水利水电工程岩石试验规程(SL264-2001)

水利水电工程岩石试验规程

中华人民共和国行业标准水利水电工程岩石试验规程发布实施中华人民共和国水利部 发布

水利水电工程岩石试验规程

中华人民共和国行业标准水利水电工程岩石试验规程主编单位 长江水利委员会长江科学院 批准部门 中华人民共和国水利部 施行日期 年 月 日

水利水电工程岩石试验规程

中华人民共和国水利部关于批准发布 水利水电工程 岩石试验规程水国科 号的通知部直属各单位 各省 自治区 直辖市 计划单列市水利 水务 厅 局 新疆生产建设兵团水利局 根据部水利水电技术标准制定 修订计划 由水利水电规划设 计总院主持 以水利部长江水利委员会长江科学院为主编单位修 订的 水利水电工程岩石试验规程 经审查批准为水利行业标准 并予以发布 标准的名称和编号为 水利水电工程岩石试验规程 代替 本标准自 年 月 日起实施 在实施过程中 请各单位 注意总结经验 如有问题请函告主持部门 并由其负责解释 标准文本由中国水利水电出版社出版发行二 一年二月二十八日

水利水电工程岩石试验规程

前根据言年水利部水利水电标准编制 修订计划和水利部水利水电规划设计管理局水规局 号文 按 水利 水电技术标准编写规定 的要求 对 水利水电工程岩石试验规程 分 和 水利水电工程岩石试验规程 补充部 进行修订 修订后合订为一本本规程的修订由水利部水利水电规划设计总院主持 在修订 过程中 采取了以长江水利委员会长江科学院为主编单位和以成 都勘测设计研究院 黄河水利委员会勘测规划设计研究院 松辽委 东北勘测设计研究院 昆明勘测设计研究院 广东省水利水电科学 研究所 湖南省水利水电勘测设计研究院和长江科学院等单位的 专家组成的专家组相结合的组织形式 在广泛收集国内外资料 总 结国内外的新经验 新方法 新技术 并结合国内水利水电工程建 设需要的基础上 经广泛征求意见 反复讨论后定稿 水利水电工程岩石试验规程 主要包括以下内容 岩块物理力学性质试验 岩体变形和强度试验 岩体应力测试 岩体声波测试 工程岩体观测 岩石试验工作管理的基本要求等附录 对 和 进行修订的主要内容 包括以下几个方面 删除了岩石抗拉强度试验的轴向拉伸法 岩石变形试验 的弹性常数测定仪法 钻孔横向位移观测的挠度计法 弱面抗剪的 楔形体法及残余强度试验方法 增加了岩块颗粒密度试验的水中称重法 岩块变形试验 的千分表法 岩块断裂韧度试验 钻孔径向加压法岩体变形试验的

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钻孔千斤顶法 岩体应力测试的水压致裂法 岩体表面倾斜观测 岩体锚杆应力观测 岩体渗压观测和岩体声波观测等方法 岩体变形试验中增补了柔性承压板法计算公式 试验成 果综合整理方法中增补了确定试验参数标准值的方法 并将岩体 应力测量套钻孔应力解除法实测数据整理专门列为附录本规程解释单位 水利水电规划设计总院 本规程主编单位 长江水利委员会长江科学院 本规程主要起草人 夏熙伦 龚壁新 邬爱清胡月兰 高鹏飞 李云林 何沛田 郭 玉 韩 军周火明 钟作武 徐 平

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目总则 符号 基本规定 岩块物理性质试验含水率试验 吸水性试验 颗粒密度试验 块体密度试验 膨胀性试验 耐崩解性试验 冻融试验次岩块力学性质试验单轴压缩变形试验 单轴抗压强度试验 三轴压缩强度试验 抗拉强度试验 直剪强度试验 点荷载强度试验 断裂韧度试验岩体变形试验承压板法试验 狭缝法试验 单 双 轴压缩法试验 钻孔径向加压法试验 隧洞液压枕径向加压法试验 隧洞水压法试验

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岩体强度试验混凝土与岩体接触面直剪试验 结构面直剪试验 结构面直剪蠕变试验 岩体直剪试验 岩体三轴压缩试验 岩体载荷试验岩体应力测试孔壁应变法测试 孔底应变法测试 孔径变形法测试 水压致裂法测试 表面应变法测试岩石声波测试岩块声波测试 岩体声波测试工程岩体观测洞室收敛观测 钻孔轴向岩体位移观测 钻孔横向岩体位移观测 岩体表面倾斜观测 岩体应变观测 岩体应力观测 岩体锚杆载荷观测 岩体锚杆应力观测 岩体渗压观测 岩体声波观测附录 附录 附录岩石试验工作管理基本要求 试样采取要求 比重瓶校正

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附录 附录 附录 附录 附录试验洞开挖要求 地质描述内容规定 液压千斤顶 液压枕和滚轴排率定 试验成果综合整理方法 岩体应力测试套钻孔应力解除法实测数据整理本规程的用词和用语说明

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总则为统一水利水电工程岩石试验方法 提高试验成果质量及 其可比性 特制定本规程 本规程适用于水利水电工程的岩石试验工作 水利水电工程岩石试验工作应根据试验大纲或试验计划 要求按室内与现场 静力与动力各项试验互相结合和互相补充的 原则 针对工程不同阶段的主要岩石力学问题进行 水利水电工程岩石试验除应符合本规程外 尚应符合国 家及水利水电行业现行有关标准的规定

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符天然含水率 自然吸水率 饱和吸水率 试件烘干前质量 试件烘干后质量 残留试块烘干质量 试件浸水 质量 试件强制饱和后质量 强制饱和试件水中称 量 蜡封试件质量 蜡封试件水中称量 涂封高分子树脂胶试 件质量 涂封高分子树脂胶试 件水中称量 比重瓶内纯水温度为 时瓶水总质量 比重瓶内纯水温度为 时瓶水总质量 玻璃体膨胀系数 偏 差系数 比重瓶校正计算系数 天然密度 干密度 饱和密度号颗粒密度 试验温度下试液密度 石蜡密度 高分子树脂胶密度 温度为 时水的密 度 温度为 时水的密度 校正比重瓶时比重瓶 内纯水温度 试验时比重瓶内纯水 温度 点荷载试验等价岩心 直径 正应力 法向应力 均 方差 载荷 置信概率 弹性模量 变形模量 应力为抗压强度 时的割线模量 岩石泊松比 纵向变形量 横向变形量 轴向自由膨胀率 径向自由膨胀率

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有侧限时轴向膨胀率 膨胀压力 有侧限时轴向变形量 冻融质量损失率 冻融后饱和单轴抗压 强度 冻融系数 单轴抗压强度 半径 标准单轴抗压强度 轴向应变 横向应变 抗拉强度 剪切应力 剪切载荷 推力载荷 耐崩解性指数 未经修正的岩石点荷 载强度指数 经尺寸修正后岩石点 荷载强度指数 为 时对 应的破坏载荷 修正后的断裂载荷 断裂韧度 修正后的断裂韧度 单位面积压力 岩体表面变形 深度 处的岩体变形 变形 测 点 处 的 绝 对变形两点间的相对变形 钻孔径向变形 岩体表面径向变形 岩体抗力系数 岩体单位抗力系数 内水压力 承压板弹性模量 承压板泊松比 内摩擦角 剪切模量 摩擦系数 粘聚力 纵波速度 横波速度 纵波传播时间 横波传播时间 换能器频率 动剪切模量 动拉梅系数 动体积模量 最大平面主应力 最小平面主应力 铅直向主应力 岩体破裂压力 瞬时关闭压力 岩体重张压力 静水压力 参数标准值

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基本规定水利水电工程岩石试验应包括岩石物理力学性质试验 岩 体强度和变形特性试验 岩体应力测试 岩石声波测试及工程岩体 观测等内容 岩石试验工作应在详细了解工程规模 工程地质条件 设 计意图 建筑物特点和施工方法的基础上进行 试验内容 试验方 法 试验数量等应与工程建设的各个勘察设计阶段的深度相适应 并应符合下列规定 规划阶段应充分利用与建筑物地段工程地质条件相类似 工程的岩石试验成果 根据实际情况 可布置少量室内岩块试验 对近期开发工程 可布置少量现场点荷载试验及声波测试 可行性研究阶段应根据划分的工程地质单元布置室内岩 块试验和现场岩体声波测试 对坝址和其他建筑物方案选择起重 要作用的主要岩石力学问题 应布置现场岩体试验项目 初步设计阶段应根据工程岩体条件及建筑物特点 拟定出 关键的岩石力学问题 采取岩块和岩体试验相结合的原则 并满足 试验数量的要求 进行深入的试验研究 技施设计阶段应根据初步设计审查后新发现的工程地质 问题和新提出的岩石力学问题以及建筑物基础加固与处理的需 要 进行专门性岩石试验 工程施工和运行期间 应对主要建筑物部位的工程岩体进 行工程岩体原位观测 水利水电工程各勘察设计阶段的岩石试验工作 应根据岩 石试验任务书或合同的要求确定 提出试验任务的单位应提供相应勘察设计阶段有关岩石试验 的枢纽设计和工程地质资料 试验单位在开展工作之前 应收集和分析工程地质资料 结合设计方案和勘察工作 编制岩石试验大纲

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岩石试验大纲在执行过程中可根据地质条件和设计情况的变 化适当进行调整修改 岩石试验大纲应包括下列内容 工程概况及地质条件 水工建筑物特点和主要岩石力学问题 试验目的 试验内容和技术要求 试验布置 仪器设备和人员安排 计划进度 提交试验成果的名称及数量 各设计阶段的岩石试验工作均应指定技术负责人 管理 设备管理和安全管理应符合本规程附录 的规定技术岩块试验的试样可在钻孔 平洞 竖井 坑槽中或岩石露头 处采取 同组试样的岩性应基本相同 取样位置和数量应根据地 质条件 工程特点和试验要求由试验人员和地质人员共同研究确 定 试样采取应符合本规程附录 的规定 岩体试验应布置在建筑物所在位置或附近具有代表性岩 体中 试验宜在试验洞中进行 试验洞开挖应符合本规程附录 的规定 对试点 体 和试验洞段应进行地质描述 地质描述内容 应符合本规程附录 的规定 应加强与地质 设计和施工单位的配合 共同研究试验过 程中出现的问题 当极软岩 软弱夹层 断层破碎带的厚度较大且性质均 一时 除进行必要的原位岩体试验外 还可取样进行室内试验 岩体变形试验方法应根据岩石坚硬程度和岩体完整性确 定 当地质条件和建筑物结构比较复杂时 可根据工程需要 在初步设计阶段或技施设计阶段布置隧洞液压枕径向加压法试验 或隧洞水压法试验

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岩体本身和结构面直剪试验应根据建筑物特点 在分析 影响抗滑稳定的主要因素和可能破坏形式的基础上进行布置 混 凝土与岩体接触面的直剪试验应布置在与建筑物直接接触或与其 岩层 岩性相同的岩体上 当岩体中存在对建筑物稳定性起控制作用的结构面且结 构面的时间效应会对建筑物产生不利影响时 宜布置结构面直剪 蠕变试验 岩体应力测试应根据工程的区域地质构造 构造应力场 分析 建筑物类型和设计要求进行布置 并选择试验方法 岩石声波测试应根据不同的勘察设计 施工及运行阶段 的工程需要进行布置 可与岩块试验 岩体试验和工程岩体观测配 套进行 工程岩体观测项目应根据工程观测目的和具体地质条件 确定 选择在建筑物的关键地段 岩体性状变化最大或岩体稳定条 件最不利等部位的工程岩体中布置观测断面 岩石试验及观测仪器设备应合理选型配套 定期进行计 量率定 比重瓶校正 液压千斤顶 液压枕和滚轴排率定应符合本 规程附录 和附录 的规定 试验成果综合整理方法应符合本规程附录 试验工作结束后 应编制和提交试验报告 的规定

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岩块物理性质试验含水率试验 本试验采用烘干法 适用于矿物不含结晶水和含结晶水的 岩石 试件制备应符合下列规定 试件应在现场采取 不得采用爆破取样 室内不得采用湿 法加工 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 试件尺寸应大于组成岩石最大颗粒粒径的 倍 试件质量不得小于 每组试件数量不宜少于 个 试件描述应包括下列内容 岩石名称 颜色 矿物成分 风化程度 为保持试件天然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 感量 具有密封盖的试样盒 试验步骤应符合下列规定 制备试件并称其质量 对于不含矿物结晶水的岩石 应在 的恒温下烘 对于含有矿物结晶水的岩石 应降低烘干温度 可在 恒温下烘 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 次称量的 款步骤 直到相邻两次称量之差不超过后一

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称量精确至 试验成果整理应符合下列规定 岩石天然含水率按下式计算式中天然含水率 试件烘干前的质量 试件烘干后的质量 计算值精确至试验记录应包括工程名称 岩石名称 试件编号 试件描 述 试件烘干前后的质量 试验人员 试验日期 吸水性试验 本试验可分为自然吸水率试验和饱和吸水率试验 岩石自 然吸水率采用自由吸水法测定 饱和吸水率采用煮沸法或真空抽 气法测定 适用于遇水不崩解 不溶解和不干缩湿胀的岩石 试件制备应符合下列规定 试件宜采用规则形状 在试件制备困难时可采用不规则形 状 规则试件尺寸应符合下列规定 圆柱体直径或方柱体边长宜为 含大颗粒岩石的试件直径或边长应大于最大颗粒尺寸的 倍 试件高度与直径或边长之比宜为 不规则试件应符合下列规定 边长为 的浑圆形岩块或直径为 圆柱体 试件质量宜为 每组试件块数不得少于 块 试件描述应包括下列内容 的

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岩石名称 颜色 矿物成分 风化程度 裂隙分布 试件形状 主要仪器和设备应包括下列各项 钻石机 切石机 磨石机 烘箱 干燥器 天平 感量 水槽 真空抽气设备和煮沸设备 试验步骤应符合下列规定 清除试件表面的尘土和松动颗粒 对软岩和极软岩 试件 应采取保护措施 防止试件在吸水过程中掉块或崩解 试件烘干应符合本规程 条 款的规定 采用自由吸水法测定岩石自然吸水率时 应将试件放入水 槽 先注水至试件高度的 度的 处 以后每隔 分别注水至试件高 和 处 后全部浸没试件 试件全部浸入在水中自 后 取出试件拭干表面水分并称量 由吸水 对自由吸水后的试件进行强制饱和 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 取出试件拭干表面 水分并称量 采用真空抽气法饱和试件时 饱和试件的容器内的水面应高 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 取出试件拭干表面的水分并称量 称量精确至 试验成果整理应符合下列规定 岩石的自然吸水率 饱和吸水率按下列公式计算

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式中自然吸水率 饱和吸水率 试件浸水 后的质量 试件强制饱和后的质量计算值精确至 试验记录应包括工程名称 岩石名称 试件编号 试件描 述 试验方法 干试件质量 浸水后试件质量 强制饱和后试件质 量 试验人员 试验日期 颗粒密度试验 岩石颗粒密度试验可分为比重瓶法和水中称量法 比重 瓶法适用于各类岩石 水中称量法适用于除遇水崩解 溶解和干缩 的其他各类岩石 比重瓶法试件制备应符合下列规定 将岩石试件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 使之全部通过 的筛孔 水中称量法试件制备应符合下列规定 试件可采用规则或不规则形状 试件尺寸应大于组成岩石最大颗粒粒径的 倍 每个试件质量不宜小于 试件描述应包括下列内容 岩石名称 颜色 矿物成分 风化程度 试件粉碎方法 试件形状 主要仪器和设备应包括下列各项 钻石机 切石机 磨石机 湿胀以及密度小于

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粉碎机 瓷研钵或玛瑙研钵 磁铁块 筛 孔径 天平 感量 烘箱和干燥器 真空抽气设备或煮沸设备 恒温水槽 短颈比重瓶 容积 温度计 量程 水中称量装置 比重瓶法试验步骤应符合下列规定 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 用四分法取其中两份岩粉 每份岩粉质量为 将称量后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 可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 煮沸后加热时间不应少于 当采用真空抽气法排 除气体 时 真空压 力表读 数宜为 抽气应抽至无气泡逸出 且抽气时间不少于 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 上部悬液澄清 测量瓶内试液的温 度 塞好瓶塞 使多余的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 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 款规定称瓶和试液的总质量 本试验应进行两次平行试验 称量精确至

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水中称量法试验步骤应符合下列规定 按本规程 条 款的规定对试件进行烘干 自然吸 水和强制饱和 将强制饱和的试件置于水中称量装置上 称试件在水中的 质量 并测量水温 称量精确至 试验成果整理应符合下列规定 比重瓶法试验岩石颗粒密度按下式计算式中比重瓶和试液总质量 比重瓶 试液和岩粉总质量 颗粒密度 试验温度条件下试液密度比重瓶法试验两次平行测定的允许偏差为 两次测值的平均值作为试验结果 水中称量法试验岩石颗粒密度按下式计算取式中强制饱和试件在水中的称量 计算值精确至试验记录应包括工程名称 岩石名称 试件编号 试件描 述 试验方法 试验人员 试验日期 比重瓶法试验还应记录比重瓶编号 试液温度 试液密度 干 岩粉质量 瓶和试液总质量 瓶 试液及岩粉总质量 水中称量法 试验还应记录试件的干质量 浸水后质量 强制饱和后质量 试件 在水中称量 水密度 块体密度试验 岩石块体密度试验可分为量积法 水中称量法和密封法

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量积法适用于能制备成规则试件的各类岩石 水中称量法适用于 除遇水崩解 溶解和干缩湿胀外的其它各类岩石 密封法适用于不 能用量积法或直接在水中称量进行试验的岩石 当采用密封法进 行块体密度试验时 应同时测定岩石的天然含水率 密封材料可选 用石蜡或高分子树脂胶涂料 量积法试件制备应符合下列规定 试件尺寸应符合本规程 条 款的规定 试件高度 直径或边长的允许偏差为 试件两端面的不平整度允许偏差为 端面应垂直于试件轴线 允许偏差为 方柱体或立方体试件相邻两面应互相垂直 允许偏差为 水中称量法试件制备应符合本规程 密封法试件宜采用边长为 圆状体 进行块体干密度试验时每组试件数量不得少于 个 进行 块体湿密度试验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 风化程度 裂隙分布 试件形状 主要仪器和设备应包括下列各项 钻石机 切石机 磨石机和车床 烘箱和干燥器 天平 感量 测量平台 石蜡及融蜡设备 水中称量装置 高分子树脂胶涂料及配制涂料的用具 量积法试验步骤应符合下列规定 的规定 的近似立方体或浑

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