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公路工程岩石试验规程_JTG_E41-2005.pdf

用单轴拉伸测定岩石抗拉强度，适用于各类性质的岩石，但操作较复杂，试验技术难于解 暂未列入此法。后者因为是由一位巴西工程技术人员提出,故也称为巴西法(即劈裂法)。

公路工程岩石试验规程（YTGE412005）

的理论依据是，弹性力学中，半无限体上作用着一集中荷载的布辛奈斯克解，对坚硬脆性岩石较适用； 同时，用劈裂法测定岩石的抗拉强度，比用其它方法简便，测定结果也较稳定。目前，我国大多数试验 规程均采用此法测定岩石的抗拉强度（劈裂强度）。 2.用劈裂法测定的岩石抗拉强度值取决于试样形状和加荷条件的某种函数特征值，许多资料表 明，用这种方法测定岩石的抗拉强度，其结果随垫条材料尺寸的不同而有所差异。不同规程对垫条材 料、尺寸有不同的规定，原规程使用直径2mm的钢丝，国标采用直径为4mm左右的钢丝或胶木棍。参 考水电规程，本规程对于坚硬和较坚硬岩石应选用直径为1mm钢丝为垫条，对于软弱和较软弱岩石应 选用宽度与试件直径之比为0.08~0.1的胶本板为垫条。垫条的硬度应与试件硬度相匹配，垫条硬度 过大，易对试件发生贯入现象；垫条硬度过低，垫条本身将严重变形，两者都影响试验成果。试件最 终破坏未贯穿整个试件截面，而是局部脱落，应视为无效试件。 3.关于试样形状和尺寸，国内其它规程普遍采用圆柱体试件，直径为50mm±0.5mm、高径比为0.5~1.0。 因此DB14／T 718-2018 高速公路交通安全设施施工指南，本次规程修订取消立方体试件。

T 02242005抗剪强度(直剪）试验

本试验的目的是为了求出试件沿滑动面的正应力与剪应力的关系，提供岩石基础计 算之依据。 岩石直剪试验是将同一类型的一组岩石试件在不同的法向荷载下进行水平剪切，根 居库仑定律表达式确定岩石的抗剪强度参数。本试验适用于岩石结构面（如节理面、层理 面、片理面、劈理面等位置）岩石本身及混凝 双 写岩石胶结面的直剪试验

3.1混凝土或砂浆与岩石胶结面试件： (1)混凝土或砂浆与岩石胶结面试件规格应为正方体，其边长不小于150mm，混凝土 或砂浆与岩石的接触面应位于试件中部。 (2)拟浇注混凝土或砂浆的岩面起伏差，应控制在边长或直径的1%~2%以内。 （3)在浇注混凝土或砂浆的同时，须制备3~6块混凝土或砂浆标号试件，用于检查抗 压强度。

公路工程岩石试规程（ITGE412005）

(2)法向载荷和剪切载荷的作用方向应通过预定剪切面的几何中心。法向位移量表 和水平位移量表应对称布置，各方向至少有一个量表。

（1)法向荷载最大值宜为工程压力的1.2倍。对于结构面中含有软弱充填物的试件， 最大法向荷载应以不挤出充填物为限。法向荷载宜按等差级数分级，分级数不应少于5 级。 (2)对于不需要固结的试件，法向荷载可一次施加完毕，立即测读法向位移，5min后 再测读一次，即可施加剪切荷载。对于需要固结的试件，在法向荷载施加完毕后的第一个 小时内，每隔15min读数一次，然后每半小时读数一次。当每小时法向位移不超过 0.05mm时，可施加剪切荷载。试验过程中法向荷载应始终保持常数。

（1)按预估最大剪切荷载分10~12级，每级荷载施加后，立即测读剪切位移和法向位 移，5min后再测读一次，即可施加下一级剪切荷载，当剪切位移明显增大时，可适当减小 级差。峰值前施加剪切荷载不宜少于10级。 （2)将剪切荷载退至零。根据需要，待试件充分回弹后，调整量表，按以上步骤，进行 摩擦试验。

4.4试验结束后的剪切面描述

（1）准确量测剪切面面积。 （2）详细描述剪切面的破坏情况，擦痕的分布、方向和长度。 （3）测量剪切面的起伏差，绘制沿剪切方向断面高度的变化曲线。 （4)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

5试验成果整理应符合下列规定：

本试验至少用3个以上的试件作平行测定。

式中：tan 摩擦系数； C 凝聚力(MPa); Tn o时的极限剪应力（MPa); の1时的极限剪应力（MPa); On 大于α1时的法向应力（MPa）； 91 法向应力(MPa)。

剪试验记录应包括岩石名称、试验编号、试件编号、试件描述、剪切面积、法向 剪切荷载时的法向位移及剪切位移

的影响。 ③标距测量部分：采用0.2mm刻度钢尺或位移传感器，应保证试样加荷点间距的测 量精度达到±0.2mm。 (2)卡尺或钢卷尺,精度为±0.2mm。 (3）地质锤

3.1试样可用钻孔岩芯，或从岩石露头、勘探坑槽、平洞、巷道中采取的岩块。试样在 采取和制备过程中，应避免产生人为裂隙。

4.1检查试验仪上、下两个加荷锥头是否准确对中，并利用框架立柱上的标 维头间的零位移值。

4.2测量试样的长（L）、宽（6）、高（h）尺寸。对不规则试样，应通过试样的中 述尺寸。

公路工程岩石试验规程（JTGE41—2005）

式中：6一通过两加荷点最小截面的宽度（或平均宽度）（mm）。

Is(50) = 2500) P50

式中：F——尺寸修正系数；

5.5岩石点荷载强度各向异性指数：

Is(50) = F I) F=(ea)

I' s(50) α(50) = 1"s(50)

5.6试验记录 点荷载试验记录应包括岩石名称、试验编号、试件编号、试件描述、试验类 载、破坏特征。

1.根据国内外一些学者对在点荷载作用下弹性球体的应力状态的数学分析、有限单元分析及材料在点 荷载作用下破坏机制的研究，得到基本一致的结果是：试样在一对点荷载作用下破坏，主要是由于加荷轴上 的切向拉应力引起的，试样的破坏性质是属于拉裂。因此有可能直接用点荷载强度计算抗拉强度。 通过三维光弹试验证明，不同形状的试样在点荷载的作用下，其加荷轴附近的应力状态基本相同。 这就为采用不同形状及不规则试样进行点荷载试验提供了依据。 2.将岩石试样置于上下两个球端圆台状加荷器之间，对试样施加集中荷载，直至试样破坏，通过 计算求得试样的点荷载强度，这就是点荷载试验。无论是岩芯样（径向或轴向）、切割成的方块体样或 未加切割的不规则样，均可进行点荷载试验。使用携带式点荷载仪，或实验室的试验机（配备点荷载加 荷装置）都可完成这种试验，故在现场和室内均可进行。 用点荷载强度预估单轴抗压强度和抗拉强度，已由大量对比试验证实是可行的。有资料表明，通 常单轴抗压强度是点荷载强度的20~25倍，抗拉强度是点荷载强度的1.5～~3倍。这虽然只是一种近 似关系，但对于规划选点及可行性研究是能满足要求的。 因为大多数岩石具有各向异性的特点，所以测量其强度各向异性具有普遍意义。用点荷载试验测 定岩石强度各向异性，比其它常规试验优越。只要分别对垂直和平行岩石的层理或各种软弱面进行试 验，就可以得到岩石的最大和最小强度。岩石的各向异性程度可以用各向异性指标1α(50)来表征。 Ia(s0)等于最强与最弱方向的点荷载强度之比，即la(50)=I"s(50)/ I"s(50)。Ia(50)值越大,岩石的各向异性 愈明显。大量试验表明，点荷载强度指数对存在于岩石中的结构面很敏感，主要表现为，在点荷载试验 中，试件极易沿结构面发生破坏，哪怕加载点并未与结构面接触。因此，通过点荷载试验，可判别该岩 石的强度是受岩石控制，还是受结构面控制。 3.像所有的岩石强度那样，岩石点荷载强度也因试样的含水率不同而有变化。因此，同一组试样 应保持相同的含水状态，并注明试样的储存情况，特别是试样存放的时间等。本试验要求岩芯试样每 组5~10个；方块体或不规则体试样每组15~20个，如果岩石是明显各向异性的，还应再分为平行与垂 直层理加荷的两个亚组，每组试样不少于15个，这主要是为了保证测试精度。 4.在试验中，应注意观察和描述试样的破坏特征，例如：试样破裂面全部是新鲜平直的；全部是沿 原有裂面破裂的；部分是新鲜断面，部分是原有裂面，呈拐弯状破坏等。对此，应分别进行强度统计，这 有利于分析结果的代表性。 两加载点的距离的大小是影响点荷载指数的重要因素。因此，为提高各不同场合下试件结果的可 比性，建议采用以直径为50mm的岩芯作为标准试件，从而提高点荷载强度指数的实用价值。 荷载强度试验段距离D'应是在破坏瞬间测量的。在对软岩进行试验时，加荷锥头常有一定的嵌 入度。破坏瞬间的D'值，可以在试样破坏时由试验框架立柱上的标尺得到，也可以用卡尺或钢卷尺对 准试样破坏面上加荷留下来的两个凹痕直接测量得到。

公路工程岩石试验规程（JIGE41一2005）

抗折强度是评价岩石板材、条石基础、条石路面等建筑材料的主要力学指标。 本试验适用于各类岩石。

(1)切石机、磨石机等岩石试件加工设备。 (2)压力试验机或万能试验机。 (3)游标卡尺、角尺等。 (4)烘箱：能使温度控制在105℃~110℃范围内。

(1)切石机、磨石机等岩石试件加工设备。 (2)压力试验机或万能试验机。 (3)游标卡尺、角尺等。 (4）烘箱：能使温度控制在105℃~110℃卖

用切右机、磨石机将岩石试样制成50mm×50mm×250mm、表面平整、各边互相垂直的 试件。石质均匀（无层理或纹理）者，制备6个试件，3个在温度为105℃~110℃的烘箱内 洪至恒量，冷却后进行试验；3个按本规程T0205进行自由饱水处理后试验。若岩石有显 著纹理，则须制备与纹理垂直及平行的试件各6个，施力方向在与纹理成垂直及平行的情 况下，以3个为一组，分别在干燥状态下与饱和状态下进行试验。

式中：Rb—抗折强度(MPa); P——破坏荷载(N); L——支点跨距,采用200mm:

公路工程岩石试验规程（JTGF412005）

T 02411994 抗冻性试验

4.1将试件编号，用放大镜详细检查，并作外观描述。然后量出每个试件的尺 压面积。将试件放入烘箱，在105℃~110℃下烘至恒量，烘干时间一般为12h 干燥器内冷却至室温后取出，立即称其质量m，，精确至0.01g（以下皆同此）。

4.2按吸水率试验方法，让试件自由吸水饱和，然后取出擦去表面水分，放在铁盘中， 试件与试件之间应留有一定间距。

式中：L一 一冻融后的质量损失率（%）； m—试验后烘于试件的质量(g)。

式中：ws—岩石冻融后的吸水率（%）； m'f—冻融试验后的试件饱水质量（g)。 其它符号同前。

式中：K一冻融系数； R—经若干次冻融试验后的试件饱水抗压强度(MPa);

抗冻性记录应包括岩石名称、试验编号、试件编号、试件描述、冻融循环次数、冻融试验前 后的烘于质量、冻融试验后的试件饱水抗压强度、未经冻融试验的试件饱水抗压强度。

公路工程岩石试验规程（JTGE41—2005）

1.岩石的抗冻性试验是指试件在浸水条件下，经多次冻结与融化交替作用后测定试件的质量损 失率以及单轴饱水抗压强度的变化。岩石的抗冻性用两个直接指标表示cad2008完美全套教程，一个为冻融系数，另一个为 质量损失率。冻融系数是冻融试验后的试件饱水抗压强度与冻融试验前的试件饱水抗压强度的比值； 质量损失率是冻融试验前后的干试件质量差与冻融试验前干试件质量的比值，用百分数表示。 2.岩石的抗冻性与其矿物成分、结构特征有关，而同岩石的吸水率指标关系更加密切。岩石的抗 冻性主要取决于岩石中大开口孔隙的发育情况、亲水性和可溶性矿物的含量及矿物颗粒间的连接力。 大开口孔隙越多，亲水性和可溶性矿物含量越高时，岩石的抗冻性越低；反之，越高。 3.判断岩石抗冻性能好坏有三个指标，即（1)冻融后强度变化；(2)质量损失；(3)外形变化。一般 认为，抗冻系数大于75%，质量损失率小于2%时，为抗冻性好的岩石；吸水率小于0.5%，软化系数大 于0.75以及饱水系数小于0.8的岩石，具其有足够的抗冻能力。对于一般公路工程，往往根据上述标准 来确定是否需要进行岩石的抗冻性试验。 4.应在每次冻融后观察和描述有无破坏现象，最后一次总检查，应着重描述剥落、裂缝和边角损 坏等情况。

(1)切石机、钻石机及磨石机等岩石试件加工设备。 (2)天平：感量0.01g，称量大于500g。 (3）烘箱：能使温度控制在105℃~110℃。 （4)瓷、玻璃或釉盛器：容积不小于5L。 (5)温度计。 (6)密度计。 （7)放大镜、钢针等。

3.210%氯化钡溶液。

同T0221一2005中试件制备。

坚固性试验记录应包括岩石名称、试验编号、试件编号、试件描述、浸烘试验次数、试 金前后的干试件质量。

公路工程岩石试验规程（TTGE41一2005）

附录洁净水的密度（g/cm3）

GTCC-111-2019 合金钢组合辙叉-铁路专用产品质量监督抽查检验实施细则附录洁净水的密度(g/cm²)

注：数值不全者，小数点后三位数值与上一行相同。