应为个
试件描述应包括下列内容
岩石名称颜色矿物成分结构风化程序胶结物性质
等
试件形状及制备方法
加荷方向与层理节理裂隙的关系
含水状态及所使用的方法
本试验应采用点荷载试验仪
试验应按下列步骤进行
径向试验时将岩心试件放入球端圆锥之间使上下锥端
与试件直径两端紧密接触量测加荷点间距接触点距试件自由端
的最小距离不应小于加荷两点间距的
轴向试验时将岩心试件放入球端圆锥之间使上下锥端
位于岩心试件的圆心处并与试件紧密接触量测加荷点间距及垂
直于加荷方向的试件宽度
方块体与不规则块体试验时选择试件最小尺寸方向为加
荷方向将试件放入球端圆锥之间使上下锥端位于试件中心处并
与试件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件自由端的距离不应小于加荷点间
距的
稳定地施加荷载使试件在内破坏记录破坏荷载
试验结束后应描述试件的破坏形态破坏面贯穿整个试
件并通过两加荷点为有效试验
试验成果整理应符合下列要求
按下列公式计算岩石点荷载强度
式中未经修正的岩石点荷载强度
破坏荷载
等价岩心直径
径向试验时应按下列公式计算等价岩心直径
式中加荷点间距
上下锥端发生贯入后试件破坏瞬间的加荷点间距
轴向方块体或不规则块体试验时应按下列公式计算等
价岩心直径
式中通过两加荷点最小截面的宽度或平均宽度
当加荷两点间距不等于时应对计算值进行修正
当其试验数据较多且同一组试件中的等价岩心直径具有多种尺
寸而加荷两点间距不等于时应根据试验结果绘制
与破坏荷载的关系曲线并在曲线上查找对应
的值按下列公式计算岩石点荷载强度
式中经尺寸修正后的岩石点荷载强度
根据关系曲线为时的值
当加荷两点间距不等于且其试验数据较少不宜
采用上述方法修正时应按下列公式计算岩石点荷载强度
式中修正系数
修正指数由同类岩石的经验值确定
按下式计算岩石点荷载强度各向异性指数
式中岩石点荷载强度各向异性指数
垂直于弱面的岩石点荷载强度
平行于弱面的岩石点荷载强度
按式计算的垂直和平行弱面岩石点荷载强度
应取平均值平均值的计算当一组有效的试验数据不超过个
时应舍去最高值和最低值再计算其余数的平均值当一组有效
数据超过个时可舍去前二个高值和后二个低值再计算其余
数的平均值
计算值精确至
点荷载强度试验记录应包括工程名称取样位置试件编
号试件描述试验类型试件尺寸破坏荷载
岩体变形试验
承压板法试验
承压板法试验适用于各类岩体
试验地段开挖时应减少对岩体的扰动和破坏
在岩体的预定部位加工试点并应符合下列要求
试点面积应大于承压板其中加压面积不宜小于
试点表面范围内受扰动的岩体宜清除干净并修凿平整
岩面的起伏差不宜大于承压板直径的
在承压板以外试验影响范围以内的岩体表面应平整无
松动岩块和石碴
试点表面应垂直预定的受力方向
试点的边界条件应符合下列要求
承压板的边缘至试验洞侧壁或底板的距离应大于承压板
直径的倍承压板的边缘至洞口或掌子面的距离应大于承压
板直径的倍承压板的边缘至临空面的距离应大于承压板直
径的倍
两试点承压板边缘之间的距离应大于承压板直径的
倍
试点表面以下倍承压板直径深度范围内岩体的岩性
宜相同
试点的反力部位应能承受足够的反力岩石表面应凿平
采用钻孔轴向位移计进行深部岩体变形量测的试点应在
试点中心钻孔钻孔应与试点岩面垂直钻孔直径应与钻孔轴向位
移计直径一致孔深不应小于承压板直径的倍
试点可在天然含水状态下也可在人工浸水条件下进行试
验
地质描述应包括下列内容
试段开挖和试点制备的方法及出现的情况
岩石名称结构及主要矿物成分
岩体结构面的类型产状宽度延伸性密度充填物性
质以及与受力方向的关系等
试段岩体风化状态及地下水情况
应提供试段地质展示图试段地质纵横剖面图试点地质
素描图和试点中心钻孔柱状图
主要仪器和设备应包括下列各项
液压千斤顶刚性承压板法
环形液压枕柔性承压板法或中心孔法
液压泵及高压管路
稳压装置
刚性承压板
环形钢板与环形传力箱
传力柱
垫板
楔形垫块
反力装置
测表支架
变形测表
钻孔轴向位移计
钻机及辅助设备
刚性承压板法加压与传力系统安装应符合下列规定
清洗试点岩体表面铺一层水泥浆放上刚性承压板轻击
承压板挤出多余水泥浆并使承压板平行试点表面水泥浆的厚
度不宜大于并应防止水泥浆内有气泡
4
5 67 8 9
11 12 14 15
3
2
1 12 13 9 5
6 18 3 8
19
10
11
13 15
16 17
在承压板上放置千斤顶千斤顶的加荷中心应与承压板中
心重合
在千斤顶上依次安装垫板传力柱垫板在垫板和反力后
座岩体之间浇筑混凝土或安装反力装置图
图刚性承压板法试验安装
砂浆顶板垫板传力柱圆垫板标准压力表
液压千斤顶高压管接油泵磁性表架工字钢梁
钢板刚性承压板标点千分表滚轴
混凝土支墩木柱油泵接千斤顶木垫木梁
安装完毕后可起动千斤顶稍加压力也可在传力柱与垫
板之间加一楔形垫块楔进楔形垫块使整个系统结合紧密
应使整个系统所有部件的中心保持在同一轴线上并与加
压方向一致
应保证系统具有足够的刚度和强度
柔性承压板法加压与传力系统安装应符合下列规定
进行中心孔法试验的试点应先在钻孔内安装钻孔轴向位
移计钻孔轴向位移计的测点可按承压板直径的
6D 3D 2D 1D 5D
1.5D
5
4
11 12
13
10
9
8
7
6
3
2
1
倍孔深处选择其中的若干点进行布
置但孔口及孔底应设有测点图
清洗试点岩体表面铺一层水泥浆放上凹槽已用水泥砂
浆填平并经养护的环形液压枕挤出多余水泥浆并使环形液压枕
平行试点表面水泥浆的厚度不宜大于并应防止水泥浆内有
气泡
在环形液压枕上放置环形钢板和环形传力箱
其它应符合本标准第条的规定
图柔性承压板中心孔法安装
混凝土顶板钢板斜垫板多点位移计锚头
传力柱测力枕加压枕环形传力箱测架
环形传力枕环形钢板小螺旋顶
量测系统安装应符合下列规定
在承压板两侧各安放测表支架根支承形式以简支为
宜支架的支点必须设在试点的影响范围以内可采用浇筑在岩面
上的混凝土墩作支点防止支架在试验过程中产生沉陷
在支架上通过磁性表座安装测表对于刚性承压板应在
P
P2
P1
0
1 2
Wo Wo Wo
Wo
Wo
<45%
0
P1
P2
P
Wo
Wo
<5%
Wo
1 2
Wo Wo
(a)逐级一次循环法
(b)逐级多次循环法
承压板上对称布置个测表对于柔性承压板包括中心孔法应
在柔性承压板中心岩面上布置个测表
根据需要可在承压板外的影响范围内通过承压板中心
且相互垂直的二条轴线上布置测表
水泥浆和混凝土应进行养护
试验及稳定标准应符合下列规定
试验最大压力不宜小于预定压力的倍压力宜分为
级按最大压力等分施加
图相对变形变化的计算
加压前应对测表进行初始稳定读数观测每隔同
时测读各测表次连续次读数不变方可开始加压试验并将
此读数作为各测表的初始读数值钻孔轴向位移计各测点观测可
在表面测表稳定不变后进行初始读数
加压方式宜采用逐级一次循环法或逐级多次循环法当
采用逐级一次循环法加压时每一循环压力应退至零
每级压力加压后应立即读数以后每隔读数次
当刚性承压板上所有测表或柔性承压板中心岩面上的测表相邻两
次读数差与同级压力下第一次变形读数和前一级压力下最后一次
变形读数差之比小于时可认为变形稳定并进行退压图
退压后的稳定标准与加压时的稳定标准相同
在加压退压过程中均应测读相应过程压力下测表读数
一次
中心孔中各测点及板外测表可在读取稳定读数后进行一
次读数
试验期间应控制试验环境温度的变化
试验结束后应及时拆卸试验设备
试验成果整理应符合下列要求
当采用刚性承压板法量测岩体表面变形时按下列公式计
算变形参数
式中岩体弹性变形模量当以总变形代入式
中计算的为变形模量当以弹性变形代入式中
计算的为弹性模量
岩体变形
按承压板面积计算的压力
承压板直径
泊松比
当采用柔性承压板法量测岩体表面变形时按下列公式计
算变形参数
式中环形柔性承压板的外半径和内半径
板中心岩体表面的变形
当采用柔性承压板法量测中心孔深部变形时按下列公式
计算变形参数
式中深度为处的岩体变形
测点深度
与承压板尺寸测点深度和泊松比有关的系数
当柔性承压板中心孔法量测到不同深度两点的岩体变形
值时两点之间岩体的视变形模量应按下列公式计算
式中深度分别为和处的岩体变形
深度分别为和处的相应系数
应绘制压力与变形关系曲线压力与变形模量关系曲线
压力与弹性模量关系曲线以及沿中心孔不同深度的压力与变形
曲线
承压板法岩体变形试验记录应包括工程名称试点编号
试点位置试验方法试点描述测表布置承压板尺寸各级压力
下的测表读数
钻孔变形试验
钻孔变形试验适用于软岩和中坚硬岩体
试点应符合下列要求
试验孔应铅直孔壁应平直光滑孔径根据仪器要求确定
在受压范围内岩性应均一完整钻孔直径倍范围内的
岩性应相同
两试点加压段边缘之间的距离不应小于倍加压段的长
度加压段边缘距孔口的距离不应小于倍加压段的长度加压段
边缘距孔底的距离不应小于倍加压段的长度
地质描述应包括下列内容
钻孔钻进过程中的情况
岩石名称结构及主要矿物成分
岩体结构面的类型产状宽度充填物性质
地下水水位含水层与隔水层分布
应提供钻孔平面布置图和钻孔柱状图
主要仪器和设备应包括下列各项
钻孔压力计或钻孔膨胀计
起吊设备
扫孔器模拟管
校正仪
试验准备应包括下列内容
向钻孔内注水至孔口将扫孔器放入孔内进行扫孔直至
上下连续次收集不到岩块为止将模拟管放入孔内直至孔底如
畅通无阻即可进行试验
按仪器使用要求进行钻孔压力计或钻孔膨胀计探头直径
标定
应将组装后的探头放入孔内预定深度并经定向后立即施
加的初始压力探头即自行固定读取初始读数
试验最大压力应根据需要而定可为预定压力的
倍压力可分为级按最大压力等分施加
加压方式宜采用逐级一次循环法或大循环法
变形稳定标准应符合下列规定
当采用逐级一次循环法时加压后立即读数以后每隔
读数次当相邻两次读数差与同级压力下第一次变形读
数和前一级压力下最后一次变形读数差之比小于时可认为
变形稳定即可进行退压
当采用大循环法时相邻两循环的读数差与第一次循环的
变形稳定读数之比小于时可认为变形稳定即可进行退压
但大循环次数不应少于次
退压后的稳定标准与加压时的稳定标准相同
在每一循环过程中退压时压力应退至初始压力最后一
次循环在退至初始压力后应进行稳定值读数然后将全部压力退
至零并保持一段时间再移动探头
试验结束后应及时取出探头对橡皮囊上的压痕进行描
述以确定孔壁岩体掉块和开裂的位置及方向
试验成果整理应符合下列要求
按下列公式计算变形参数
式中岩体弹性变形模量当以总形形代入式
中计算的为变形模量当以弹性变形代入式中
计算的为弹性模量
计算压力为试验压力与初始压力之差
实测点钻孔直径
岩体泊松比
岩体径向变形
应绘制各测点的压力与变形关系曲线各测点的压力与变
形模量关系曲线压力与弹性模量关系曲线以及与钻孔岩心柱状
图相对应的沿孔深的弹性模量变形模量分布图
钻孔变形试验记录应包括工程名称钻孔编号钻孔位置
钻孔岩心柱状图测点深度试验方法测点方向测点钻孔直径
初始压力各级压力下的读数
岩体强度试验
岩体结构面直剪试验
岩体结构面直剪试验适用于岩体中的各类结构面
试验地段的开挖应减少对岩体结构面产生扰动和破坏
在岩体的预定部位加工试体并应符合下列要求
结构面剪切面积不宜小于最小边长不宜小于
试体高度不宜小于最小边长的
试体间距宜大于最小边长
试体的推力方向应与预定剪切方向一致
在试体的推力部位应留有安装千斤顶的足够空间平推
法应开挖千斤顶槽
试体周围结构面的充填物及浮渣应清除干净
对结构面上部不需要浇筑保护套的完整岩石试体各个面
应大致修凿平整顶面宜平行预定剪切面对加压过程中可能出现
破裂或松动的试体应浇筑钢筋混凝土保护套或采取其它保护措
施保护套应具有足够的强度和刚度顶面应平行预定剪切面底
部应在预定剪切面的上部边缘
对剪切面倾斜的试体或有夹泥层的试体在加工前应采
取保护措施
试体可在天然含水状态下剪切也可在人工浸水条件下剪
切
每组试验试体的数量不宜少于个
地质描述应包括下列内容
试验地段开挖试备方法及出现的情况
结构面的产状成因类型连续性结构面壁强度及起伏
情况
充填物的厚度矿物成分颗粒组成泥化软化程度风化
程度含水状态等
结构面两侧岩体的名称结构及主要矿物成分
试段的地下水情况
应提供试验地段工程地质图试体地质素描图和结构面剖
面示意图
主要仪器和设备应包括下列各项
液压千斤顶或液压枕
液压泵及管路
稳压装置
压力表
垫板
滚轴排
传力柱
传力块
斜垫块
反力装置
测表支架
磁性表座
位移测表
法向荷载系统安装应符合下列规定
在试体顶部铺设一层水泥砂浆放上垫板轻击垫板使垫
板平行预定剪切面试体顶部也可铺设橡皮板或细砂
在垫板上依次放上滚轴排垫板液压千斤顶或液压枕垫
板传力柱及顶部垫板
在垫板和反力座之间浇筑混凝土或安装反力装置
安装完毕后可起动千斤顶稍加压力使整个系统结合紧
密
应使整个系统的所有部件保持在加压方向的同一轴线
上并垂直预定剪切面垂直荷载的合力应通过预定剪切面中心
应保证法向荷载系统具有足够的刚度和强度当剪切面为
倾斜时对法向荷载系统应加支撑
为适应剪切过程中可能出现的试体上抬现象液压千斤顶
活塞在安装前应起动部分行程
剪切荷载系统安装应符合下列规定
在试体受力面用水泥砂浆粘贴一块垫板使垫板垂直预定
剪切面在垫板后依次安放传力块平推法或斜垫板斜推法液
压千斤顶垫板在垫板和反力座之间浇筑混凝土
应使剪切方向与预定的推力方向一致其投影应通过预定
剪切面中心平推法剪切荷载作用轴线应平行预定剪切面着力点
与剪切面的距离不宜大于剪切方向试体长度的斜推法剪切
荷载方向应按预定的角度安装剪切荷载和法向荷载合力的作用
点应在预定剪切面的中心
量测系统安装应符合下列规定
安装测表支架支架的支点应在变形影响范围以外
在支架上通过磁性表座安装测表在试体的对称部位分
别安装剪切位移和法向位移测表每种测表数量不宜少于只量
测试体的绝对位移
根据需要可在试体与基岩表面之间布置量测试体相对
位移的测表
水泥砂浆和混凝土应进行养护
法向荷载的施加方法应符合下列规定
在每个试体上分别施加不同的法向荷载其值为最大法向
荷载的等分值其最大法向应力不宜小于预定法向应力
对具有充填物的试体最大法向荷载的施加以不挤出充
填物为宜
对每个试体法向荷载宜分级施加每隔施加
一级并测读每级荷载下的法向位移在最后一级荷载作用下要
求法向位移值相对稳定然后施加剪切荷载
法向位移的稳定标准为对无充填结构面每隔读
数次连续两次读数之差不超过对有充填物结构面
可根据结构面的厚度和性质按每隔或读数次
连续两次读数之差不超过
在剪切过程中应使法向荷载始终保持为常数
剪切荷载的施加方法应符合下列规定
按预估的最大剪切荷载分级施加当剪切位移明显
增大时可适当增加剪切荷载分级
剪切荷载的施加以时间控制对无充填结构面每隔
加荷次对有充填物结构面可根据剪切位移的大小按每隔
或加荷次加荷前后均需测读各测表读数
试体剪断后应继续施加剪切荷载直到测出大致相等的
剪切荷载值为止
将剪切荷载缓慢退荷至零观测试体回弹情况根据需要
调整设备和测表按上述同样方法进行摩擦试验
当采用斜推法分级施加斜向荷载时应同步降低由于施加
斜向荷载而产生的法向分荷载增量保持法向荷载始终为一常数
试验结束后应对剪切面进行描述
准确量测剪切面面积
详细记述剪切面的破坏情况擦痕的分布方向长度
测定剪切面的起伏差绘制沿剪切方向断面高度的变化曲
线
对结构面中的充填物应记述其组成成分性质厚度必
要时应测定充填物的物理性质
试验成果整理应符合下列要求
平推法按式和式计算各法向荷
载下的法向应力和剪应力
斜推法按下式计算各法向荷载下的法向应力和剪应力
式中作用于剪切面上的总斜向荷载
斜向荷载施力方向与剪切面的夹角
绘制各法向应力下的剪应力与剪切位移及法向位移关系
曲线
根据上述曲线确定各阶段特征点剪应力
绘制各阶段的剪应力和法向应力的关系曲线确定相应的
抗剪强度参数
岩体结构面直剪试验记录应包括工程名称试体编号试
体位置试验方法试体描述剪切面积测表布置各法向荷载下
各级剪切荷载时的法向位移及剪切位移
岩体直剪试验
岩体直剪试验适用于各类岩体
试体应符合下列要求
在预定的试验部位加工成方形试体其底部剪切面积不宜
小于最小边长不宜小于试体高度不宜小于最小
边长的试体周围岩面宜修凿平整
需要浇筑保护套的试体保护套底部应达到预定的剪切缝
上部边缘剪切缝的宽度宜为推力方向试体长度的
其它应符合本标准第条和第
条的规定
地质描述应包括下列内容
试验地段开挖试备的方法及出现的情况
岩石名称结构及主要矿物成分
7 2 5 8 2
3
9
2
6
5
4
1
2
接油泵
接油泵
d/2
d
岩体结构面的类型产状宽度延伸性密度充填物性质
以及与受力方向的关系等
试验段岩体完整程度风化程度及地下水情况
应提供试验地段工程地质图试体展示图
主要仪器和设备应符合本标准第条的规定
设备安装应符合下列规定
斜推法试验中剪切荷载和法向荷载合力的作用点应通过
预定剪切面的中心并通过预留剪切缝宽的处图
图岩体直剪斜推法试验
砂浆顶板钢板传力柱压力表液压千斤顶
滚轴排混凝土后座斜垫板钢筋混凝土保护罩
其它应符合本标准第条的有关规定
试验及稳定标准应符合下列规定
法向荷载一次施加完毕加荷后立即读数以后每隔
读数次当连续二次读数之差不超过时即认为稳定
可施加剪切荷载
剪切荷载按预估最大剪切荷载分级施加每隔
加荷次加荷前后均需测读各测表读数
其它应符合本标准第条的有关规定
试验结束后应对剪切面进行下列描述
准确量测剪切面面积
详细记述剪切面的破坏情况破坏形式及范围剪切碎块
的大小位置及范围擦痕的分布方向及长度
绘制剪切面素描图并作剪切面等高线图测定剪切面的起
伏差绘制沿剪切方向断面高度的变化曲线
试验成果整理应符合本标准第条的要求
岩体应力测试
孔壁应变法测试
孔壁应变法测试适用于无水完整或较完整的岩体
在测点的测段内岩性应均一完整
地质描述应包括下列内容
钻孔钻进过程中的情况
岩石名称结构及主要矿物成分
岩体结构面的类型产状宽度充填物性质
测点的地应力现象
应提供区域地质图测区工程地质图测点工程地质剖面
图和钻孔柱状图
主要仪器和设备应包括下列各项
钻机
金刚石钻头包括小孔径钻头大孔径钻头扩孔器磨平
钻头和锥形钻头规格应与应变计配套
孔壁应变计
电阻应变仪
安装器具
围压器
测试准备应包括下列内容
根据测试要求选择适当场地并将钻机安装牢固
用大孔径钻头钻至预定测试深度取出岩心进行描述
用磨平钻头磨平孔底用锥形钻头打喇叭口
用小孔径钻头钻测试孔要求与大孔同轴深取出
岩心进行描述当孔壁不光滑时应采用金刚石扩孔器扩孔当岩
心破碎时应重复步骤直至找到完整岩心位置
清洗测试孔并对孔壁进行干燥处理
仪器安装应符合下列规定
在测试孔孔壁和应变计上均匀涂上粘结胶
用安装器将应变计送入测试孔就位定向并施加一定的
预压力保证应变计牢固地粘结在孔壁上
待粘结胶充分固化后检查系统绝缘值不应小于
取出安装器量测测点方位角及深度
测试及稳定标准应符合下列规定
从钻具中引出应变计电缆接通仪器向钻孔内注水每隔
读数次连续次读数相差不超过时即认为稳定
并将此读数作为初始值
按预定分级深度钻进进行套钻解除每级深度宜为
每解除一级深度停钻读数连续读取次
套钻解除深度应超过孔底应力集中影响区解除至一定深
度后应变计读数趋于稳定但最小解除深度即应变计中应变丛
位置至解除孔孔底深度不得小于岩心外径的倍
向钻孔内继续注水每隔读数一次连续次读数
之差不超过时可认为稳定不再解除
在解除过程中当发现异常情况时应及时停机检查并记
录备案
检查系统绝缘值退出钻具并取出岩心进行描述
岩心围压试验应按下列步骤进行
现场测试结束后应立即将解除后的岩心连同其中的应变
计放入围压器中进行围压率定试验其间隔时间不宜超过
当采用大循环加压时压力宜分为级最大压力应
大于预估的岩体最大主应力大循环次数不应少于次
当采用逐级加压时读数稳定标准应符合本标准第
条的规定
测试成果整理应符合下列要求
按本标准附录的规定计算岩体空间应力
根据岩心解除应变值和解除深度绘制解除过程曲线
根据围压试验资料绘制压力与应变关系曲线计算岩石
弹性模量和泊松比
孔壁应变法测试记录应包括工程名称测点编号测点位
置试验方法地质描述测试深度相应于解除深度的各电阻片应
变值各电阻片及应变丛布置钻孔轴向方位角围压率定曲线
孔径变形法测试
孔径变形法测试适用于完整和较完整的岩体
在测点的测段内岩性应均一完整
地质描述应符合本标准第条的规定
主要仪器和设备应包括下列各项
孔径变形计
其它应符合本标准第条的规定
进行测试准备并应符合本标准第条的规
定并冲洗测试孔直至回水不含岩粉为止
仪器安装应符合下列规定
将孔径变形计与应变仪连接然后装上定位器用安装杆
送入测试孔内孔径变形计应变钢环的预压缩量宜为
在将孔径变形计送入测试孔的过程中应观测仪器读数
变化情况
将孔径变形计送至预定位置后适当锤击安装杆端部使
孔径变形计锥体楔入测试孔内与孔口牢固接触
退出安装杆从仪器端卸下孔径变形计电缆从钻具中引
出重新接通电阻应变仪进行调试并读数
记录定向器读数量测测点方位角及深度
测试及稳定标准应符合本标准第条的规定
岩心围压试验应符合本标准第条的规定
测试成果整理应符合下列要求
按本标准附录的规定计算岩体空间应力和平面应力
根据套钻解除时的仪器读数和解除深度绘制解除过程曲
线
根据围压试验资料绘制压力与孔径变形关系曲线计算
岩石弹性模量和泊松比
孔径变形法测试记录应包括工程名称测点编号测点位
置测试方法地质描述测试深度相应于解除深度的各电阻片应
变值孔径变形计触头布置钻孔轴向方位角测孔直径钢环率定
系数围压率定曲线
孔底应变法测试
孔底应变法测试适用于无水完整或较完整的岩体
在测点测段内岩性应均一完整或较完整
地质描述应符合本标准第条的规定
主要仪器和设备应包括下列各项
钻机
金刚石钻头包括大孔径钻头粗磨钻头细磨钻头其规
格应与应变计配套
孔底应变计
电阻应变仪
安装器具
围压器
测试准备应包括下列内容
根据测试要求选择适当场地并将钻机安装牢固
钻至预定深度后取出岩心进行描述当不能满足测试要
求时应继续钻进直至到合适部位
用粗磨钻头将孔底磨平再用细磨钻头精磨
清洗孔底并进行干燥处理
仪器安装应符合下列规定
在钻孔底面和孔底应变计底面分别均匀涂上粘结胶用安
装器将孔底应变计送入钻孔底部定向就位并施加一定压力使
应变计与孔底岩面紧密粘贴
待胶液充分固化后检查系统绝缘值不应小于
取出安装器量测测点方位角及深度
测试及稳定标准应符合下列规定
按本标准第条的规定进行初始值读数和按
预定分级深度钻进
继续钻进解除至一定深度后应变计读数将趋于稳定但
最小解除深度不得小于岩心直径的
按本标准第条的规定进行读数和记录解
除过程的情况
围压试验时若解除的岩心过短可接装岩性相同的岩心
或材料性质接近的衬筒进行其它应符合本标准第条的规
定
测试成果整理应符合下列要求
按本标准附录的规定计算岩体空间应力
根据岩心解除应变值和解除深度绘制解除过程曲线
根据围压试验资料绘制压力与应变关系曲线计算岩石
弹性模量和泊松比
孔底应变法测试记录应包括工程名称测点编号测点位
置测试方法地质描述测试深度相应于解除深度的各电阻片应
变值各电阻片及应变丛布置钻孔轴向方位角围压率定曲线
岩体原位观测
地下洞室围岩收敛观测
地下洞室围岩收敛观测适用于各类围岩
观测布置应符合下列要求
应根据地质条件围岩应力大小施工方法支护形式及围
岩的时间和空间效应等因素按一定间距选择观测断面和测点位
置观测断面间距宜大于倍洞径
观测断面与开挖掌子面的距离不宜大于
基线的数量和方向应根据洞室的形状和大小确定
测点应牢固地埋设在岩石表面其深度不宜大于
地质描述应包括下列内容
观测段的岩石名称结构及主要矿物成分
岩体结构面的类型产状宽度及充填物性质
地下洞室开挖过程中岩体应力特征
水文地质条件
应提供观测断面地质剖面图和观测段地质展视图
主要仪器和设备应包括下列各项
收敛计
钻孔工具
测桩
温度计
观测准备应包括下列内容
应清除测点埋设处的松动岩石
用钻孔工具垂直洞壁钻孔将测桩固定在孔内并在孔口
设保护装置
收敛计在观测前必须进行标定
仪器安装应符合下列规定
观测前应将测桩端头擦洗干净
将收敛计两端分别固定在基线两端的测桩上按预计的测
距固定尺长
观测及稳定标准应符合下列规定
调节拉力装置使钢尺达到恒定张力读记收敛值
重复本条的程序次取次读数的平均值作为计算
值次读数差不应大于收敛计的精度范围
观测的同时测记收敛计的环境温度
观测时间间隔应根据工程需要或围岩收敛情况确定
观测成果整理应符合下列要求
按下列公式计算经温度修正的实际收敛值
式中实际收敛值
收敛读数值
收敛计系统温度线胀系数
基线长
收敛计观测时的环境温度
收敛计标定时的环境温度
应绘制收敛值与时间关系曲线收敛值与开挖空间变化关
系曲线以及收敛值的断面分布图
地下洞室围岩收敛观测记录应包括工程名称观测段和观
测断面及观测点的编号与位置基线长度地质描述收敛计编号
收敛计读数观测时间观测时的环境温度观测断面与开挖掌子
面的间距
钻孔轴向岩体位移观测
钻孔轴向岩体位移观测适用于各类岩体
观测布置应符合下列要求
观测断面及断面上观测孔的数量应根据工程规模工程
特点以及地质条件进行布置
观测孔的深度和方向应根据观测目的和地质条件确定
观测孔的深度应超出应力扰动区
观测孔中测点的位置宜根据位移变化梯度确定梯度大
的部位测点应加密测点应避开构造破碎带孔口或孔底应布置
测点
地质描述应包括下列内容
观测孔钻孔柱状图
其它应符合本标准第条的规定
主要仪器和设备应包括下列各项
钻孔设备
钻孔轴向位移计
安装及回收器
观测准备应包括下列内容
在预定部位按要求的孔径方向和深度钻孔孔口松动岩
石应清除干净孔口应保持平整
钻孔达到要求深度后应将钻孔冲洗干净并检查钻孔的
通畅程度
仪器安装应符合下列规定
根据预定位置由孔底向孔口逐点安装测点或固定点应
防止测点与固定点之间传递位移的连接件相互干扰
孔口应设保护装置当有电缆引出线时电缆引出线和集
线箱应采取保护措施
调整每个测点的初始读数
现场仪器安装情况应进行记录
观测及稳定标准应符合下列规定
每个测点应重复测读次取其平均值次读数差不应
大于仪器精度范围
观测时间间隔应根据工程需要或岩体位移情况确定
观测成果整理应符合下列要求
绘制测点位移与时间关系曲线
绘制同一时间测孔内的测点位移与深度关系曲线
绘制测点位移与断面和空间关系曲线
对地下洞室应绘制测点位移随掌子面距离变化的过程曲
线
钻孔岩体轴向位移观测记录应包括工程名称观测断面和
观测孔及测点的编号与位置地质描述轴向位移读数值观测时
间观测断面与开挖掌子面的距离
钻孔横向岩体位移观测
钻孔横向岩体位移观测适用于各类岩体
观测布置应符合下列要求
观测孔的布置应根据工程岩体受力情况和地质条件重
点布置在最有可能发生滑移或对工程施工及运行安全影响最大
的部位
观测孔的深度应超过预计滑移带
地质描述应包括下列内容
观测区段的岩石名称岩性及地质分层
岩体结构面的类型产状宽度及充填物性质
应提供观测孔钻孔柱状图观测区段地质纵横剖面图和观
测区段平面地质图
主要仪器和设备应包括下列各项
钻孔设备
伺服加速度计式滑动测斜仪
测斜管和管接头
安装设备
灌浆设备
观测准备应包括下列内容
在预定部位按要求的孔径和深度沿铅直方向钻孔钻孔
直径应大于测斜管外径
钻孔达到要求深度后应将钻孔冲洗干净检查钻孔的通
畅程度
测斜管安装应符合下列规定
按要求长度将测斜管逐节进行预接打好铆钉孔并在对
接处作对准标记及编号底部测斜管下端应密封端盖对接处导槽
应对准铆钉孔应避开导槽
按测斜管的对准标记和编号逐节对接固定和密封后缓
慢地吊入钻孔内直至将测斜管全部下入钻孔内
调整导槽方向其中一对导槽方向宜与预计的岩体位移方
向一致用模拟测头检查导槽畅通无阻后将导管就位锁紧
将灌浆管沿测斜管外侧下入孔内至孔底以上处进行
灌浆灌浆材料应按要求配制
可在测斜管内灌注清水并施加压重
灌浆结束后孔口应设保护装置待浆液固化后应量测测
斜管导槽方位
测斜管现场安装情况应进行记录
观测应符合下列规定
用模拟测头检查测斜孔导槽
使测斜仪测读器处于工作状态将测头导轮插入测斜管导
槽内缓慢地下至孔底然后由孔底开始自下而上沿导槽全长每隔
一定间距测读次记录测点深度和读数测读完毕后将测头旋
转插入同一对导槽内按以上方法再测次测点深度应与第
次相同测读完一对导槽后将测头旋转按相同的程序测
量另一对导槽的两个方向的读数
每一深度的正反两读数的绝对值宜相同当读数有异常
时应及时补测
浆液固化后应按一定的时间间隔进行测读取其稳定值
作为观测值的基准值
校核测斜管导槽方位
按本条的程序进行位移观测
观测时间间隔应根据工程需要或岩体位移情况确定
观测成果整理应符合下列要求
绘制变化值与深度关系曲线
绘制位移与深度关系曲线
对于有明显位移的部位应绘制该深度的位移与时间的关
系曲线
钻孔横向岩体位移观测记录应包括工程名称观测测孔的
编号及位置导槽方向地质描述测斜管安装情况各个深度的读
数值观测时间
岩石声波测试
岩块声波速度测试
岩块声波速度测试适用于能制成规则试件的各类岩石
试件应符合本标准第条的要求
试件描述应符合本标准第条的要求
主要仪器和设备应包括下列各项
钻石机锯石机磨石机车床等
测量平台
岩石超声波参数测定仪
纵横波换能器
测试架
测试应按下列步骤进行
选用换能器的发射频率应满足下列公式要求
式中换能器发射频率
岩石纵波速度
试件的直径
测定纵波速度时耦合剂宜采用凡士林或黄油测定横波
速度时耦合剂宜采用铝箔或铜箔
可采用直透法或平透法布置换能器并应量测两换能器中
心的距离
对非受力状态下的测试应将试件置于测试架上对换能
器施加约的压力测读纵波或横波在试件中行走的时
间对受力状态下的测试宜与单轴压缩变形试验同时进行
测试结束后应测定超声波在标准有机玻璃棒中的传播时
间绘制时距曲线并确定仪器系统的零延时或将发射接收换能
器对接测读零延时
测试成果整理应符合下列要求
按下列公式计算岩块的纵波速度和横波速度
式中纵波速度
横波速度
发射接收换能器中心间的距离
纵波在试件中行走的时间
横波在试件中行走的时间
仪器系统的零延时
计算值取位有效数字
岩块声波速度测试记录应包括工程名称取样位置试件
编号试件描述试件尺寸测试方法换能器间的距离传播时间
仪器系统的零延时
岩体声波速度测试
岩体声波速度测试适用于各类岩体
测点布置应符合下列要求
测点可选择在平洞钻孔风钻孔或地表露头
对各向同性岩体的测线宜按直线布置对各向异性岩体
的测线宜分别按平行和垂直岩体主要结构面布置
相邻二测点的距离当采用换能器激发时距离宜为
当采用电火花激发时距离宜为当采用锤击激发
时距离应大于
单孔测试时源距不得小于换能器每次移动距离不
得小于
在钻孔或风钻孔中进行孔间穿透测试时换能器每次移动
距离宜为
地质描述应包括下列内容
岩石名称颜色矿物成分结构构造风化程度胶结物
性质等
岩体结构面的产状宽度粗糙程度充填物性质延伸情
况等
层理节理裂隙的延伸方向与测线的关系
测线测点平面地质图展示图及剖面图
钻孔柱状图
主要仪器和设备应包括下列各项
岩体声波参数测定仪
孔中接收发射换能器
一发双收单孔测试换能器
弯曲式接收换能器
夹心式发射换能器
干孔测试设备
声波激发锤
电火花振源
岩体表面声波速度测试准备应包括下列内容
测点表面应大致修凿平整并对各测点进行编号
测点表面应擦净纵波换能器应涂厚的凡士林
或黄油横波换能器应垫多层铝箔或铜箔并应将换能器放置在测
点上压紧
量测接收换能器与发射换能器或接收换能器与锤击点之
间的距离测距相对误差应小于
钻孔或风钻孔中岩体声波速度测试准备应包括下列内容
钻孔或风钻孔应冲洗干净将孔内注满水并对各孔进行
编号
进行孔间穿透测试时量测两孔口中心点的距离测距相
对误差应小于当两孔轴线不平行时应量测钻孔的倾角和方
位角计算不同深度处两侧点间的距离
软岩宜采用干孔测试
架设仪器并开机预热当采用换能器激发声波时应将仪
器置于内同步工作方式当采用锤击或电火花振源激发声波时应
将仪器置于外同步工作方式
试验及稳定标准应符合下列规定
将荧光屏上的光标关门讯号调整到纵横波初至位置测
读声波传播时间或者利用自动关门装置测读声波传播时间
每一对测点读数次读数之差不宜大于
测试结束前应确定仪器与换能器系统的零延时值
测试成果整理应符合下列要求
按下列公式计算岩体的纵波速度和横波速度
式中换能器中心间的距离
纵波在岩体中行走的时间
横波在岩体中行走的时间
一发双收单孔平透直达波法测孔时两接收点收到
的首波到达时间
计算值取位有效数字
岩体声波速度测试记录应包括工程名称测点编号测点
位置测试方法测点描述测点布置测点间距传播时间仪器系
统的零延时
附录岩体应力计算
应力分量计算
孔壁应变法大地坐标系下空间应力分量应按下列公式计
算
式中岩石弹性模量
实测岩心应变
岩石泊松比
应变片与钻孔轴向的夹角
应变丛与轴的夹角
分别为应力张量分量
分别为钻孔坐标系各轴对于
大地坐标系的方向余弦
孔径变形法应力分量计算应符合下列要求
按下列公式计算实测孔径应变
式中实测孔径应变
岩心测量孔不同方向的孔径变形
初始应变值
稳定应变值
钢环率定系数
测孔直径
按下列公式计算大地坐标系下的空间应力分量
式中岩石弹性模量
钻孔变形计触头测试方向与该钻孔坐标轴夹角
为应力张量分量
分别为第钻孔的
钻孔坐标系各轴对
于大地坐标系的方
向余弦
按下列公式计算平面应力分量
式中为垂直于钻孔轴向的平面内的应力分量
为沿钻孔轴向的空间应力分量在特殊情况下
可忽略不计
孔底应变法大地坐标系下的空间应力分量应按下列公式
计算
式中岩石弹性模量
实测岩心应变
第片电阻片与钻孔坐标系轴夹角以逆时针向
为正
岩石泊松比
为应力张量分量
分别为第钻孔坐
标系各轴对于大地
坐标系的方向余弦
主应力计算
空间主应力大小及其方向的计算应符合下列要求
按下列公式计算主应力
按下列公式计算主应力与大地坐标系各轴夹角的方向余
弦
按下列公式计算主应力的倾角和方位角
式中钻孔方位角
平面主应力大小及其方向的计算应符合下列要求
按下列公式计算主应力
式中和由式确定
按下列公式计算主应力方向
式中最大主应力与轴的夹角以反时针向旋转量取为
正
附录本标准用词说明
为便于在执行本标准条文时区别对待对要求严格程度
不同的用词说明如下
表示很严格非这样做不可的用词
正面词采用必须
反面词采用严禁
表示严格在正常情况下均应这样做的用词
正面词采用应
反面词采用不应或不得
表示允许稍有选择在条件许可时首先应这样做的用
词
正面词采用宜或可
反面词采用不宜
条文中指明应按其他有关标准规范执行的写法为应
符合的规定或应按执行
附加说明
本标准主编单位参加单位
和主要起草人名单
主编单位水电水利规划设计总院
参加单位成都勘测设计研究院
中国水利水电科学研究院
长沙矿冶研究院
煤炭科学研究院
武汉岩体土力学研究所
长江科学院
黄河水利委员会勘测规划设计院
昆明勘测设计研究院
东北勘测设计院
铁道科学研究院西南研究所
主要起草人陈祖安张性一陈梦德李迪
陈扬辉傅冰骏崔志莲潘青莲
袁澄文王永年阎政翔夏万仁
陈成宗郭惠丰吴玉山刘永燮__下载本文
