JTG 3431-2024 公路工程巖石試驗規(guī)程

中華人民共和國強制性行業(yè)標準JTG3431—2024公路工程巖石試驗規(guī)程發(fā)布中華人民共和國交通運輸部發(fā)布中華人民共和國強制性行業(yè)標準公路工程巖石試驗規(guī)程實施日期：2024年05月01日根據《交通運輸部關于下達2015年度公路工程行業(yè)標準制修訂項目計劃的通知》(交辦公路函〔2015〕312號)的要求，由中交第二公路勘察設計研究院有限公司承擔《公路工程巖石試驗規(guī)程》(JTG3431—2024)(以下簡稱“本規(guī)程”)的修訂本規(guī)程修訂的指導思想與原則是：全面總結我國公路工程十多年來巖石試驗的科研成果，充分借鑒國內外相關標準規(guī)范的先進技術方法，對現(xiàn)有公路工程巖石試驗方法進行修訂、補充及完善，并與現(xiàn)行有關技術標準相協(xié)調，力求使本規(guī)程技術先進、安全可靠、經濟合理、便于實施。本規(guī)程修訂后包括4章，分別是：1總則，2術語和符號，3取樣、試件制備及描述，4巖石試驗。本次修訂主要包括下列內容：1.所有試驗方法的年代編號統(tǒng)一修行為2024。2.“T0203密度試驗”名稱修改為“TO203顆粒密度試驗”,“T0204毛體積密度試驗”名稱修改為“T0204塊體密度試驗”,并對試件數量按干濕狀態(tài)進行了區(qū)分。3.“T0223劈裂強度試驗”名稱修改為“T0223劈裂法抗拉強度試驗”,“T0224抗剪強度(直剪)試驗”名稱修改為“TO224直剪試驗”,“T0226抗折強度試驗”名稱修改為“T0226彎拉強度試驗”。4.“蒸餾水密度表”由附錄調整至“T0203顆粒密度試驗”的條文說明。5.新增了第3章“取樣、試件制備及描述”。本規(guī)程由謝松林負責起草第1章，劉怡林負責起草第2章，付偉負責起草第3章，謝松林負責起草第4章T0202、T0203、T0204,何斌負責起草第4章T0205、T0206、吳銀亮、張靜波、張行負責起草第4章T0221、T0222、T0223、T0224、T0225、T0226、T0227,朱杰兵、李聰負責起草請各有關單位在執(zhí)行過程中，將發(fā)現(xiàn)的問題和意見，函告本規(guī)程日常管理組，聯(lián)系人：謝松林(地址：武漢市經濟技術開發(fā)區(qū)創(chuàng)業(yè)路18號，中交第二公路勘察設計研究院有限公司，郵政編碼：430056;電話傳電子郵箱163.com),以便下次修訂時參考。主編單位：中交第二公路勘察設計研究院有限公司參編單位：交通運輸部公路科學研究院長江水利委員會長江科學院主要參編人員：張靜波付偉劉怡林吳銀亮朱杰兵何斌主審：周緒利參與審查人員：王春明任偉中湯大明李明鋒郭少文陳銀生張留俊吳建寧鄭束寧 12術語和符號 2 22.2符號 33取樣、試件制備及描述 53.1取樣 53.2試件制備 6 64巖石試驗 8T0202—2024含水率試驗 8T0203—2024顆粒密度試驗 T0204—2024塊體密度試驗 T0205—2024吸水性試驗 T0206—2024膨脹性試驗 T0207—2024耐崩解性試驗 T0221—2024單軸抗壓強度試驗 T0222—2024單軸壓縮變形試驗 T0223—2024劈裂法抗拉強度試驗 T0224-2024直剪試驗 T0226—2024彎拉強度試驗 48T0227—2024三軸壓縮強度試驗 T0241—2024抗凍性試驗 T0251—2024巖塊波速測試 試驗。為統(tǒng)一公路工程巖石試驗方法，制定本規(guī)程。本規(guī)程適用于公路工程地基、圍巖、邊坡以及砌體工程、混凝土骨料等的巖石巖石試樣應具有代表性，試驗內容、試驗方法、技術條件等應符合公路工程勘1.0.4用于試驗的儀器、設備應按規(guī)定進行檢定或校準，并滿足相應的量程、精度和量值溯源要求。1.0.5公路工程巖石試驗除應符合本規(guī)程的規(guī)定外，尚應符合國家和行業(yè)現(xiàn)行有關強制性標準的規(guī)定。2術語和符號2.1.1巖石rock天然形成的具有一定結構構造的單一或多種礦物或碎屑物的集合體。2.1.2巖塊block脫離天然狀態(tài)母巖的塊體。2.1.3含水率watercontent巖石試件在105～110℃下烘至恒量時所失去水的質量與試件烘干質量的比值。2.1.4顆粒密度graindensity巖石烘干狀態(tài)下的固體碳物顆粒部分的質量與其體積的比值。巖石試件質量與其體積的比值。巖石孔隙體積與巖石總體積的比值。巖石試件在室溫條件下吸入水的質量與烘干試件質量之比。2.1.8飽和吸水率waterabsorptionatsaturation在強制飽水條件下，巖石試件最大吸水質量與烘干試件質量之比。2.1.9單軸抗壓強度uniaxialcompressivestrength巖石試件在無側限條件下，受軸向壓力作用破壞時單位面積所承受的載荷。2.1.10軟化系數softenin巖石飽和單軸抗壓強度與干燥狀態(tài)的單軸抗壓強度的比值。2.1.11彈性模量modulusofelasticity巖石試件在彈性極限內軸向應力與軸向應變的比值。2.1.12抗拉強度tensilestrength巖石試件拉伸破壞時的極限載荷與受拉截面積的比值。2.1.13抗剪強度shearstrength巖石在剪切載荷作用下破壞時所能承受的剪應力。2.1.14點荷載強度指數pointloadstrengthindex點荷載試驗巖石試件壓裂時所施加的載荷除以兩錐頭間距的平方。2.1.15彎拉強度bendingstrength巖石試件受彎折斷時所承受的彎曲應力。2.1.16三軸壓縮強度triayalcompressivestrengh巖石試件在三向應力狀態(tài)下、受軸向壓力作用破壞時單位面積所承受的載荷。2.1.17抗凍性一frostresistance巖石試件在飽和狀態(tài)下，抵抗反復凍結和融化作用的性能。A——試件截面積；E?——巖石動彈性模量；f——發(fā)射換能器發(fā)射頻率；G——巖石動剛性模量或動剪切模量；H(h)——試件高(厚)度；I?——耐崩解性指數；1,——未經修正的點荷載強度指數；I(so)——修正后的點荷載強度指數；K?——巖石動體積模量；33 53.1.1巖石試樣應結合工程類別、工程規(guī)模、上部載荷類型在勘探點的相應部位采取，取樣數量應滿足試驗項目和試件制備的需要。3.1.2取樣前宜收集取樣地點的工程地質平面圖、斷面圖等。3.1.3取樣應符合下列規(guī)定：1同一組試樣的采取位置應相同，并具有同類地質條件或處于同一層位。2應根據巖石性質選擇適宜的取樣方法和取樣工具；當需保持天然含水率時，嚴禁采用爆破或濕鉆法。3對易崩解、易風化、易溶解或具有膨脹性的巖石，取樣后應立即密封，避免受到溫度和濕度的影響。4含有軟弱夾層或其他類型結構面的試樣，在取樣過程中應采取相應措施，保證試5宜縮短取樣時間，且取樣全過程不宜超過兩周。6需進行巖體試驗的工程項目，取樣應在巖體試驗部位進行。7每一個試樣均應編號；對需要考慮受力方向的試樣，應在試樣上標注。3.1.4取樣記錄應符合下列規(guī)定：1應填寫取樣單。2取樣單內容宜包括工程名稱、里程樁號、巖石名稱、試樣編號、取樣位置、取樣深3取樣單應作為原始資料歸檔。3.1.5試樣分鉆孔巖心樣和巖塊試樣。巖心樣凈長不宜小于100mm,直徑不宜小于50mm;巖塊試樣不宜小于200mm×200mm×200mm,用于彎拉強度試驗的試樣不宜小3.1.6試樣在保存、運輸過程中應采取防護措施避免發(fā)生含水率、質量、形狀等方面63.2.1試件制備可選用鉆孔巖心或巖塊，制備過程中不得產生裂縫或缺損。3.2.2需考慮受力方向的試驗，試件制備應采用巖塊試樣，根據試樣上標注方向加工試件，并在試件上標明方向。不考慮受力方向的試件，巖心試樣應按巖心軸線方向3.2.3制備具有結構面試件應符合下列規(guī)定：1應保持原狀結構，防止結構面被擾動。2應采取加固措施，并采用合適的加工方法。3結構面應位于試件中部。3.2.4試件尺寸、精度、形狀等應滿足試驗項目的具體要求。試件形狀宜采用規(guī)則3.2.5規(guī)則形狀試件精度應符合下列規(guī)定：1試件端面平面度公差不得大于0.05mm。2試件高度、直徑或邊長誤差不得大于0.3mm。3上下端面應垂直于試件軸線，偏差不得大于0.25°。3.2.6不規(guī)則形狀試件尺寸應滿足試驗項目的要求。3.3.1室內試驗試件描述宜包括下列內容：3不同含水狀態(tài)試件的制備方法、保持含水率狀態(tài)所采取的措施以及該過程中出現(xiàn)6試驗過程中的現(xiàn)象及試驗后的試件破壞形態(tài)。條文說明3.1.3巖塊試樣取自地質體，地質體本身具有不均一性，為保證同組試樣相對均勻，試驗結果離散性較小、具有代表性，因此要求同一組試樣的采取位置相同，具有同類地質條件或處于同一層位。爆破振動會改變巖樣結構特征，特別是能改變結構面張開程度、巖體松散程度，爆破法采取的試樣不能反映其原有狀態(tài)，除公路路面集料和混凝土骨料取樣時采用爆破方式外，其他試樣一般不使用爆破方式采樣。易崩解、易風化、易溶解或具有膨脹性巖石在空氣中暴露失水或者吸水均極易改變其物理力學性質，在取樣過程中要快速取樣，取完樣迅速采取相應措施，保障試樣少受濕度、溫度變化帶來的影響。3.1.5巖塊的三軸單軸試驗推薦尺寸直徑均為50mm,考慮到減小端部效應，高徑比一般采用2.0～2.5,因此規(guī)定巖樣凈長不小于100mm,直徑不小于50mm。巖塊的物理性質試驗試件采用不規(guī)則形狀時，一般對質量迸行要求。對于規(guī)則試件，主要采用的尺寸本規(guī)程規(guī)定了幾種標準試件：①建筑地基的巖石試驗，單軸杭壓強度推薦直徑為50mm±2mm,高度與直徑之比值為2.0的圓柱體作為標準試件；②砌體工程的石料試驗，單軸抗壓強度推薦邊長為70mm±2mm的立方體作為標準試件；③混凝土工程中的骨料試驗，單軸抗壓強度推薦邊長為50mm2mm的立方體或者直徑和高均為50mm±2mm的圓柱體作為標準試件；④巖石結構面直剪試驗，試傳的直徑或邊長不小于150mm,試件高度要與直徑或邊長相等；⑤巖石彎拉強度試驗，試件制備推薦尺寸為50mm×50mm×250mm,表面平整、各邊互相垂直的試件。3.3.16～巖石室內試驗過程中如實描述各種狀況、聲響以及試件破壞后的形態(tài)，有利于準確分析試驗結果、數據離散產生的原因。81目的和適用范圍巖石的含水率可間接地反映巖石中空隙的多少、巖石的致密程度等特性。本試驗采2儀器設備(1)烘箱：能使溫度控制在105～110℃范圍，最低控溫能滿足在60℃±5℃。(2)干燥器：內裝氯化鈣或硅膠等干燥劑。(3)天平：分度值0.01g。(4)稱量盒。(5)真空抽氣設備。3試件制備與描述3.1試件的制備與描述應符合本規(guī)程第3章的有關規(guī)定。3.2試件最小尺寸應大于組成巖石最大礦物顆粒直徑的10倍，每個試件的質量為40～200g,每組試驗試件的數量應為5個。4.1將稱量盒放入烘箱內烘干至恒量，稱烘干后稱量盒的質量m?。4.2將制備好的試件放入已烘干的稱量盒內，稱烘干前的試件和稱量盒的合質量m。4.3將稱量盒連同試件置于烘箱內。對于不含結晶水的巖石，應在105～110℃溫度下烘至恒量，烘干時間宜為24h;對于含有結晶水的巖石，宜在60℃±5℃溫度下烘24~48h,或在常溫下采用真空抽氣的干燥方法。4.4將稱量盒從烘箱中取出，放入干燥器內冷卻至室溫，稱烘干后的試樣和稱量盒的巖石試驗9合質量m?c4.5稱量準確至0.01g.式中：u巖石含水率(%);m?——稱量盒的干燥質量(g);6報告一種規(guī)定相鄰24h兩次稱量之差不超過后一次稱量的0.1%。后者考慮了試件質量與時行了比較試驗，試驗結果表明試件在24h以內已全部達到恒量，故本規(guī)程規(guī)定在105~判斷一種巖石是否含有結晶水，通過取相同狀態(tài)的巖石試件兩份，分別在105~1目的和適用范圍巖石的顆粒密度是評價巖體穩(wěn)定性、確定圍巖壓力等必需的參數。本試驗采用比重瓶法，適用于各類巖石。2儀器設備(2)磁鐵。(3)篩：孔徑0.25mm。(4)比重瓶：短頸，容積100mL。(5)天平：分度值0.001g。(6)烘箱：能使溫度控制在105～110℃。(7)干燥器：內裝氯化鈣或硅膠等干燥劑；(8)煮沸設備或真空抽氣設備。(9)恒溫水槽：靈敏度±1℃。(10)溫度計：量程0~50℃,分度值0.5℃。3試件制備與描述3.1將代表性署石試樣用手錘敲成約5mm的角礫，再放入粉碎機內粉碎成巖粉，并使巖粉全部通過0.25mm篩孔，用磁鐵吸去巖粉中鐵屑。3.2對含有磁性礦物的巖石，應采用瓷研缽或瑪瑙研缽粉碎巖樣，并使巖粉全部通過3.3試件描述應符合本規(guī)程第3章的有關規(guī)定。4試驗步驟4.1將制備好的巖粉放在瓷皿中，置于溫度為105～110℃的烘箱中烘至恒量，烘干時間應不少于6h,然后置于干燥器中冷卻至室溫備用。4.2用四分法取巖粉兩份，每份巖粉質量約15g。4.3將稱量后的巖粉m?裝入烘干的比重瓶內，注入排除氣體的試液(蒸餾水或煤油)4.4用蒸餾水作試液時，可采用煮沸法或真空抽氣法排除氣體；用煤油作試液時，必須用真空抽氣法排除氣體。采用煮沸法排除氣體時，煮沸后加熱時間不應少于1h;采用真空抽氣法排除氣體時，真空壓力表讀數宜為當地大氣壓力，抽氣應抽至無氣泡逸出為止，但抽氣時間不得小于1h。4.5將經過排除氣體的試液注入比重瓶中近滿，然后置于恒溫水槽內，使瓶內溫度保4.6塞好瓶塞，使多余的試液自瓶塞毛細孔中溢出，擦干瓶外壁，稱比重瓶、試液和巖粉總質量m?,并測定瓶內懸液的溫度，準確至0.5℃4.7洗凈比重瓶，注入經排除氣體并與試驗同溫度的試液于比重瓶內，按本試驗第4.5、4.6條規(guī)定稱比重瓶和試液的總質量m2。4.8稱量準確至0.001g。5結果整理5.1按式(T0203-1)計算巖石顆粒密度值；m——烘千巖粉質量(g)m?--比重瓶與試液的總質量(g)m?——比重瓶、試液與巖粉的總質量(g)pwr—與試驗同溫度的試液密度(g/cm2)。煤油的密度由試驗測定。蒸餾水的密度通過查表T0203-1獲得，5.2計算值精確至0.01g/cm3。5.3顆粒密度試驗應進行兩次平行測定，并以兩次試驗結果的算術平均值作為測定值。兩次試驗結果之差大于0.02g/cm3時，應重新取樣進行試驗。5.4試驗記錄巖石試驗表T0203-1蒸餾水密度(g/cm3)56789l(1目的和適用范圍巖石塊體密度根據巖石含水狀態(tài)可分為烘干塊體密度、飽和塊體密度和天然塊體密度。巖石塊體密度試驗方法可分為量積法、水中稱量法和蠟封法。量積法適用于能制備成規(guī)則試件的各類巖石；水中稱量法適用于除遇水崩解、溶解和干縮濕脹外的其他各類致密型巖石；蠟封法適用于不能用量積法或直接在水中稱量進行試驗的巖石。2儀器設備(1)切石機、鉆石機、磨石機、砂輪機等試件加工設備。(2)天平：分度值不低于0.01g。(3)烘箱：能使溫度控制在105～110℃。(4)干燥器：內裝氯化鈣或硅膠等干燥劑(5)測量平臺(6)石蠟和融蠟設備。(7)水中稱量裝置。(8)游標卡尺：分度值不低于0.02mm。3試件制備與描述3.1量積法試件制備應符合下列規(guī)定：(1)試件尺寸應大手巖石最大礦物顆粒直徑的10倍，最小尺寸不宜小于50mm。(2)試件可采用圓柱體、方柱體或立方體。(3)試件精度應符合本規(guī)程第3章的有關規(guī)定。3.2水中稱量法試件制備應符合下列規(guī)定：(1)試件可采用規(guī)則或不規(guī)則形狀。(2)試件尺寸應大于組成巖石最大礦物顆粒粒徑的10倍。(3)每個試件質量不宜小于150g。3.3蠟封法試件制備應符合下列規(guī)定：(1)將巖樣制成邊長或直徑40～60mm的渾圓狀或近似立方體。(2)測定天然密度的試件，應在巖樣拆封后，在設法保持天然濕度的條件下，迅速制3.4測干密度時，每組試驗試件數量為3個；用蠟封法測天然密度或飽和密度時，每組試驗試件數量為5個。3.5試件描述應符合本規(guī)程第3章的有關規(guī)定。4量積法4.1量測試件的直徑或邊長：用游標卡尺量測試件兩端和中間三個斷面上互相垂直的兩個方向的直徑或邊長，按平均值計算截面積。4.2量測試件的高度：用游標卡尺量測試件兩端面周邊對稱四點和中心點的五個高度，計算高度平均值。4.3測定干密度時，應將加工好的試件放入烘箱內，控制在105～110℃溫度下烘24h后，取出放入干燥器內冷卻至室溫，稱試件烘干后的質量m。;測定飽和密度時，應將加工好的試件預先強制飽和，再取出并沾去表面水分稱量試件強制飽和后的質量m。4.4試件強制飽和可采用煮沸法或真空抽氣法。當采用煮沸法時，容器內的水面應始終高于試件，煮沸時間不應少于6h,經煮沸的試件，應放置在原容器中冷卻至室溫備用；當采用真空抽氣法時，容器內的水面應始終高于試件，真空壓力表讀數宜為當地氣壓值，抽氣至無氣泡逸出為止，但抽氣時間不應少于4h,經真空抽氣的試件，應放置在原容器中，在大氣壓力下靜置至少4h備用4.5長度量測準確至0.02mm,稱量準確至0.01g。5水中稱量法5.1水中稱量法測定巖石塊體干密度、天然密度、飽和密度的前期試驗步驟應符合本試驗第4.3條的規(guī)定；試件飽和方法應符合本試驗第4.4條的規(guī)定。5.2將經煮沸法或真空抽氣法飽和的試件置于水中稱量裝置上，在試驗用水中稱量m。。5.3稱量準確至0.01g。6蠟封法6.1蠟封法測定巖石塊體干密度、天然密度的前期試驗步驟應符合本試驗第4.3條的規(guī)定。6.2將試件系上細線，置于溫度為60℃左右的熔蠟中約1～2s,使試件表面均勻涂上——一層蠟膜，其厚度約1mm,當試件上蠟膜有氣泡時，應用熱針刺穿并用蠟液涂平。待冷卻后稱蠟封試件質量m?。6.3將蠟封試件置于試驗用水中稱量m。6.4取出試件，應擦干表面水分后再次稱量。當浸水后的蠟封試件質量增加時，應重做試驗。6.5天然密度試件在剝除密封蠟膜后，應按本規(guī)程T0202的試驗步驟，測定巖石含水率。6.6稱量準確至0.01g。7結果整理7.1量積法巖石塊體密度按下列公式計算：m?——試件烘干后的質量(g)H——試件高度(cm)。7.2水中稱量法巖石塊體密度按下列公式計算：4量積法。對于遇水崩解、溶解和干縮濕脹類巖石，不采用量積法測定其塊體飽和密度。另外本試驗用的試件精度要求與單軸抗壓強度試驗用的試件精度要求完全一致；量積法測定密度又屬非破壞性試驗，所以兩項試驗能夠使用同一組試件，試驗時，先測其5水中稱量法。在試件制備精度沒有得到全面解決之前，水中稱量法已得到較為普遍的采用。它的優(yōu)點是能夠同時測定塊體密度、吸水率、飽和吸水率等物理指標，試驗后(標準件)還可以作為飽和抗壓強度試驗的試件，但適用范圍受到巖石類型的限制。同時，試驗環(huán)境如溫度和空氣中濕度的變化，也會對測試成果產生一些影響。5.2、6.3試驗用水，本規(guī)程除顆粒密度試驗用蒸餾水外，其他試驗均采用試驗用水，滿足水質不低于《分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法》(GB/T6682—2008)中三級水的規(guī)定6蠟封法。在巖石試驗中，用蠟封法測定塊體密度是一種輔助性的方法，只有在不能用水中稱量法和量積法時才采用它。雖然蠟封法可以采用不規(guī)則試件，但仍要求取成塊狀，其邊緣凸出或松動部分需要在蠟封之前進行處理。檢查蠟封的質量是很重要的，檢查的方法是將蠟封試件置于水中稱量，然后取出擦千表面水分，在空氣中稱量。如蠟封試件浸水后的質量大于浸水前的質量，說明試件內有水浸入，需重做試驗。1目的和適用范圍巖石的吸水性用吸水率和飽和吸水率表示。巖石的吸水率和飽和吸水率能有效地反映巖石微裂隙的發(fā)育程度，可用來判斷巖石的抗凍和抗風化等性能。巖石吸水率采用自由吸水法測定，飽和吸水率采用煮沸法或真空抽氣法測定。本試驗適用于不干縮濕脹和遇水不崩解、不溶解的巖石。2儀器設備(2)天平：分度值0.01g。(3)烘箱：能使溫度控制在105～110℃。(4)干燥器：內裝氯化鈣或硅膠等干燥劑。(5)測量平臺。(6)真空抽氣設備。(7)煮沸水槽。(8)水中稱量裝置。 m?——試件經強制飽和后的質量(g)。5.3取3個試件試驗結果的平均值作為測定值6報告巖石的吸水率是指巖石試件在大氣壓力和室溫質量之比，以百分數表示。巖右的飽和吸水率是指巖石試件4.2_試驗資料證明，浸水24h平均一般能夠達到飽和吸水率的85%,48h達到T0206—2024膨脹性試驗巖石膨脹性試驗包括巖石自由膨脹率試驗、巖石側向約束巖石自由膨脹率試驗適用于遇水不易崩解的巖石，巖石側向約束膨脹率試驗和巖石2儀器設備(2)測量平臺。(3)自由膨脹率試驗儀(圖T0206-1)。(4)側向約束膨脹率試驗儀(圖T0206-2)。(5)膨脹壓力試驗儀(圖T0206-3)。(6)溫度計。(7)游標卡尺。圖T0206-3膨脹壓力試驗儀3試件制備與描述3.1巖石試樣應在現(xiàn)場采取，并保持天然含水狀態(tài)，嚴禁采用爆破法取樣。試件應滿足下列要求：(1)自由膨脹率試驗的試件：圓柱體試件的直徑宜為50～60mm,試件高度宜等于直徑，兩端面應平行；正方體試件的邊長宜為50～60mm,各相對面應平行。(2)側向約束膨脹率試驗的試件應為圓柱體，試件直徑宜為50mm,應比金屬套環(huán)直徑略小，差值不大于0.1mm;高度應大于20mm,且應大于巖石礦物最大顆粒的10倍。(3)體積不變條件下的膨脹壓力試驗的試件規(guī)格和精度應符合本條第(2)款的規(guī)定。3.2自由膨脹率試驗中，每組試驗試件的數量不得少于3個；側向約束膨脹率試驗和體積不變條件下的膨脹壓力試驗中，試件數量視所要求的膨脹方向決定，每個方向試件數量不得少于3個。3.3巖石試件應采用干法加工。3.4試件描述應符合本規(guī)程第3章的有關規(guī)定。4試驗步驟4.1自由膨脹率試驗應按下列步驟進行；(1)將試件放入自由膨賬率試驗儀內，在試件上下分別放置透水板，頂部放置一塊金(2)在試件上部和四側對稱的中心部位分別安裝千分表。四側千分表與試件接觸處，宜放置一塊薄銅興(3)讀記千分表讀數，每隔10min讀記1次，直至3次讀數不變。(4)緩慢地向盛水容器內注入試驗用水，直至淹沒上部透水板，并立即讀數。(5)在第Ih內，每隔10min測讀變形1次，以后每隔1h測讀變形1次，直至3次讀數差不大于0.001mm為止。浸水后試驗時間不應少于48h。(6)試驗過程中，保持水位不變，水溫變化不應大于2℃。(7)試驗過程中及試驗結束后，詳細描述試件的崩解、掉塊、表面泥化或軟化等現(xiàn)象。4.2側向約束膨脹率試驗應按下列步驟進行：(1)將試件放入內壁涂有凡士林的金屬套環(huán)內，在試件上下分別放置薄型濾紙和透水板。(2)頂部放上固定金屬載荷塊并安裝垂直千分表。金屬載荷塊的質量應能對試件產生5kPa的持續(xù)壓力。(3)試驗及穩(wěn)定標準符合本試驗第4.1條中第(3)~(6)款的規(guī)定。(4)試驗結束后，描述試件表面的泥化和軟化現(xiàn)象。巖石試驗(1)將試件放入內壁涂有凡士林的金屬套環(huán)內，在試件上下分別放置薄型濾紙和金屬透水板。(2)安裝加壓系統(tǒng)及量測試件變形的測表。(3)使儀器各部位和試件在同一軸線上，不得出現(xiàn)偏心載荷。(4)對試件施加產生0.01MPa壓力的載荷，測讀試件變形測表讀數及測力計讀數，每隔10min讀數1次，直至3次讀數不變。(5)緩慢地向盛水容器內注入試驗用水，直至淹沒上部透水板。觀測變形測表的變化，當變形量大于0.001mm時，調節(jié)所施加的載荷，應保持試件高度在整個試驗過程始終不變，并記錄測力計讀數。(6)開始時每隔10min讀數1次，連續(xù)3次讀數差小于0.001mm時，改為每1h讀數1次；當每1h讀數連續(xù)3次讀數差小于0.001mm時，可認為穩(wěn)定并記錄試驗載荷F。浸水后總試驗時間不得少于48h。(7)試驗過程中，保持水位不變，水溫變化不得大于2℃。(8)試驗結束后，描述試件表面的泥化和軟化現(xiàn)象5結果整理5.1按下列公式計算巖石自由膨脹率、側向約束膨脹率、膨脹壓力：式中：Vu一巖石軸向自由膨脹率(%);V?——巖石徑向自由膨脹率(%);Vp——巖石側向約束膨脹率(%);P,——體積不變條件下的巖石膨脹壓力(MPa);△H——試件軸向變形值(mm);H——試件高度(mm);△D——試件徑向平均變形值(mm);D——試件直徑或邊長(mm);△H?——有側向約束試件的軸向變形值(mm);F——軸向載荷(N);A——試件截面積(mm2)。5.2巖石軸向自由膨脹率、徑向自由膨脹率、側向約束膨脹率計算結果精確至0.1%巖石膨脹壓力計算結果精確至0.001MPa。3個試件平行試驗，分別列出每個試件的試驗5.3試驗記錄條文說明巖石的膨脹性是指巖石浸水后體積增大的性質。含黏土礦物(如蒙脫石、水云母和高嶺石)成分的軟質巖石，經水化作用后在黏土礦物的晶格內部或細分散顆粒的周圍生成結合水膜，并且在相鄰近的顆粒間產生楔劈效應，當楔劈效應作用力大于結構聯(lián)結力時，巖石顯示膨脹性。一般用膨脹率和膨脹力指標表示巖石膨脹性大小。巖石自由膨脹率是巖石試件在浸水后產生的徑向和軸向變形分別與試件直徑和高度之比，以百分數表示。巖石側向約束膨脹率是巖石試件在有側限條件下，軸向受有限載荷時，浸水后產生的軸向變形與試件原高度之比，以百分數表示。巖石膨脹壓力是巖石試件浸水后保持原形或體積不變所需的壓力。3.1巖石結構對手測定其膨脹性質有著重要影響，因而要使用原狀巖石樣品來進行試驗。4.2_試驗過程中需要注意，側向約束膨脹率試驗儀中的金屬套環(huán)高度需要大于試件高度與兩塊透水板厚度之和。否則金屬套環(huán)高度不夠，容易引起試件浸水飽和后出現(xiàn)三向變形。巖石膨脹壓力試驗中為使試件變形始終不變，載荷調節(jié)要隨時跟進：采用杠桿式加壓系統(tǒng)，則隨時調整法碼重量；采用螺桿式加壓系統(tǒng)，則隨時調整測力鋼環(huán)或壓力傳感器的讀數。4.3膨脹壓力試驗儀要進行各級壓力下儀器自身變形的測定，并在加壓時扣除儀器變形，使試件變形始終為零。5.2鑒于巖石一般為非均質體，并受節(jié)理、層面、裂隙等結構面的影響，不可能使同組巖石試件的每個試驗結果都一致。在試驗結果中，列出每一試件的試驗值，同時求出平均值。1目的和適用范圍耐崩解性試驗的目的是確定巖石試樣在一定條件下的崩解量、崩解指數、崩解時間和崩解狀況。本試驗主要適用于遇水易崩解巖石。2儀器設備(1)天平：分度值0.01g。(2)烘箱：溫度能保持在105～110℃;最低控溫能滿足在60℃±5℃。(3)干燥器：內裝氯化鈣或硅膠等干燥劑。(4)溫度計。(5)耐崩解性試驗儀(圖T0207-1)。3試件制備與描述3.1耐崩解性巖石試件應滿足下列要求：(1)在現(xiàn)場采取保持天然含水率的試樣并密封。(2)將試樣制成每塊質量為40～60g的渾圓塊狀試件。(3)每組試驗試件的數量為10個。3.2試件的描述應符合本規(guī)程第3章的有關規(guī)定。4試驗步驟4.1將試件裝入耐崩解試驗儀的圓柱形篩筒內，在105～110℃的溫度下烘干至恒量后，在干燥器內冷卻至室溫稱量。4.2將裝有試件的圓柱形篩筒放入水槽，向水槽內注入試驗用水，使水位在轉動軸下約20mm。圓柱形篩筒以20r/min的轉速轉動10min后，將裝有殘留試件的篩筒在105~110℃的溫度下烘24h,在干燥器內冷卻至室溫稱量m4.3重復本試驗第4.2條的步驟，獲得第2次循環(huán)后的圓柱形篩筒和殘留試件質量mg。根據需要可進行3～5次甚至更多次循環(huán)試驗。4.4試驗過程中，水溫應保持在20℃±2℃范圍內。4.5試驗結束后，應對殘留試件、水的顏色和水中沉積物進行描述。根據需要，可對水中的沉積物進行顆粒分析、界限含水率測定和黏土礦物分析。4.6稱量準確至0.01g。5結果整理5.1按式(T0207-1)計算巖石耐崩解性指數：式中：I——巖石二次循環(huán)耐崩解性指數(%);m?——圓柱篩筒烘于質量(g);me——圓柱篩筒質量與原試件烘于質量的和(g);m?——圓柱篩筒質量與第二次循環(huán)后殘留試件烘干質量的和(g)。5.2試驗結果應為10個試件測得結果之平均值，計算精確至0.1%。5.3試驗記錄試件描述、水溫、試件在試驗前后的烘干質量、試驗人員、試驗日期。條文說明巖石的耐崩解性是指巖石在遭受干燥及濕潤兩個標準循環(huán)之后，對軟化及崩解作用所表現(xiàn)出的抵抗能力。耐崩解性指數為試件干濕循環(huán)后殘留的質量與原質量之比，以百分數表示。質地疏松、風化、含有親水性黏土礦物的巖石，在水中容易發(fā)生崩解剝落現(xiàn)象。耐崩解性試驗儀由動力裝置、圓柱形篩筒和水槽組成，其中圓柱形篩筒一般長為100mm,直徑為140mm,篩孔直徑為2mm。1目的和適用范圍單軸抗壓強度試驗是測定規(guī)則形狀巖石在無側限條件下，受軸向壓力作用破壞時，單位面積上所承受的載荷，主要用于巖石的強度分級和巖性描述。本試驗適用于能制成規(guī)則試件的各類巖石。2儀器設備(1)鉆石機、切石機、磨石機等巖石試件加工設備。(2)測量平臺(3)直角尺、放大鏡等試件檢查設備(4)游標卡尺：量程200mm;分度值002mm。(5)材料試驗機：示值誤差不超過±1%,(6)烘箱、干燥器和飽和設備等3試件制備與描述3.1試件可用巖心或巖塊加工制成。在采取、運輸巖樣或制備試件時應避免產生人為裂隙。對于各向異性的巖石，應按要求的方向制備試件；對于干縮濕脹和遇水崩解的巖石，應采用于法制備試件。3.2試件尺寸：(1)巖石試驗采用圓柱體作為標準試件，直徑為50mm±2mm,高度與直徑之比值為2.0、(2)砌體工程用的石料試驗，采用立方體試件，邊長取70mm±2mm。(3)混凝土骨料試驗，采用圓柱體或立方體試件，邊長或直徑取50mm±2mm。3.3規(guī)則形狀試件精度應符合本規(guī)程第3章的有關規(guī)定。3.4試件的含水狀態(tài)可根據需要選擇烘干狀態(tài)、天然狀態(tài)、飽和狀態(tài)、凍融循環(huán)后狀態(tài)、干濕循環(huán)后狀態(tài)。3.6試件的描述應符合本規(guī)程第3章的有關規(guī)定。4試驗步驟4.2按巖石強度性質，選定合適的材料試驗機。將試件置于材料試驗機的承壓板中5.1標準試件的巖石單軸抗壓強度R按式(T0221-1)計算，巖石軟化系數按R?—巖石烘干狀態(tài)下的單軸抗壓強度平均值(MPa5.2單軸抗壓強度試驗結果取算術平均值，并取三位有效數字。有顯著層理的巖石，5.3軟化系數計算值精確至0.01,每個狀態(tài)的3個試件應平行測定，取算術平均值；3個值中最大值與最小值之差不應超過平均值的30%,否則，應另取第4個試件，并在4個試件中取最接近的3個值的平均值作為試驗結果，同時在報告中將4個值全部給出。5.4試驗記錄R——非標準試件的單軸抗壓強度(MPa);D——非標準試件的直徑或邊長(mm);H——非標準試件的高度(mm)。5.2目前，國標和其他行業(yè)的試驗規(guī)程，關于巖石單軸抗壓強度試驗的數據處理均采用取平均值的方法。本次對室內巖石單軸抗壓強度試驗的數據處理不作修訂，依然采用取平均值的方法。但是，根據巖石抗壓強度選取參數特征值時，將若干組巖石抗壓強度的平均值進行數(JTG3363—2019)和《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007—2011)規(guī)定(評價地基承載T0222—2024單軸壓縮變形試驗巖石單軸壓縮變形試驗是測定巖石試件在單軸壓縮應力條件下的軸向及徑向應變堅硬的巖石宜采用電阻應變儀法；較軟巖宜采用千分2儀器設備(7)千(百)分表或LVDT傳感器。3.1試件可用鉆孔巖心或巖塊制備。試樣在采取、運輸和制備過程中，應避免產生3.2試驗采用圓柱體作為標準試件，推薦直徑尺寸為50mm±2mm,高度與直徑之比值為2.0的圓柱體。精度應符合本規(guī)程第3章的有關規(guī)定。3.3試件的含水狀態(tài)可根據需要選擇烘干狀態(tài)、風干狀態(tài)、飽和狀態(tài)、凍融循環(huán)后狀態(tài)、干濕循環(huán)后狀態(tài)。同一含水狀態(tài)試件個數為3個。3.4試件的描述應符合本規(guī)程第3章的有關規(guī)定。4試驗步驟4.1電阻應變片法4.1.1選擇電阻應變片：應變片柵長應大于巖石礦物最大顆粒粒徑的10倍，且小于試件半徑。同一組試件的工作片與溫度補償片的規(guī)格和靈敏度系數應相同，電阻值允許偏4.1.2貼電阻應變片：試件以相互垂直的兩對側面為一組，分別貼縱向和橫向應變片(如只求彈性模量而不求泊松比、則僅需貼縱向的一對即可),數量均不應少于2片，且貼片位置應盡量避開裂隙或斑晶。貼片前先將試件的貼片部位用0號砂紙斜向擦毛，用丙酮擦洗，均勻地涂一層防潮膠液，厚度不應大于0.1mm,面積約為20mm×30mm,再使應變片牢固地粘貼在試件上。4.1.3焊接導線：將各應變片的線頭分別焊接導線，并用白膠布貼在導線上，標明編號。焊接時注意：宜采用液態(tài)松香和金屬屏蔽線焊接；電阻應變儀應靠近壓力試驗機；導線焊好后應固定；系統(tǒng)絕緣電阻值應大于200MΩ。4.1.4接通電源并檢查電壓，調整靈敏系數；將試件測量導線接好，放在壓力試驗機球座上；接溫度補償電阻應變片，貼溫度補償電阻應變片的試件應是試驗同組試件，并放在試驗試件的附近；粘貼溫度補償應變片的操作程序要求宜與工作應變片相同。4.1.5將試件反復預壓2～3次，加載壓力約為巖石極限強度的10%。4.1.6按規(guī)定的加載方式和載荷分級，加荷速度應為0.5～1.0MPa/s,逐級測讀載荷與應變值，軟巖或較軟巖應適當降低加載速率，直至試件破壞。讀數不應少于10組測值。4.1.7記錄加載過程及破壞時出現(xiàn)的現(xiàn)象，對破壞后的試件進行描述。4.2位移計法4.2.1采用千分表法測量巖石試件變形時，對于較軟巖，可將測量表架直接安裝在試件上測量試件的縱、橫向變形；對于變形較大、強度較低的軟巖和極軟巖，可將測表安裝在磁性表架上，磁性表架安裝在試驗機的下承壓板上，縱向測表表頭與上承壓板邊緣接觸，橫向測表表頭直接與試件接觸，測讀初始讀數。兩對相互垂直的縱向測表和橫向測表應分別安裝在試件直徑的對稱位置上。軸向或徑向側表各兩只，如圖T0222-1所示。圖T0222-1(于分表法試件安裝示意圖4.2.2其他步驟應符合本試驗第4.1.5～4.17條的規(guī)定。4.3LVDT傳感器法4.3.1固定內置LVDT傳感器及巖石試件：上部內置LVDT傳感器固定支架固定在壓頭上，下部內置LVDT傳感器固定支架固定在底座上，上部內置LVDT傳感器固定支架和下部內置LVDT傳感器固定支架將內置LVDT傳感器固定，將巖石試件固定在壓頭和底座之間。4.3.2通過LVDT傳感器測量到的變形值、巖石試件加載時壓頭承受的壓應力、壓頭和底座的彈性模量、上部LVDT傳感器固定支架中心線到壓力室承壓座上表面的距離、底座高度及計算出的隱含等效標距，確定巖石試件的變形值；再通過巖石試件的變形值和巖石試件的高度確定消除系統(tǒng)變形后的軸向應變。4.3.3其他步驟應符合本試驗第4.1.5～4.1.7條的規(guī)定。5.1巖石單軸抗壓強度應按本規(guī)程T0221計算。5.2電阻應變儀法各級載荷下的應力按式(T0222-1)計算，位移計法縱向應變按∑△d——2只橫向千分表變形量的總和(mm);d——圓柱體試件的直徑(mm)。5.3繪制應力與縱向應變及橫向應變關系曲線，在應力與縱向應變關系曲線直線段圖T0222-2巖石試件應力-縱向應變關5.5分別按式(T0222-6)、式(T0222-7)計算巖石彈性模量(割線模量)和相應的泊條文說明巖石單軸壓縮變形試驗是為了測定試件在單軸壓縮應力條件下的縱向應變值及橫向應變值，據此計算巖石的彈性模量和泊松比。巖石由單軸壓縮變形試驗求得的彈性模量和泊松比是巖石變形特性的最基本參數。在進行各種計算時，這兩個參數必不可少。尤其是在采用各種數值計算方法評價巖體的穩(wěn)定性和分析巖體內的應力分布時，顯得更為重要。巖石的彈性模量和泊松比與巖石的單軸抗壓強度一樣，也受到試驗條件、試驗環(huán)境和不同巖性的影響。但是，彈性模量和泊松比并不像巖石單軸抗壓強度對這些因素那么敏感，且并不具有很明顯的規(guī)律性。在實際工程中，巖石的平均彈性模量和巖石的割線模量(亦稱變形模量，是應力應變曲線原點與巖石單軸抗壓強度值的50%的點連線的斜率)以及與其各自相對應的泊松比應用最多。在某些特殊條件下，也可以按不同的應力水平確定其彈性模量和泊松比。4.1.6在巖石變形試驗中，加荷速度主要采用時間控制和載荷控制。用時間控制的，如美國和日本的規(guī)程所作規(guī)定與單軸抗壓強度的加荷速度一致。國內有關規(guī)程均采用載荷控制，參照當前國內外規(guī)程的規(guī)定和研究資料，使巖石變形試驗和單軸抗壓強度試驗的加荷速度取得一致是合理的。為了測定巖石變形特征的各項指標，本規(guī)程規(guī)定采用一次連續(xù)加荷的方式，直至試件破壞。如果沒有連續(xù)記錄裝置，則要求在逃定加荷區(qū)間內取等間隔載荷，記錄相應的應變量或變形量。并規(guī)定，至少要求記取10個讀數，以便繪制縱向和橫向的應力-應變曲線。4.2、4.3通常情況下，堅硬和較堅硬的巖石采用電阻應變儀法，較軟巖采用千分表法，對于變形較大的軟巖和極軟巖可采用百分表測量變形。電阻應變儀法從全面性講是目前變形測試中應用最廣泛的一種方法，它具有較高的精度，適合于大多數情況下的變形試驗。但是，電阻應變儀法對電阻應變片粘貼技術要求高，特別是使用小標距電阻應變片時，因測量標距較短，不能完全反映整個試樣的狀態(tài)，建議采用4cm的電阻應變片。LVDT傳感器法是目前最先進、精度最高的測試方法，通過測定安裝在試件上的軸向引伸儀和環(huán)向引伸儀的變形量，得到巖石試件的變形。它不僅可以測量試件破壞前的變形，而且可以量測試件破壞后的殘余變形過程，得到試件應力應變全過程曲線。建議有條件的試驗室，可以開展這方面的試驗工作，積累經驗。1目的和適用范圍巖石抗拉強度試驗，采用間接法即劈裂法測定。本試驗適用于能制成規(guī)則試件的各類巖石。2儀器設備(1)鉆石機、切石機、磨石機等巖石試件加工設備。(2)測量平臺。(3)直角尺、放大鏡等試件檢查設備。(4)游標卡尺：量程200mm,分度值0.02mm。(5)材料試驗機：示值誤差不超過±1%。(6)烘箱、干燥器和飽和設備等。3試件制備與描述3.1試件應采用圓柱體，直徑宜為50mm±2mm,高徑比為0.5～1.0,試件高度應大于巖石最大礦物顆粒直徑的10倍。試件精度應符合本規(guī)程第3章的有關規(guī)定。3.3試件的含水狀態(tài)可根據需要選擇，其天然狀態(tài)、烘千狀態(tài)和飽和狀態(tài)應符合本規(guī)程的相應規(guī)定。3.4試件數量：視所要求的受力方向或含水狀態(tài)而定，每種情況下試件個數為3個。3.5試件的描述應符合本規(guī)程第3章的有關規(guī)定。4試驗步驟4.1根據要求的劈裂方向，通過試件直徑的兩端，沿軸線方向劃兩條相互平行的加載基線，將兩根墊條沿加載基線固定在試件兩端。對于堅硬和較堅硬巖石應選用直徑為1.5mm或2.0mm的鋼絲為墊條，對于軟弱和較軟弱巖石應選用寬度與試件直徑之比為0.08～0.1的膠木板為墊條。4.2將試件置于試驗機承壓板中心，調整球座，使試件均勻受荷，并使墊條與試件在同一加載軸線上。4.3啟動試驗機，施加0.1～0.5kN的壓力，以使壓頭與試件接觸，然后以0.1~0.3MPa/s的速率連續(xù)而均勻地加載，直至試件破壞為止，軟巖和較軟巖應適當降低加載速率。4.4試件最終破壞應通過兩墊條所處的平面，否則應視為無效試驗。4.5記錄破壞載荷及加載過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象，并對破壞后的試件進行描述。5.1按式(TO223-1)計算抗拉強度(劈裂強度):5.2巖石的抗拉強度試驗結果應同時列出每個試件的試驗值和同組3個試件試驗結果的平均值6報告3.1關于試樣形狀和尺寸，國內其他規(guī)程普遍采用圓柱體試件，直徑為50mm±4用劈裂法測定的巖石抗拉強度值取決于試件形狀T0224—2024直剪試驗1目的和適用范圍本試驗的目的是為了求出試件沿滑動面的正應力與剪應力的關系，為巖體穩(wěn)定性分析計算提供巖石抗剪強度參數。本試驗適用于巖石結構面(如節(jié)理面、層理面、片理面、劈理面等)、混凝土或砂漿與巖石膠結面及巖石本身的直剪試驗。2儀器設備(1)鉆石機、切石機、磨石機、砂輪機等巖石試件加工設備。(2)配制混凝土及砂漿設備、養(yǎng)護槽等。(3)飽和樣品設備：水槽、真空抽氣設備等。(4)量測法向和剪切向位移的量表，分度值0,01mm。(5)游標卡尺：量程200mm,分度值0.02mm。(6)包括法向和剪切向加載設備的直剪儀，如圖T0224-1所示。6圖T0224-1試件安裝示意圖3試件制備與描述3.1混凝土或砂漿與巖石膠結面試件：(1)混凝土或砂漿與巖石膠結面試件規(guī)格應為正方體，邊長不小于150mm,試件高度應與直徑或邊長相等，其精度應符合本規(guī)程第3章的有關規(guī)定，混凝土或砂漿與巖石的接觸面應位于試件中部。(2)擬澆注混凝土或砂漿的巖面起伏差，應控制在邊長或直徑的1%～2%之間。配置混凝土的材料及配合比應根據設計要求確定?；炷凉橇系淖畲罅讲粦笥谶呴L(3)在澆注混凝土或砂漿的同時，制備3～6塊混凝土或砂漿標號試件，用于檢查抗(4)制備好的混凝土或砂漿與巖石膠結面直剪試件和混凝土或砂漿抗壓試件應置于標準養(yǎng)護室內進行養(yǎng)護，達到規(guī)定齡期后進行試驗，同組試驗宜在同一齡期下進行。試驗前應測定混凝土強度，在確認混凝土達到預定強度后，應及時進行試驗。3.2巖質結構面試件：(1)試件應盡量保持原狀結構，防止結構面被擾動。(2)巖石結構面直剪試驗試件的直徑或邊長不小于150mm,試件高度應與直徑或邊(3)對于加工困難的巖樣允許采用不規(guī)則試件，試件應用高強度的混凝土包裹，在試件與外框之間應填充密實，剪切縫宜控制在10m左右3.3巖石試件：(1)試件尺寸的確定應考慮儀器的設備能力和巖石本身強度。巖石直剪試驗試件的直徑或邊長不得小于50mm,試件高度應與直徑或邊長相等；也可采用不規(guī)則試件。(2)試件應用高強度的鋼筋混凝土或鋼制外框包裹。在試件與外框之間應填充密實。剪切縫宜控制在10mm左右。3.5每組試件數量為5個。3.6試件的描述應符合本規(guī)程第3章的有關規(guī)定。4試驗步驟4.1試件安裝(1)將試件置于直剪儀上，試件的受剪方向應與預定的或相關部位巖體受剪力方向大致相同。經論證后，確認剪切參數不受施力方向影響時，可不受此限制。試件與剪切盒內壁之間的間隙以填料填實，使試件與剪切盒成為一個整體。預定剪切面應位于剪切縫(2)法向載荷和剪切載荷的作用方向應通過預定剪切面的幾何中心。法向位移測表和剪切位移測表應對稱布置，每種測表的數量不宜少于2只。(2)法向載荷最大值宜為工程壓力的1.2倍。對于結構面中含有軟弱充填物的試(3)法向載荷加載采用時間控制，在法向載荷施加完畢后的第一個小時內，每隔(2)按預估最大剪切載荷分10～12級，每級載荷施加后，立即測讀剪切位移和法向減小級差。峰值前施加剪切載荷不宜少于10級。峰值出現(xiàn)以后，應密切注視和測讀載荷4.4試驗結束后的剪切面描述5結果整理5.1法向應力和剪應力分別按式(T0224-1)、式(T0224-2)計算，計算結果精確至0.01MPa的應力t(MPa)的應力t(MPa)5.3根據各剪切階段特征點的剪應力和法向應力值，繪制剪應力r與法向應力σ的關系曲線，采用圖解法或最小二乘法取值確定巖石抗剪強度參數。如圖T0224-2所示，6報告條文說明室內剪切試驗測定的通常是巖石的抗剪斷強度，常用的方法有直剪試驗、變角板剪切試驗及三軸試驗等，本規(guī)程采用的是平推直剪試驗方法。為測定試件內某截面在一定法向應力作用下所承受的最大剪應力，可以采用變角板剪切。變角板剪切采用變角板剪力儀，在45°~70°范圍內有4～5個角度可供調整，將試樣置于調好角度的變角板中，使上、下剪切板刃口對準試樣的預定剪切面，施加載荷直至試件破壞，記錄破壞載荷；變換變角板的角度，重復試驗內容，完成余下角度的試驗。變角板剪切裝置見圖T0224-3及圖T0224-4。2b)圖T?224-3變角板法剪切試驗裝置示意圖圖T0224-4巖石變角板剪切儀示意圖巖石變角板剪切儀試驗受諸多因素影響，致使試驗成果分散多變，整理困難，所得成果受人為因素影響較大。包封材料——最好用高強度等級水泥、熟石膏或樹脂等材料，其強度超過試件的最大強度。法向載荷系統(tǒng)——根據GrcenG.E.的介紹資料，在試驗全過程中保持法向載荷不變，其變動范圍在規(guī)定載荷值的2%以內。一般采用液壓加荷，均勻分布在試件表面上，其合力垂直作用于剪切面，并通過試件的中心位置。量測系統(tǒng)——施加法向載荷和剪切載荷的獨立量測設備，其精度要求高于試驗中可達到的最大作用力的2%。剪切縫寬度——對于粗糙結構面，剪切縫寬度控制在10～20mm。剪切位移時的阻力——使用液壓千斤頂施加水平剪切載荷時，設備包括滾軸、鋼索或類似的低摩擦裝置；保證設備對剪切位移的阻力低于試驗時施加最大剪切載荷的1%。4.2施加的最大法向載荷，一般是指工程設計應力或工程設計壓力。在確定試驗應4.4當剪切位移量不大時，有效剪切面積直接采用試件剪切面積；當剪斷后位移量過大時，采用剪斷后試件上下相互重疊的面積作為有效剪切面積。1目的和適用范圍點荷載強度，可作為巖石強度分類及巖體風化分類的指標，也可用于評價巖石強度的各向異性程度，并可利用經驗公式計算巖石的單軸抗壓強度。本試驗適用于除極軟巖以外的各類巖石。2儀器設備(1)點荷載試驗儀。(2)游標卡尺：量程200mm,分度值0.02mm。3試件制備與描述3.1試件可用鉆孔巖心，或從巖石露頭、勘探坑槽、平洞、巷道中采取的巖塊。試樣在采取和試件制備過程中，應避免產生人為裂隙。3.2做徑向試驗的巖心試件，直徑宜為30～100mm,長度與直徑之比宜為1.0～1.4;做軸向試驗的巖必試件，直徑宜為30<100mm,長度與直徑之比宜為0.3～1.0;方塊體或不規(guī)則塊體試件，其尺寸宜為50mm±35mm,兩加載點間距與加載處平均寬度之比宜為3.3同一舍水狀態(tài)下和同一加載方向下的巖心試件數量每組不應少于10個，方塊體或不規(guī)則塊體試件數量每組不應少于15個。3.4試件的描述應符合本規(guī)程第3章的有關規(guī)定。4試驗步驟4.1檢查試驗儀上、下兩個加荷錐頭是否準確對中，并利用框架立柱上的標尺讀出兩錐頭間的零位移值。4.2測量試樣的長(L)、寬(b)、高(h)尺寸。對不規(guī)則試樣，應通過試件的中點測量公路工程巖石試驗規(guī)程(JTG3431—2024)4.3試件安裝(1)徑向試驗：將巖心試樣放入球端圓錐之間，使上、下錐端與試樣直徑兩端緊密接觸，量測加荷點間距。加載點距試樣自由端的最小距離應不小于加荷兩點間距的2/5。(2)軸向試驗：將巖心試件放入球端圓錐之間，使上、下錐端位于巖心試樣的圓心處并與試樣緊密接觸，加載方向應垂直于試件的兩端面。量測加荷點間距及垂直于加荷方向的試樣寬度。b)巖心軸向試驗b)巖心軸向試驗d)不規(guī)則塊體試驗?通過加荷點的最小橫斷面破壞面圖T0225-1不同形狀試樣的L、b、D、b?的確定方法及典型的破壞面P-施加于試樣上的載荷；L-試樣的長度；b?-加荷點通過試樣最小橫斷面上端寬度；b?-加荷點通過試樣最小橫斷面下端寬度；b-加荷點通過試樣最小橫斷面平均寬度；h-試樣的高度；bn-試樣破壞面最小寬度：bp-試樣破壞面最大寬度；br-試樣破壞面的近視寬度，視試樣破壞面的形狀而定，可分別為：br=bn+be,或b?=(bn+bp)/2,或b?=πC/4;C-試樣圓或橢圓破壞面的長軸，其與加荷軸線垂直；d-圓柱試樣直徑；D-試樣破壞面上載荷之間的距離(D=h)巖石試驗錯誤的或或(1)按式(T0225-9)計算巖石點荷載強度各向異性指數：I2(so)——垂直于軟弱面的巖石點荷載強度指數(!”(so)——平行于軟弱面的巖石點荷載強度指數(MPa)。(2)按式(TO225-6)、式(TO225-7)計算的垂直和平行軟弱面巖石點荷載強度指數應取平均值。平均值計算方法為：當一組有效數據不超過10個時，從一組有效的試驗數據中，舍去最高值和最低值，再計算其余數的平均值；當一組有效數據超過10個時，舍去兩個高值和兩個低值，再計算其余數的平均值。巖石的點荷載強度指數和點荷載強度各向異性指數試驗結果分別精確至0.01MPa和0.01。5.5巖石點荷載強度與單軸飽和抗壓強度可根據下式換算：5.6試驗記錄6報告將巖石試件置于土下兩個球端圓臺狀加荷器之間，對試樣施加集中載荷，直至試件破壞，通過計算求得斌樣的點荷載強度，這就是點荷載試驗。無論是巖心樣(徑向或軸向)、切割成的方塊體樣或未加切割的不規(guī)則樣，均可進行點荷載試驗。使用攜帶式點荷載儀，或試驗室的試驗機(配備點荷載加載裝置)都可完成這種試驗，故在現(xiàn)場和室內均可進行。在填石路堤和土石路堤施工過程中，用點荷載試驗可以快速判別巖石的強度，具有重要的意義。3.3巖石點荷載強度也因試樣的含水率不同而有變化，因此，同一組試樣需保持相同的含水狀態(tài)，并注明試樣的儲存情況，特別是試樣存放的時間等。本規(guī)程要求巖心試樣每組5～10個；方塊體或不規(guī)則體試樣每組15～20個，如果巖石是明顯各向異性的，還需再分為平行與垂直層理加荷的兩個亞組，每組試樣不少于15個，這主要是為了保證測試5.2點荷載強度試驗加載點距離D'是在破壞瞬間測量的。在對軟巖進行試驗時加荷錐頭常有一定的嵌入度。破壞瞬間的D'值，可以在試樣破壞時由試驗框架立柱上的標尺得到，也可以用卡尺或鋼卷尺對準試樣破壞面上加荷留下來的兩個凹痕直接測量5.3兩加載點距離的大小是影響點荷載指數的重要因素。為提高各種不同形狀、尺寸下試件結果的可比性，建議采用直徑50mm的巖心作為標準試件，從而提高點荷載強度1目的和適用范圍彎拉強度是評價巖石板材、條石路面等建筑材料的主要力學指標，也是隧道工程中評價上覆巖層及底板巖層彎曲變形的指標。本試驗適用于各類巖石2儀器設備(1)切石機、磨石機等巖石試件加工設備。(2)壓力試驗機或萬能試驗機。(3)游標卡尺：量程200mm,分度值0.02mm。(4)角尺。(5)烘箱：能使溫度控制在105～110℃范圍內。3試件制備與描述3.1用切石機、磨石機將巖石試樣制成50mm×50mm×250mm、表面平整、各邊互相垂直的試件。3.2無顯著層理或紋理的均質巖石：制備6個試件，3個在溫度為105～110℃的烘箱內烘至恒量，冷卻后進行試驗；另外3個按本規(guī)程T0204進行自由飽水處理后試驗。有顯著層理或紋理的巖石：制備與紋理垂直及平行的試件各6個，施力方向在與紋理垂直及平行的情況下，同一含水狀態(tài)以3個為一組，分別在干燥狀態(tài)下與飽和狀態(tài)下進行試驗。3.3試件描述應符合本規(guī)程第3章的有關規(guī)定。4試驗步驟4.1測量試件中央斷面的尺寸，精確至0.1mm。4.2將試件放在試驗機的彎拉支架上，如圖T0226-1所示，支點跨距為200mm,采用跨中單點加荷，然后開動試驗機，以0.2～0.3MPa/s的加載速度連續(xù)均勻地增加載荷，直至試件折斷為止，記錄破壞載荷P并測量其斷面尺寸L、b、h。巖石試驗h——試件斷面高度(mm)5.2以3個試件的算術平均值作為試驗結果，單個值與平均值之差大于30%時，應予在報告中將4個值全部給出。5.3試驗記錄6報告1目的和適用范圍巖石三軸壓縮強度試驗采用多個試件破壞點的強度值繪制強度包絡線，利用強度包絡線求出巖石的內摩擦角和黏聚力等抗剪強度參數，據此計算試件在三軸壓縮條件下的強度(峰值強度、殘余強度)和變形參數。本試驗應采用等側向壓力條件，適用于能制成圓柱體試件的各類巖石。2儀器設備(1)鉆石機、切石機、磨石機、車床等加工設備。(2)測量平臺(3)直角尺、游標卡尺、放大鏡等試件檢查設備。(4)烘箱、干燥器和飽和設備。(5)三軸試驗機。3試件制備描述3.1試件可用鉆孔巖心或巖塊制備，制備試件時應采用試驗用水作冷卻液。對于遇水崩解、溶解和干縮濕脹的巖石應采用干法制備試件。3.2圓柱體試件直徑應為試驗機承壓板直徑的0.96～1.00。試件高徑比宜為2.0。試件直徑應大于巖石中最大礦物顆粒直徑的10倍。3.3同一含水狀態(tài)和同一加載方向下，每組試驗試件的數量應為5個。3.4試件的描述應符合本規(guī)程第3章的有關規(guī)定。4試驗步驟4.1各試件最大側壓力應根據工程需要和巖石特性確定，側向壓力宜按等差級數或按等比級數進行分級，分級數為5級。4.2根據三軸試驗機要求安裝試件和軸向變形測表。試件應采取防油措施。4.3以0.05MPa/s的加載速率同步施加側向壓力和軸向壓力至預定的側壓力值，應記錄試件軸向變形值并作為初始值。 4.4加載采用一次連續(xù)加載法。以0.5～1.0MPa/s的加載速率施加軸向載荷，應逐4.5按本試驗4.2～4.4步驟，進行其余試件在不同側壓力下的試驗。σ?=k·σ?+R1目的和適用范圍巖石的抗凍性是用來評估巖石在飽和狀態(tài)下經受規(guī)定次數的凍融循環(huán)后抵抗破壞的能力，巖石抗凍性對于不同的工程環(huán)境氣候有不同的要求。本試驗采用直接凍融法，適用于能制成規(guī)則試件的