1、作業指導書第 頁 共14頁第2版第0次修訂參照規程編號JTG E41-2005文件編號HNHW-ZD-002-13T 0221一2005巖石單軸抗壓強度試驗1目的和適用范圍單軸抗壓強度試驗是測定規則形狀巖石試件單軸抗壓強度的方法，主要用于巖石的分級和巖性描述。本法采用飽和狀態下的巖石立方體(或圓住體)試件一的抗壓強度來評定巖石強度(包括碎石或卵石的原始巖石強度)。在某些情況下，試件含水狀態還可根據需要選擇天然狀態、烘干狀態或凍融循環后狀態。試件的含水狀態要在試驗報告中注明。2 儀器設備（1）壓力試驗機或萬能試驗機。（2）鉆石機、切石機、磨石機等巖石試件加工設備。（3）烘箱、于燥器、游標卡尺、角

2、尺及水池等。3試件制備3.1建筑地基的巖石試驗，采用圓柱體作為標準試件，直徑為50mm±2mm、高徑比為2:1. 每組試件共6個.3.2 橋梁工程用的石料試驗，采用立方體試件，邊長為70mm±2mm。每組試件共6個3.3 路面工程用的石料試驗，采用圓柱體或立方體試件，其直徑或邊長和高均為50mm±2mm。每組試件共6個有顯著層理的巖石，分別沿平行和垂直層理方向各取試件6個。試件上、下端面應平行和磨平，試件端面的平面度公差應小于0.05 mm，端面對于試件軸線垂直度偏差不應超過0.250。對于非標準圓柱體試件，試驗后抗壓強度試驗值按本章條文說明中公式(TO221一3

3、)進行換算。4試驗步驟4.1用游標卡尺量取試件尺寸(精確至0.1mm)，對立方體試件在頂面和底面上各量取其邊長，以各個面上相互平行的兩個邊長的算術平均值計算其承壓面積;對于圓柱體試件在頂面和底面分別測量兩個相互正交的直徑，并以其各自的算術平均值分別計算底面和頂面的面積，取其頂面和底面面積的算術平均值作為計算抗壓強度所用的截面積。4.2試件的含水狀態可根據需要選擇烘干狀態、天然狀態、飽和狀態、凍融循環后狀態。試件烘千和飽和狀態應符合本規程T 0205中相關條款的規定，試件凍融循環后狀態應符合本規程T 0241中相關條款的規定。4.3按巖石強度性質，選定合適的壓力機。將試件置于壓力機的承壓板中央，

4、對正上、下承壓板，不得偏心。4.4以0.5MPa/s一1.0MPa/s的速率進行加荷直至破壞，記錄破壞荷載及加載過程中出現的現象。抗壓試件試驗的最大荷載記錄以N為單位，精度1%。5結果整理5.1巖石的抗壓強度和軟化系數分別按式(T0221一1)、(TO221一2)計算。 P R= (T0221一1)A式中:R-巖石的抗壓強度(MPa)P試件破壞時的荷載(N);A試件的截面積(mm2)。 RwKp= (T0221一2)Rd式中Kp軟化系數; Rw一巖石飽和狀態下的單軸抗壓強度(MPe); Rd巖石烘干狀態下的單軸抗壓強度(MN)。5.2單軸抗壓強度試驗結果應同時列出每個試件的試驗值及同組巖石單軸

5、抗壓強度的平均值;有顯著層理的巖石，分別報告垂直與平行層理方向的試件強度的平均值。計算值精確至0.1MPa。軟化系數計算值精確至0.01，3個試件平行測定，取算術平均值;3個值中最大與最小之差不應超過平均值的20%，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。5.3試驗記錄 單軸抗壓強度試驗記錄應包括巖石名稱、試件編號、試件描述、試件尺寸、破壞荷載、破壞形態。15T0241一1994 巖石抗凍性試驗1 目的和適用范圍堅固性試驗是確定巖石試樣經飽和硫酸鈉溶液多次浸泡與烘千循環后而不發生顯著破壞或強度降低的性能，是測定巖石抗凍性的一種簡

6、易方法。一般適用于質地堅硬的巖石。有條件者均應采用直接凍融法進行巖石的抗凍性試驗。寒冷地區，均應采用本法進行巖石的抗凍性試驗。2儀器設備(1)切石機、鉆石機及磨石機等巖石試件加工設備(2)冰箱:溫度能控制在零下15一零下20.(3)夭平:感量0.01g，稱量大于50Og。(4)放大鏡。(5)烘箱: 能使溫度控制在105一110。3試件制備3.1試件應符合：建筑地基的巖石試驗，采用圓柱體作為標準試件，直徑為50mm±2mm、高徑比為2:1. 每組試件共6個；橋梁工程用的石料試驗，采用立方體試件，邊長為70mm±2mm。每組試件共6個；路面工程用的石料試驗，采用圓柱體或立方體試

7、件，其直徑或邊長和高均為50mm±2mm。每組試件共6個3.2每組試件不應少于3個，此外再制備同樣試件3個，用于做凍融系數試驗。4試驗步驟4.1將試件編號，用放大鏡詳細檢查，并作外觀描述。然后量出每個試件的尺寸，計算受壓面積。將試件放人烘箱，在105一110下烘至恒量，烘干時間一般為12h一24h，待在干燥器內冷卻至室溫后取出，立即稱其質量ms,精確至0.01g，(以下皆同此)。4.2按吸水率試方法.計試件自由吸水飽和，然后取出擦去表面水分，放在鐵盆中，試件與試件之間應留有一定間距。_4.3待冰箱溫度下降到-15以下時，將鐵盤連同試件一起放人冰箱，并立即開始記時。凍結4h后取出試件，

8、放入20±5的水中融解4h，如此反復凍融至規定次數為止。4.4每隔一定的凍融循環次數如10次、15次、25次等)詳細檢查各試件有無剝落、裂縫、分層及掉角等現象，并記錄檢杳情況。4.5稱量凍融試驗后的試件飽水質量mf，再將其烘干至恒量，稱其質量mf。并按本規程抗壓強度試驗方法測定凍融試驗后的試件飽水抗壓強度，另取3個未經凍融試驗的試件測定其飽水抗壓強度。5結果整理5.1按式(T0241一1)計算巖石凍融后的質量損失率，試驗結果精確至0.1%。 ms- mf L=×100 (T0241-1) ms式中:L-凍融后的質量損失率(%); ms試驗前烘干試件的質量(g); mf -試

9、驗后烘干試件的質量(g)。5.2凍融后的質量損失率取3個試件試驗結果的算術平均值。5.3按式(TO241一2)計算巖石凍融后的吸水率，試驗結果精確至0.1%。 mf- mf wsa=×100 (T0241-2) ms式中: wsa一巖石凍融后的吸水率(%); mf一凍融試驗后的試件飽水質量(9)。其它符號同前。5.4按式(T0241一3)計算巖石的凍融系數，試驗結果精確至0.01。 RfKf=×100 (T0241-3) Rs式中: Kf一凍融系數; Rf一經若干次凍融試驗后的試件飽水抗壓強度(MPa); Rs未經凍融試驗的試件飽水抗壓強度(MPa)。5.5試驗記錄 抗凍性

10、記錄應包括巖石名稱、試驗編號、試件編號、試件描述、凍融循環次數、凍融試驗前后的烘干質量、凍融試驗后的試件飽水抗壓強度、未經凍融試驗的試件飽水抗壓強度。T 0202一2005巖石含水率試驗1.目的和適用范圍 巖石含水率試驗用于測定巖石在天然狀態下的含水率。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。 本試驗采用烘干法。對于不含結晶水礦物的巖石烘干溫度為105一110;對于含結晶水礦物的巖石溫度宜控制在60±5下進行測定。2儀器設備 (1)烘箱:能使溫度控制在105一110范圍，最低控溫能滿足60±5。 (2)千燥器:內裝氯化鈣或硅膠等干燥劑。 (3)天平:

11、感量0.Olg。 (4)稱量盒。3試樣制備3.1保持天然含水率的試樣應在現場采取，嚴禁用爆破或濕鉆法。試樣在采取、運輸、儲存和制備過程中，含水率變化不應超過1%。3.2試件尺寸應大于組成巖石最大顆粒的10倍，每個試件質量一般不小于40g，不大于200g.每組試樣的數量不宜少于5個。3.3應記錄描述巖石名稱、顏色、礦物成分、結構、構造、風化程度、膠結物性質及為保持試樣含水狀態所采取的措施等。4試驗步驟4.1將制備好的試樣放人已烘干至恒量的稱量盒內，稱烘干前的試樣和稱量盒的合質量(m1)。本試驗所有稱量精確至0.01g, 4.2將稱量盒連同試樣置于烘箱內。對于不含結晶水的巖石，應在105一110恒

12、溫下烘至恒量，烘于時間一般為12h一24h。對于含結晶水的巖石，應在60±5恒溫下烘至恒量，烘于時間一般為24h一48h。4.3將稱量盒從烘箱中取出，放人干燥器內冷卻至室溫，稱烘干后的試樣和稱量盒的合質量（m2）5結果整理5.1按式(T0202一1)計算巖石含水率:m1-m2 W = (T0202一1) m2-m0式中:W巖石含水率(%); m0稱量盒的干燥質量(g); m1試樣烘干前的質量與干燥稱量盒的質量之和(g); m2試樣烘干后的質量與干燥稱量盒的質量之和(g)。5.2以5個試樣的算術平均值作為試驗結果，計算精確至0.1 % 5.3試驗記錄 含水率試驗記錄應包括巖石名稱、試驗

13、編號、試樣編號、試樣描述、烘于前的試樣和稱量盒的合質量、烘干后的試樣和稱量盒的合質量、稱量盒的干燥質量。T0203-2005 巖石密度試驗1目的和適用范圍 巖石的密度(顆粒密度)是選擇建筑材料、研究巖石風化、評價地基基礎工程巖體穩定性及確定圍巖壓力等必需的計算指標。 本法用潔凈水做試液時適用于不含水溶性礦物成分的巖石的密度測定，對含水溶性礦物成分的巖石應使用中性液體如煤油做試液。2儀器設備(1)密度瓶:短頸量瓶，容積100ml.(2)天平:感量0.001g.(3)軋石機、球磨機、瓷研缽、瑪瑙研缽、磁鐵塊和孔徑為0 .315mm(0.3mm)的篩子。(a)砂浴、恒溫水槽(靈敏度±1 )

14、及真空抽氣設備。(5)箱:能使溫度控制在105一110。(5)干燥器:內裝氯化鈣或硅膠等干燥劑。(7)錐形玻璃漏斗和姿皿、滴管、中骨乳和淚彥許等_3試樣制備 取代表性巖石試樣在小型軋石機上初碎(或手工用鋼錘搗碎)，再置于球磨機中進一步磨碎，然后用研缽研細，使之全部粉碎成能通過0 .315mm篩孔的巖粉。4試驗步驟4.1將制備好的巖粉放在瓷皿中，置于溫度為105一110的烘箱中烘至恒量，烘干時間一般為6h一12h，然后再置于于燥器中冷卻至室溫(20±2)備用。4.2用四分法取兩份巖粉，每份試樣從中稱取15g(m1)，精確至0.00lg(本試驗稱量精度皆同)，用漏斗灌人洗凈供干的密度瓶中

15、，并注人試液至瓶的一半處，搖動密度瓶使巖粉分散。4.3當使用潔凈水作試液時，可采用沸煮法或真空抽氣法排除氣體。當使用煤油作試液時，應采用真空抽氣法排除氣體。采用沸煮法排除氣體時，沸煮時間自懸液沸騰時算起不得少于1h;采用真空抽氣法排除氣體時，真空壓力表讀數宜為100kPa，抽氣時間維持1h一2h，直至無氣泡逸出為止。4.4將經過排除氣體的密度瓶取出擦于，冷卻至室溫，再向密度瓶中注人排除氣體且同溫條件的試液，使接近滿瓶，然后置于恒溫水槽(20±2)內。待密度瓶內溫度穩定，上部懸液澄清后，塞好瓶塞，使多余試液溢出。從恒溫水槽內取出密度瓶，擦干瓶外水分，立即稱其質量(m3)。4.5傾出懸液

16、，洗凈密度瓶，注入經排除氣體并與試驗同溫度的試液至密度瓶，再置于恒溫水槽內。待瓶內試液的溫度穩定后，塞好瓶塞，將逸出瓶外試液擦干，立即稱其質量(m2)。5結果整理5.1按式(T0203一1)計算巖石密度值(精確至0.01g/cm3時): m1t=×wt (T0203一1) m1+ m2- m3式中: t巖石的密度(g/cm3); m1巖粉的質量(g); m2密度瓶與試液的合質量(g); m3密度瓶、試液與巖粉的總質量(g); wt 與試驗同溫度試液的密度(群。時)，潔凈水的密度由附錄查得，煤油的密度按式(70203一2)計算: m5- m4wt=×w (T0203一2) m

17、6- m4m4密度瓶的質量(g);m5瓶與煤油的合質量(g);m6一密度瓶與經排除氣體的潔凈水的合質量(g);w一經排除氣體的潔凈水的密度(由公路工程巖石試驗規程附錄查得)( g/cm3)。5.2以兩次試驗結果的算術平均值作為測定值，如兩次試驗結果之差大于0. 02 g/cm3時，應重新取樣進行試驗。5.3試驗記錄 密度試驗記錄應包括巖石名稱、試驗編號、試樣編號、試液溫度、試液密度、烘干巖粉試樣質量、瓶和試液合質量以及瓶、試液和巖粉試樣總質量、密度瓶質量。T 0204一2005 巖石毛體積密度試驗1目的和適用范圍 巖石的毛體積密度(塊體密度)是一個間接反映巖石致密程度、孔隙發育程度的參數，也是

18、評價工程巖體穩定性及確定圍巖壓力等必需的計算指標。根據巖石含水狀態，毛體積密度可分為干密度、飽和密度和天然密度。 巖石毛體積密度試驗可分為量積法、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它各類巖石;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、磨石機等巖石試件加工設備。 (2)天平:感量0.01g,稱量大于500g。 (3)烘箱:能使溫度控制在105一110。 (4)石蠟及熔蠟設備。 (5)水中稱量裝置。(6)游標卡尺3試件制備3.1 量積法試件制備，試件尺寸應符合:建筑地基的巖石

19、試驗，采用圓柱體作為標準試件，直徑為50mm±2mm、高徑比為2:1. 每組試件共6個, 橋梁工程用的石料試驗，采用立方體試件，邊長為70mm±2mm。每組試件共6個,路面工程用的石料試驗，采用圓柱體或立方體試件，其直徑或邊長和高均為50mm±2mm。每組試件共6個.3.2 水中稱量法試件制備，試件尺寸應符合下列規定:試件可采用規則或不規則形狀，試件尺寸應大于組成巖石最大顆粒粒徑的10倍，每個試件質量不宜小于150g.3.3 蠟封法試件制備，試件尺寸應符合下列規定:將巖樣制成邊長約40mm一60mm的立方體試件，并將尖銳棱角用砂輪打磨光滑;或采用直徑為48mm一5

20、2mm圓柱體試件。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，迅速制樣、稱量和密封。3.4試件數量，同一含水狀態，每組不得少于3個。4 量積法試驗步驟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，按截面積計算平均值。 4.2量測試件的高度:用游標卡尺量測試件斷面周邊對稱的四個點(圓柱體試件為互用垂直的直徑與圓周交點處;立方體試件為邊長的中點)和中心點的五個高度，計算平均值。4.3測定天然密度:應在巖樣開封后，在保持夭然濕度的條件下，立即加工試件和稱量。測定后的試件，可作為天然狀態的單軸抗壓強度試驗用的試件。4.4測定飽和密

21、度:試件的飽和過程和稱量，應符合本規程T 0205相關條款的規定。則定后的試件，可作為飽和狀態單軸抗壓強度試驗用的試件。4.5測定干密度:將試件放人烘箱內，控制在105一110溫度下烘12h24h，取出放入干燥器內冷卻至室溫，稱干試件質量。測定后的試件，可作為于燥狀態單軸抗壓強度試瞼用的試件。4.6本試驗稱量精確至0.01g;量測精確至0.01mm。5 水中稱量法試驗步驟5.1測天然密度時，應取有代表性的巖石制備試件并稱量;測干密度時，將試件放人烘箱，在105一110下烘至恒量，烘干時間一般為12h一24h。取出試件置于干燥器內冷卻。至室溫后，稱干試件灰量。5.2將干試件浸入水中進行飽和，飽和

22、方法可依巖石性質選用煮沸法或真空抽氣法。試件的飽和過程和稱量，應符合本規程T 0205相關條款的規定。5.3取出飽和浸水試件，用濕紗布擦去試件表面水分，立即稱其質量。5.4將試樣放在水中稱量裝置的絲網上，稱取試樣在水中的質量(絲網在水中質量可事先用祛碼平衡)。在稱量過程中，稱量裝置的液面應始終保持同一高度，并記下水溫。5.5本試驗稱量精確至0.01 g。6 蠟封法試驗步驟6.1側天然密度時，應取有代表性的巖石制備試件并稱量;測千密度時，將試件放人烘箱，在105一110下烘至恒量，烘干時間一般為12h一24h，取出試件置于干燥器內冷卻至室溫。6.2從干燥器內取出試件，放在天平稱量，精確至0.Ol

23、g(本試驗稱量精度皆同此)。6.3把石蠟裝在于凈鐵盆中加熱熔化，至稍高于熔點(一般石蠟熔點在55一58)。巖石試件可通過滾涂或刷徐的方法使其表面涂上一層厚度lmm左右的石蠟層，冷卻后準確稱出蠟封試件的質量。6.4將涂有石蠟的試件系于天平上，稱出其在潔凈水中的質量。6.5擦干試件表面的水分，在空氣中重新稱取蠟封試件的質量，檢查此時蠟封試件的質量是否大于浸水前的質量。如超過0.05g,說明試件蠟封不好，潔凈水已浸人試件，應取試件重新測定。7.結果整理7.1 量積法巖石毛體積密度按下列公式計算:mo o = (T0204一1) Vms s = (T0204一2) V md d = (T0204一3)

24、 V式中: o天然密度(g/cm3); s飽和密度(g/cm3,); d干密度(g/cm3,); mo試件烘干前的質量(g); ms試件強制飽和后的質量(g) md試件烘干后的質量(g); V巖石的體積(cm3)7.2水中稱量法巖石毛體積密度按下列公式計算 moo=×w (T0204一4) ms- mw mss=×w (T0204一5) ms- mw mdd=×w (T0204一6) ms- mw式中: mw一試件強制飽和后在潔凈水中的質量(g); w一潔凈水的密度(g/cm3)，由附錄查得。7.3蠟封法巖石毛體積密度按下列癸才計算. moo= (T0204一7)

25、 m1- m2 m1- md w N mdd= (T0204一8) m1- m2 m1- md w N式中: m1一蠟封試件質量(g);m2一蠟封試件在潔凈水中的質量(m);N一石蠟的密度(g/cm3)。7.4毛體積密度試驗結果精確至0.01g/ cm3,3個試件平行試驗。組織均勻的巖石，毛體積密度應為3個試件測得結果之平均值;組織不均勻的巖石，毛體積密度應列出每個試件的試驗結果。7.5孔隙率計算 求得巖石的毛體積密度及密度后，用公式(T0204一9)計算總孔隙率。.試驗結果精確至0.1。 dn=(1 )×100 (T0204一9) t式中:n一巖石總孔隙率，%; t一巖石的密度(g

26、/cm3)。8 試驗記錄毛體積密度試驗記錄應包括巖石名稱、試驗編號、試件編號、試件描述、試驗方法、試件在各種含水狀態下的質量、試件水中稱量、試件尺寸、潔凈水的密度和石蠟的密度等。T 0205-2005 巖石吸水性試驗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反映巖石微裂隙的發育程度，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。 本試驗適用于遇水不崩解、不溶解或不干縮濕脹的巖石。2儀器設備(1)切石機、鉆石機、磨石機等巖石試件加工設備。(2)天平:感量0.01g,稱量大于500g,(3)烘箱:能使溫度控制在105一110。(4)抽氣設備:抽氣機、水銀壓力計、真空干燥器、凈氣瓶。(5)煮沸水槽。3試件制備3 .1規則試樣:試件尺寸：建筑地基的巖石試驗，采用圓柱體作為標準試件，直徑為50mm±2mm、高徑比為2:1. 每組試件共6個.橋梁工程用的石料試驗，采用立方體試件，邊長為70mm±2mm。每組試件共6個；路面工程用的石料試驗，采用圓柱體或立方體試件，其直徑或邊長和高均為50mm±2mm。每組試件共6個.3.2不規則試件宜采用邊長或直徑為40mm一50mm的渾圓形巖塊。3.3每組試件至少3個;巖石組織不均勻者，每組試件不少于5個。4試驗步驟