55902公路工程岩石试验规程 标准 JTG E41-2005.pdf

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 中华人 民共和国行业标准 公路工程岩石试验规程 T e s t Me t h o d s o f R o c k f o r H i g h w a y E n g i n e e r i n g J TG E4 1 - 2 0 0 5 主编单位: 中交第二公路勘察设计研究院 批准部门: 中 华人民共和国 交通部 施行日期: 2 0 0 5 年0 8 月 0 1 日 中华人民共和国交通部公告 第 3 号 关于发布 公路工程水泥及水泥混凝土试验规程 ( J T G E 3 0 -2 0 0 5 ) 、 ( 公路工程岩石试验规程 O T G E 4 1 -2 0 0 5 ) 、 公路工程集料试验规程 ( J T G E 4 2 -2 0 0 5 ) 的公告 现发布 公路工程水泥及水泥混凝土试验规程 ( J T G E 3 0 -2 0 0 5 ) , 公路工程岩石试 验规程 ( J T G E 4 1 -2 0 0 5 ) 和 公路工程集料试验规程 C r M E 4 2 -2 0 0 5 ) ， 自2 0 0 5 年 8 月 1 日 起施行。 原 公路工程水泥混凝土试验规程 ( J T J 0 5 3 -9 4 ) , 公路工程石料试验规程 ( J T J 0 5 4 -9 4 ) 和 公路工程集料试验规程 ( J T J 0 5 8 -2 0 0 0 ) 同时废止。 公路工程水泥及水泥混凝土试验规程 O T G E 3 0 -2 0 0 5 ) 与 公路工程集料试验规 程 O T G E 4 2 -2 0 0 5 ) 由 交通部公路科学研究所主编， 公路工程岩石试验规程 ( J T G E 4 1 - 2 0 0 5 ) 由中交第二公路勘察 设计研究院主 编。规程的管理权和解释权归交通部， 日 常的 具 体解释和管理工作由主编单位负责。 请各有关单位在实践中 注意积累 资料， 总结经验， 及时将发现的问题和修改意见函 告 规程主编单位( 交通部公路科学研究所， 北京市海淀区西土城路8 号， 邮政编码: 1 0 0 0 8 8 ; 中 交第二 公路勘察设计研究院， 武汉市汉阳区鹦鹉大道4 9 8 号， 邮政编码: 4 3 0 0 5 2 ) ， 以 便 修订时参考。 特 此公 告。 中华人民 共和国交通部 -00五年三月三日 前 言 o il吕 公路工程石料试验规程 ( Y P .1 0 5 4 -9 4 ) ( 以下简称原 规程 ) 自1 9 9 4 年实施以来， 在 我国 公路建设中得到了 广泛的应用， 并发挥了 积极的作用。近几年来， 公路基础设施建设 规模越来越大， 公路工程遇到的地质问题越来越复杂， 迫切要求我们进一步完善和发展岩 土工程的测试技术。通过科学地试验鉴定岩石的质量和各项技术指标， 达到合理地选择 与使用岩石， 以及更加深人地认识岩体介质在复杂环境 中的力学特性， 以保证工程的安 全 、 经济、 合理。 公路工程与岩土工程关系密切， 不是修建在岩土上， 就是修建在岩土之中， 或是以土 或者岩石作为建筑材料。 从这方面讲， 原 规程 主 要是考虑将岩石用于 建筑材 料， 而作为 建筑材料的石料， 它的 技术性质大都可通过 公路工程集料试验规程 获得。因此测试岩 石固 有的物理、 力学性质应是本 规程 的定位方向， 故将原 规程 改名为 公路工程岩石 试验规程 ， 以适应公路建设发展的需要。 公路工程岩石试验规程 主要有两个方面的目的， 一是要为勘测设计阶段的工程地 质评价和各类工程的地基基础设计提供参数和资料， 二是要为施工阶段的 实体工程选用 符合质量要求的 石料提供依据。 故本次修订将通过测试岩石的物理、 力学性质来判断岩 体的工程性质， 待条件成熟后， 增加岩体的现场测试。 本次修订的主要内容有: 在毛体积密度试验中， 增加量积法和孔隙 率的指 标计算， 删除了 原 规程 中单列 的孔隙率试验这项 内容。 在吸 水率试验中， 将吸 水率试 验和饱和吸水率试验合在一起， 强调吸水的条 件不 同。 在单轴抗压强度试验中增加高径比 为2 的圆柱体试件、 7 0 m m x 7 0 m m x 7 0 m m立 方体试件的力学性能试验以及软化系数的试验及指标计算。 简化岩石“ 抗压静弹性模量试验” 的三种方法。 岩石抗剪强度试验方法由变角板剪切修订为直剪法。 增加岩石的膨胀性试验和耐崩解性试验。 删除了与 公路工程集料试验规程 中重复的磨耗试验。 删除了 公路工程石料技术标准。 本规程由中 交第二公路勘察设计研究院负责解释。 希望各单位在使用中 注意总结经 验， 在执行中有何意见和建议， 请及时函告中交第二公路勘察设计研究院， 地址: 武汉市鹦 鹉大道4 9 8 号， 邮政编码: 4 3 0 0 5 2 ， 电 话、 传真: ( 0 2 7 ) 8 4 5 1 3 2 6 7 ， 电子邮件: x s o n g l 1 6 3 . c o m o 公路工程岩石试验规程巾G E 4 1 -2 0 0 5 ) 主编单位: 中 交第二公路勘察设计研究院 参编单位: 武汉理 工大学 主要起草人 : 谢松林陈友治汪继泉 目次 目次 1 总则 · · · · · · · · · · 。 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ， ， · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ， · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 一1 2 术语、 符号· . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . · 一 2 2 . 1 术语 · . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 . 2 符号 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 3 3 物理性质试验 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 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。 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 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 · . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 . 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 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; 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 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、 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， 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 ) 、 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、 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 区分开了。 第三， Aa果确定了 是沉积岩，则先 根据胶结物的有无， 把碎清岩和化学岩、生物化学岩区分开。 如果是碎屑岩， 则应根据碎屑的大小分出 砾宕 ( 角 砾岩) 、砂岩或私土岩;而 如果 是化学岩或生 物化 学岩， 则可用 稀盐酸鉴别: 岩石起池者为石灰岩， 粉末起泡者为白云岩， 起泡 后留下土状斑点者为 泥灰岩 。 第四， 如果确定是变质岩， 则应根据构造进一步划分， 在定向 构造岩石中， 具片理状构造的为片 岩 或千枚岩， 具片 麻状构造的为片麻岩， 而 如果是厚板状的， 则为板岩。在块状构造的岩石中， 滴稀盐酸 起泡者为大理岩， 不起泡者为石英岩。 岩石通过岩石学鉴定， 进行岩相描述， 不 但能正确地确定岩石名称， 还有助于 分析和掌握使用各项 7 公路工程岩石试验规程UM F A 1 -2 0 0 5 1 试验数据， 三大类岩石的主要区 别见表， 7 2 0 1 - 3 。表T 0 2 0 1 - 4 列出了 几种典型岩石的鉴定描述示例， 供 试验人员参考。 表 T 0 2 0 1 一三大类岩石的主要区别 特征岩 桨 岩1沉 积岩1变 ) ' %一 犷物成分及其特 组成岩浆岩的矿物以硅酸 盐矿物为主， 其中最多的是长 石、 石英、 黑云母、 角闪石、 辉 石、 橄榄石等， 其中顾色较浅 的， 称 浅色矿物， 因以二氧化 硅和钾、 钠的铝硅酸盐类为 主， 又称硅铝矿物， 如石英、 长 石等; 其 中颜色较深的， 称暗 色矿物， 因以含铁、 铁 的硅酸 盐类为主， 又称铁镁犷物， 如 黑云母、 角闪石、 辉石、 橄榄石 等 组成沉积岩的矿物成 分约有 1 6 0余种， 但比较 重要的仅有2 0余种， 如石 英、 长石、 云母、粘土矿 物、 破酸盐矿物、 卤化物 及含水氧化铁、 锰、 铝矿 物等。在一般沉积岩中 矿物成分不过 1 一3种， 很 少超过5 一6种 组成变质岩的矿物成分， 按 其成因可分为; 新生犷物( 变晶矿物) : 在 变质作用过程中新生成的矿 物。如拈土岩经过变质后生 成的红柱石 原生矿物 在变质作用过 程中保留下来的原岩中的稳 定犷抽。如云英岩中的一部 分石英就是花岗岩在云英岩 化过程 中保 留下来的原生犷 物 。 残余矿物: 在变质作用过 程中残留下来的原岩中的不稳 定犷 物， 如箱岗 岩 在云英岩化过 程中残留有不穗定的长石 结 构 和 构 造 具杜状、 玻璃、 斑状结构， 气孔、 杏仁、 块状等构造; 除喷出岩外， 没有层状、 片状等构造 结构复杂， 因形成环 境而异; 具层理， 在层面上有 波 痕 具有片理; 板状、 片状、 片麻状构造， 结晶质结构; 砾石及晶体因受力可能 变 形 表 T 0 2 0 1 - 4 岩石特征描述示例 宕 相 描 述 颇色浅 红 色深 灰 色冰黄色浅灰 色 灰黑色 构 造块 状层 状块 状 气孔 状气 孔 状 结 构 结晶程度全 晶质完 全 隐 晶质 矿 粒 大 小0 . 2 -一 2 . 0 -2 . 0 -一 5 . 0 -_b h ( 如图T 0 2 2 5 - 2 所示) 。 试样高度一般控制在2 5 m m一 1 0 0 m m ， 使之能满足试验仪 加载 系 统 对 试 样 尺寸 的 要 求。 试 样加 荷 点 附 近的 岩面 不 宜 过 于西 r, 平或 倾 斜， 否 则， 应 加以修整。 ( 3 ) 试样含水状态可根据需要选择天然含水状态、 烘干状态、 饱和状态或其它含水状 态。 试样烘干和饱和方法应符合本规程 T 0 2 0 5 -2 0 0 5 中 相关条款的规定。 ( 4 ) 试样数量应视试验性质、 含水状态、 岩石均质程度而 定: 岩芯试样每组5 一 1 0 个。 方块体或不规则块体试样每组 1 5 一 2 0 个。 如果岩石是各向 异性的( 如层理、 片理明显的沉积岩和变质岩) ， 还应再分为平行和 垂直层理加荷的两个亚组， 每组试样不少于巧个。 4 试验步骤 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尺读出两 锥头间的零位移值。 4 . 2 测量试样的 长( L ) 、 宽( b ) 、 高( h ) 尺寸。 对不规则试样， 应通过试样的中 点测量上 述尺寸。 公路工程岩石试验规程( M E A 1 -2 0 0 5 ) L 扫T一 子共 。月_ 之 髯 沙碑 沙 U1 - 1 / !J D 111 / 6n.W 1 , .bjb,= 4 c br=bn+ba 如 哄 。章。 丁七LP 尸.1卜少称兄分1 L Tr D 中率 o bb, . / r= ba c ) L电 D .:.:.! ( b'bib + br n ab_br+62 br=bn2bf22 d ) 璧 翻通 过 加 荷 点 的 最 小 横 截 面 匡习破 坏 面 图T 0 2 2 5 - 2 不同形状试样的L , b , D , b r 的确定方法及典型的破坏面 a ) 岩芯径向试验; b ) 岩芯轴向 试验; 。 ) 方块体试验; d ) 不规则块体试验 P - 施加于 试样上的荷载; 试样的长度; b , 一 加荷点通过试样最小横断面上端宽度; b 2 - 加荷点通过试 样最小 横断面下端宽度; b - 加荷点通过试样最小横断面平均宽度; 试样的高度; b 。 一 试样破坏面最小宽度; b 。 一 试 样破坏面最大宽度; 好试样破坏面的 近似宽度， 视试样破坏面的形状而定， 可分别为: b r = b 。 十坛， 或 b r 二 ( 6 a + b a ) / 2 ， 或b r = 二/ 4 ; c - 试样圆 或椭圆破坏面的长轴， 其与加荷轴线垂直; 圆柱试样直径; D - 试样破 坏面上荷载之间的距离( D= h ) 4. 3 4. 4 描述试样的结构、 构造、 裂隙及风化程度等特征。 试样安装 ( 1 ) 径向 试验: 将岩芯试样放人球端圆锥之间， 使上、 下锥端与试样直径两端紧密接 触， 量测加荷点间距。 接触点 距试样自由 端的最小距离应不小于加荷两点间 距的2 / 5 0 ( 2 ) 轴向试验: 将岩芯试样放人球端圆锥之间， 使上、 下锥端位于岩芯 试样的圆心处并 与试样紧密接触。量测加荷点间 距及垂直于 加荷方向的试样宽度。 4 2 力学性质试验 ( 3 ) 方块体与不规则块体试验: 选择试样最小尺寸方向 为加荷方向。将试样放人球端 圆锥之间， 使上、 下锥端位于试样中心处并与试样紧密接触。量测加荷点间距及通过两加 荷点最小截面的 宽度( 或平均宽度) 。 接触点 距试样自由 端的 距离应不小于加荷点间距的 1 / 2 。 若测定软弱面强度， 则应保证加荷点的 连线在同一软弱面中， 如图T 0 2 2 5 - 3 所示。 4 . 5 以在l o s 一 6 0 s 内能使试 样破坏的 加荷速度匀速加荷， 直至试样破坏， 记录破坏荷载。 如果破坏面只通过一个加荷点( 如图T 0 2 2 5 一所示) 便产生局部破坏， 则该次试验无效。 错 误 的 带 错im的 图'10 2 2 5- 3 对各向异性岩石施加荷载的正确方向 图1 0 2 2 5 -4 不正确试验的 破坏模式 a ) 不正确的径向试验; b ) 不正确的轴向试验 4 . 6 试验结束后， 应描述试样的破坏形态( 破坏面是平直的或弯曲的等) 。凡破坏面贯 穿整个试样并通过两加荷点的均为有效试样。 5 结果整理 5 . 1 按式( T 0 2 2 5 - 1 ) 计算破坏荷载: P=C R ' ( T 0 2 2 5 - 1 ) 式中: 尸 试样破坏时的总荷载( N ) ; C 仪器标定系数， 为千斤顶的活塞面积( z ) ; R ' 油压表读数( M P a ) o 5 . 2 按式( T 0 2 2 5 - 2 ) 计算岩石点荷载 强度指数: I = P D二 T 0 2 2 5 - 2 ) 式中: I s 一一未经修正的 岩石点荷载强度指数( M P a ) ; 尸 破坏荷载( N ) ; D p 等 效岩芯直径( r n m ) o 5 . 3 按式( T 0 2 2 5 - 3 ) 或( T 0 2 2 5 - 4 ) 计算等效岩芯直径 D e : ( 1 ) 径向试验的 D P : D 三 =D 2T 0 2 2 5 - 3 ) 公路工程岩石试验规程( J T G F 4 1 -2 0 0 5 ) 或D 2 = D D ' ( 7 0 2 2 5 - 4 ) 式中: D 加荷点间距( m m ) ; D ' 上下锥端发生贯人后， 试样破坏瞬间的 加荷点间距( m m ) o ( 2 ) 轴向、 方块体或不规则块体试 验的D 。 按式( 7 0 2 2 5 - 5 ) 或( 7 0 2 2 5 - 6 ) 计算: 或 D 2 = 4 bDn D 2 = 4 bD ' 7 0 2 2 5 - 5 ) 1 '0 2 2 5 - 6 ) 式中: b 通过两加荷点最小截面的宽度( 或平均宽度) ( M M) . 5 . 4 当加荷点间 距 D不为5 0 m m时， 应对计算值进行修正， 以求得岩石点荷载强度指 数1 . ( 5 0 ) , ( 1 ) 当试验数据较多， 且同 一组试样中D 。 具有多种尺寸而不等于5 0 m m时， 根据试验 结果， 绘制 次- P的关系曲线。根据曲线可查找 次 = 2 5 0 0 m m 2 时对应的 P , 值， 按式 ( 7 0 2 2 5 - 7 ) 计算岩石点荷载强度指数: 1 . 0 0 P , 一2 5 0 0 7 0 2 2 5 - 7 ) 式中: 1 . ( 5 0 ) 经尺寸修正 后的岩石点荷载强度指数( M P a ) o ( 2 ) 当试验数据较少， 不适宜用上述方法修正时， 按式( 7 0 2 2 5 - 8 ) 计算岩石点荷载强度 指数: 45 0 ) =F I s