岩石物理试验实施细则.docx

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岩石物理试验实施细则

土工作业指导书

岩石物理试验实施细则

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岩石物理试验实施细则

一、含水率试验

1.试验方法

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。

2.试件应符合下列要求：

2.1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1％。

2.2每个试件的尺寸应大于组成岩石最大颗粒的10倍。

2.3每个试件的质量不得小于40ｇ。

2.4每组试验试件的数量不宜少于5个。

3.试件描述应包括下列内容：

3.1岩石名称、颜色、矿物成分、结构、风化程度、胶结物性质等。

3.2为保持试件含水状态所采取的措施。

4.主要仪器和设备应包括下列各项：

4.1烘箱和干燥器。

4.2天平。

5.试验应按下列步骤进行：

5.1称制备好的试件质量。

5.2将试件置于烘箱内，在105～110℃的恒温下烘干试件。

5.3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。

5.4重复本条5.2、5.3程序，直到将试件烘干至恒量为止，即相邻24ｈ两次称量之差不超过后一次称量的0.1％。

5.5称量精确至0.01ｇ。

6.试验成果整理应符合下列要求：

6.1按下列公式计算岩石含水率：

式中

-----岩石含水率（%）；

-----试样烘干前的质量（g）；

-----干试样的质量。

6.2计算值精确至0.1。

6.3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。

二、颗粒密度试验

1.试验方法

岩石颗粒密度试验应采用比重瓶法，并适用于各类岩石。

2.试件应符合下列要求：

2.1将岩石用粉碎机粉碎成岩粉，使之全部通过0.25mm筛孔，用磁铁吸去铁屑。

2.2对含有磁性矿物的岩石，ω应采用瓷研钵或玛瑙研钵粉碎岩石，使全部通过0.25mm筛孔。

3.试件描述应包括下列内容：

3.1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。

3.2岩石的粉碎方法。

4.主要仪器和设备应包括下列各项：

4.1粉碎机、瓷研钵或玛瑙研钵、磁铁块和孔径为0.25mm的筛。

4.2天平。

4.3烘箱和干燥器。

4.4真空抽气设备和煮沸设备。

4.5恒温水槽。

4.6容积100mL的短颈比重瓶。

4.7温度计。

5.试验应按下列步骤进行：

5.1将制备好的岩粉，置于105～110℃的恒温下烘干，烘干时间不得少于6ｈ，然后放入

干燥器内冷却至室温。

5.2用四分法取两份岩粉，每份岩粉质量为15ｇ。

5.3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。

5.4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。

5.5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1ｈ。

5.6当采用真空抽气法排除气体时，真空压力表读数宜为100kPa，抽至无气泡逸出，抽气时间不宜少于1ｈ。

5.7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。

5.8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。

5.9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（7）、（8）

程序称瓶和试液的质量。

5.10称量精确至0.0001g。

6.试验成果整理应符合下列要求：

6.1按下列公式计算岩石颗粒密度：

式中

-----岩石颗粒密度（g/cm3）；

----干岩粉的质量（g）；

-----瓶、试样总质量（g）；

-----瓶、试样、岩粉总质量（g）；

-----与试样温度同温的试液密度（g/cm3）。

6.2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0.02g/cm，取两次测值的平均值。

6.3计算值精确至0.01。

6.4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

三、块体密度试验

1.试验方法

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：

1.1凡能制备成规则试件和各类岩石，宜采用量积法。

1.2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。

1.3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。

2.量积法试件应符合下列要求：

2.1试件尺寸应大于岩石最大颗粒的10倍。

2.2试件可用圆柱体、方柱体或立方体。

2.3沿试件高度，直径或边长的误差不得大于0.3mm。

2.4试件两端面不平整度误差不得大于0.05mm。

2.5端面应垂直于试件轴线，最大偏差不得大于0.25°。

2.6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0.25°。

3.蜡封法试件宜为边长40～60mm的浑圆状岩块。

4.测干密度时，每组试验试件数量不得少于3个；测湿密度时，试件数量不宜少于5个。

5.试件描述应包括下列内容：

5.1岩石名称、颜色、矿物成分、结构、风化程度、胶结物性质等。

5.2节理裂隙的发育程度及其分布。

5.3试件的形态。

6.主要仪器和设备应包括下列各项：

6.1钻石机、切石机、磨石机、砂轮机等。

6.2烘箱和干燥器。

6.3天平。

6.4测量平台。

6.5熔蜡设备。

6.6水中称量装置。

7.量积法试验应按下列步骤进行：

7.1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。

（２）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。

7.2将试件置于烘箱中，在105～110℃的恒温下烘24ｈ，然后放入干燥器内冷却至室温，称试件质量。

7.3长度量测精确至0.01mm，称量精确至0.01g。

8.蜡封法试验应按下列步骤进行：

8.1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105～110℃恒温下烘24ｈ，然后放入干燥器内冷却至室温，称干试件质量。

8.2将试件系上细线，置于温度60℃左右的熔蜡中约1～2ｓ，使试件表面均匀涂上一层蜡膜，

其厚度约1mm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。

8.3将蜡封试件置于水中称量。

8.4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。

8.5湿密度试件在剥除蜡膜后，按本标准第2.1.5条的步骤，测定岩石含水率。

8.6称量精确至0.01g。

9.试验成果整理应符合下列要求：

9.1量积法按下列公式计算岩石块体干密度：

式中

-----岩石体干密度（g/cm3）；

s-----干试件质量（g）；

-----试样截面积（cm2）；

-----试样高度（cm）。

9.2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（g/cm3）；

-----湿试样质量（g）；

-----蜡封试样质量（g）；

-----蜡封试样在水中的称量（g）；

w-----水的密度（g/cm3）；

-----石蜡的密度（g/cm3）；

-----岩石含水率（%）。

9.3计算值精确至0.01。

9.4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。

四、吸水性试验

1.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：

1.1岩石吸水率采用自由浸水法测定。

1.2岩石饱和吸水率采用煮沸法或真空抽气法测定。

1.3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。

1.4本试验适用于遇水不崩解的岩石。

2.试件应符合下列要求：

2.1规则试件应符合本标准第2.3.3条的要求。

2.2不规则试件宜为边长40～60mm的浑圆状岩块。

2.3每组试验试件的数量不得少于3个。

3.试件描述应符合本标准第2.3.5条的规定。

4.主要仪器和设备应包括下列各项：

4.1钻石机、切石机、磨石机、砂轮机等。

4.2烘箱和干燥器。

4.3水槽。

4.4真空抽气设备和煮沸设备。

4.5水中称量装置。

5.试验应按下列步骤进行：

5.1将试件置于烘箱内，在105～110℃温度下烘24ｈ，取出放入干燥器内冷却至室温后称量。

5.2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1/4处，以后每隔2ｈ分别注水至试件高度的1/2和3/4处，6ｈ后全部浸没试件。

试件在水中自由吸水48ｈ后，取出试件并沾去表面水分称量。

5.3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6ｈ。

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。

5.4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100kPa，直至无气泡逸出为止，但总抽气时间不得少于4ｈ。

经真空抽气的试件，应放置在原容器中，在大气压力下静置4ｈ，取出并沾去表面水分称量。

5.5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。

5.6称量精确至0.01g。

6.试验成果整理应符合下列要求：

6.1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（%）；

a-----岩石饱和吸水率（%）；

-----岩石块体干密度（g/cm3）；

-----试样浸水48h的质量（g）；

-----干试样质量（g）；

-----试样经煮沸或真空抽气饱和后的质量（g）；

-----饱和试样在水中的称量（g）；

-----水的密度（g/cm3）。

6.2计算值精确至0.01。

6.3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。

岩石物理试验记录表