004 JTG E41-2005 公路工程岩石试验规程.pdf
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1、J TG 中华人 民共和国行业标准J T G E 4 1 - 2 0 0 5 公路工程岩石试验规程 T e s t M e t h o d s o f R o c k f o r H ig h w a y E n g i n e e r i n g 2 0 0 5 - 0 3 - 0 3 发布2 0 0 5 - 0 8 - 0 1实施 中华人民共和国交通部发布 目次 目次 1 总则 。 , , , 一1 2 术语、 符号 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 一 2 2 . 1 术语 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 . 2 符号 3 3 物
3、理性质试验 5 T 0 2 0 1 -1 9 9 4 岩石学简易鉴定 5 T 0 2 0 2 -2 0 0 5 含水率试验 。 。 。 。 , 。 。 , 。 。 。 。 9 T 0 2 0 3 -2 0 0 5 密度试验 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 T 0 2 0 4 -2 0 0 5 毛体积密度试验。 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 T 0 2 0 5 -2 0 0 5 吸水性试验 “1 8 T 0 2 0 6 -2 0 0 5 膨胀性试验 2 0 T 0 2 0 7 -2 0 0 5 耐崩解性试验 。 , , 。 。 一2 4 4 力学性质试验 , , , , , , , , , , , , , , , , , , 一 2 7 T 0 2 2 1 -2 0 0 5 单轴抗压强度试验 , 一 2 7 T 0 2 2 2 -2 0 0 5 单轴压缩变形试验 3 0 T 0 2 2 3 -1
5、9 9 4 劈裂强度试验 , 3 4 T 0 2 2 4 -2 0 0 5 抗剪强度( 直剪) 试验 。 。 。 。 3 6 T 0 2 2 5 -1 9 9 4 点荷载强度试验 , , 4 0 T 0 2 2 6 -1 9 9 4 抗折强度试验 4 6 5 耐久性试验 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , 一 4 8 T 0 2 4 1 -1 9 9 4 抗冻性试验 , 4 8 T 0 2 4 2 -1 9 9 4 坚固性试验 5 0 附录洁净水的密度 . . . . . . . . . . . .
6、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3 总 则 1 总则 1 . 0 . 1 为统一公路工程岩 石试验方法, 制订本规程。 1 . 0 . 2 本标准适用于公路工程中的路基、 路面、 桥涵及隧道等工程的岩石试验。 1 . 0 . 3 用于本规程试验的仪器应经国家有关检侧机构认定合格并符合本规程要求。 1 . 0 . 4 岩石试验对象应具有地质代表性, 岩石
7、试验内容、 试验方法、 技术条件等应符 合公路工程勘测、 设计、 施工的基本要求和特性。 对岩体应力、 变形等特性的 试验应按国 家现行的有关标准的规定进行。 公路工程岩石试验规程( J T G E 4 1 -2 0 0 5 ) 2 术语、 符号 2 . 1 术语 2 . 1 . 1 岩石r o c k 在各种地质作用下, 按一定方式结合而成的 矿物集合体, 它是构成地壳及地慢的主 要 物质。 2 . 1 . 2 含水率w a t e r c o n t e n t 岩石试样在 1 0 5 一 1 1 0 0 C 温度下烘至恒量时所失去的水的质量与试件干质量的比 值 , 以百分数表示。 2 .
8、 1 . 3 密度d e n s i t y 在规定条件下, 烘干岩石矿质单位体积( 不包括开口 与闭口 孔隙体积) 的 质量。 2 . 1 . 4 毛体积密度g ro s s v o l u m e d e n s it y 在规定条件下, 烘干岩石包括孔隙 在内的单位体积固 体材料的质量。 2 . 1 . 5 孔隙率p e r c e n t a g e o f p o ro s i t y 岩 石孔隙体积占 岩石总体积( 包括孔隙 体积在内) 的 百分率。 2 . 1 . 6 吸水率 w a t e r a b s o r p t i o n 在规定条件下, 岩石试样最大的 吸水质量与烘
9、干岩石试件质 量之比, 以百分率表示。 2 . 1 . 7 饱和吸水率w a t e r a b s o r p t i o n u n d e r s a t u r a t e d 在强制条件下, 岩石试样最大的 吸水质量与烘干岩石试件质量之比, 以百分率表示。 2 . 1 . 8 软化系数s o f t e n i n g c o e ff i c i e n t 岩石试件在饱和状态下单轴抗压强度与其干燥状态下单轴抗压强度的比 值。 2 . 1 . 9 单轴抗压强度u n i a x i a l c o m p re s s i v e s t re n g th 岩石试件抵抗单轴压力时
10、保持自 身不被破坏的极限应力。 2一 术语、 符号 2 . 1 . 1 0 弹 性模量 m o d u l u s o f e l a s t i c it y 岩石试件在弹性极限内 应力与应变的比 值。 2 . 1 . 1 1 泊松比 p o i s s o n s r a t i o 岩石试件轴向 受力时, 横向应变与纵向 应变之比。 2 . 1 . 1 2 劈裂强度 s p l i t t i n g s t re n g t h 岩石试件在直径方 向上对称且均 匀施 加沿纵轴向的压力时, 能承受 的最大压 应力。 2 . 1 . 1 3 抗剪强度 s h e a r i n g s t
11、 re n g t h 岩石试件在剪切面上所能承受的极限剪应力。 2 . 1 . 1 4 点 荷载 强 度 指 数 p o in t lo a d s tre n g th in d e x 点荷载试验岩石试件压裂时所施加的荷载除以两锥头间距的平方。 2 . 1 . 1 5 抗折强度 f o l d i n g s t re n g th 岩石试件在荷载作用下受弯至折断所产生的极限弯曲应力。 2 . 1 . 1 6 抗冻性f ro s t re s i s t a n c e 岩石试样在饱和状态下, 抵抗反复冻结和融化的性能。 2 . 2 符号 符号 一 符 号 意义 幼 含 水 率 几 孔隙
12、率 爪 试件( 或试样) 质量 一 吸水率 v 试件体积幼皿饱和吸水率 A 试 件 面 积一K w 饱水系数 H ( h ) 试 件 高 ( 厚 ) 度一V H 轴向自由膨胀率 P,密度( 颗粒密度) V D径向自由膨胀率 P O 毛体积( 块体) 密度 V H 侧向约束膨胀率 一一 膨胀压力 P . P a I d耐崩解指数 公路工程岩石试验规程( 川 ; E 4 1 -2 0 0 5 ) ( 续) 符号 一符号 意义 R 一甲 摩擦角 K p 软 化 系 数l 未修正的点荷载强度指数 E 弹 性 模 量一一 修正后的点荷载强度指数 尸 一 ! . ( w )点荷载强度各向异性指数 aI 一
13、R y 抗折强度 r 剪应力 L 冻融质量损失率 1一 冻融系数 C 应变 口 硫酸钠浸泡质量损失率 c 凝 聚 力一 物 理 性 质 试 验 3 物理性质试验 T 0 2 0 1 -1 9 9 4 岩石学简易鉴定 目的和适用范围 本方法适用于借助常规工具和试剂做简单试验, 通过肉眼观察, 鉴定公路工程岩 样的 岩石特征, 其 目的在于确定岩石的名称或类别。 2 仪器设备 ( 1 ) 铁锤。 ( 2 ) 硬度计或其它检验硬度用的工具( 如手指甲、 铁刀刃、 钢刀刃、 玻璃片等) 。 ( 3 ) 放大镜或显微镜。 3 试剂 稀盐酸: 浓度 1 0 %0 4 试样 为了获得有代表性的岩石样品, 野
14、外工作期间要选择的标本数不少于3 个。对于不 规则试样, 样品 规格为体积不小于l 0 0 c m 3 的近似立方体, 并应除掉松动部分和表面附着 物。 5 试验步骤 5 . 1 用铁锤敲 击岩石试样, 使之出现新鲜断面。 5 . 2 通过肉眼, 同时借助放大镜或显微镜仔细观察新鲜断面的岩石结构和构造, 注重 观察其节理 、 裂隙、 结晶程度 、 矿粒大小、 胶结物等特征结构, 并作描述。 5 . 3 用硬度计或其它 检验硬度用的工具在新鲜断面上进行划痕试验, 以确定岩石的硬 度。 硬度对比的 标准 从软到硬依次由 下列 1 0 种矿物组成: 滑石; 石膏; 方解石; 萤石; 磷灰石; 正长石
15、; 石英; 黄玉; 刚玉; 金刚石。 公路工程岩石试验规程( J T G F A1 -2 0 35 ) 5 . 4 在新鲜断面上滴几滴稀盐酸, 观察滴酸的岩石部位表面变化, 如有无泡沫产 生等。 5 . 5 分析岩石的矿物组成和结构, 确定岩石名称或类别。 结果整理 按下列岩 石学鉴定记录( 表 T 0 2 0 1 - 1 ) 所列项目 进行岩相描述, 并根据岩 相特征确定岩 石名称或类别。 表T 0 2 0 1 - 1 岩石学鉴定记录 工 程 项 目 岩石产地 岩石用途 试样编号 岩 相 描 述 颜色 构造 结 构 结晶程度 矿粒大小 胶结物 特征结构 矿 物 成 分 重要的 次要的 次生的
16、 风 化 情 况 ! 矿物光泽 矿物变化 风化程度 结论 试验:年月日 复核:年月日 条文说明 岩 石学 鉴定是岩石实 验室 试验内容 之一。岩石的物理、 力学性质, 很大程度上决定于岩石的矿物 组 成、 岩石结 构和构造; 而岩石的物理、 力学性质又直接影响岩体的工程性质。在会路工程中, 岩石通 一6一 物理性质试验 过岩石学 鉴定, 能 获得与岩石物理力学 性质有关而用宏观鉴定又无法获得的岩石矿物组成、 拉度和结 构等参数, 因而能较好地补充描述岩石物理与力学性质指标或参数, 更加全面地判断该岩石的适用性。 事实上经验丰富的工程技术人员具有很好的综合、 判断能力, 能运用自己积累的知识、
17、经验进行综合分 析与工 程决策。正因为如此, 目 前的许多 岩体工 程, 即使是在做了大量的 计算 和分析之后, 仍然要靠工 程经验进行决策。很多工程设计是靠 这些专家经验的类比作出 的。 公路工 程岩石学鉴定的主要内 容包 括:岩石的颜色 、岩石学构造 ( 矿物空间 排列及空间充填关 系) 、结构 ( 矿物的结晶 程度、大小形态及相互关系) 、矿物组成 ( 主要和次要的造岩矿物)等。同 时, 还应描述岩石风化情况 ( 矿物光泽、矿物变 化及风化程度) 。岩石的分类正是依据上述 鉴定结果 来决定的。 矿物的硬度是指犷物抵抗刻划、 压入或研磨能力的大小。它是矿物物理性质中比较固定的性质之 一,
18、因而也是矿物的一个重要鉴定特征。在犷物的肉眼鉴定工作中, 通常用刻划的方法来测定被鉴定 犷物的硬度。 度童时, 用由下列1 0 种矿物( 表T 0 2 0 1 - 2 ) 的硬度构成的摩氏硬度计作为硬度等级的标 准。其它矿物的 硬度 是与摩氏硬度计中的 标准矿物互相刻划, 相比 较来确定的。例如, 黄铁矿能轻微 刻伤正长石, 但不能刻伤石英, 而 本身 却能 被石英所刻伤, 因 此, 黄铁矿的 摩氏硬度为6 一 6 . 5 0矿物学 中 一般所列的硬度都是摩氏 硬度。在野外工作中, 用摩氏硬度计中 的矿物作为比较标准有时不够方 便, 因此, 常 借用指甲( 硬度大于2 ) , 铜具( 硬度3
19、) 、 小刀( 硬度5 一 5 . 5 ) , 瓷器 碎片( 硬度6 一 6 . 5 ) 等代替 标准硬度的矿物来帮助测定被鉴定矿物的硬度。在刚矿物硬度时, 必须在纯净、 新鲜的单个矿物晶体 ( 晶杜) 上 进行。刻划时, 用力要缓而均匀, 力戒刻掘, 如有打滑感, 表明 被刻矿物的硬度大; 若有阻涩 感, 表明 被刻矿物的硬度小。 表T 0 2 0 1 - 2 靡 氏硬 度计 矿 物 名 称滑石石 青方解石萤 石磷灰石正 长 石石 英黄玉 刚 玉 金 刚 石 摩氏硬度12 345 67 841 0 常用的岩石学 鉴定方法就 是根据岩石的外观特征, 借助简单工具和试剂( 如放大 镜、 显微镜、
20、 硬度 计、 铁刀刃、 钢刀刃、 玻璃片、 稀盐酸等) , 凭肉 眼观察研究 岩石的 岩相结构与性质, 从而有效地鉴定岩石 的矿物组成、 结构和构造, 进而确定9石名称或类别的一种简单鉴定方法。 第一, 可 根据岩石的产状, 特珠的结构、 构造, 主要的或 特殊的物质成分来区 分岩策岩、 沉积岩和变 质岩三大类岩石。 第二,如果确定了是岩茉岩,则可根据颜色 ( 矿物成分)和结构、构造决定岩石名称。因为在 岩装岩中,深色岩石含铁镁矿物多,多属基性或超基性岩类; 如果颜色浅,则主要是硅铭矿物,一 般为中性 岩类或酸性岩类。然 后, 根据结构、构造,可确定其生成环境, 这样就可以 把岩莱岩类岩 石
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- 004 JTG E41-2005 公路工程岩石试验规程 E41 2005 公路工程 岩石 试验 规程
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