JTGE41-2005《公路工程岩石试验规程》
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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。
(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。
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100cm3的近似立方体,并应除掉松动部分和表面附着 物。
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10种矿物组成:①滑石;②石膏;③方解石;④ 萤石磷灰石正长石①石英;?黄玉;刚玉;①金刚石。
岩石含水率试验用于测定岩石在天然状态下的含水率。岩石的含水率可间接地反映 岩石中空隙的多少、岩石的致密程度等特性。 本试验采用烘干法。对于不含结晶水矿物的岩石烘干温度为105℃~110℃;对于含 结晶水矿物的岩石温度宜控制在60℃±5℃下进行测定。
(1)烘箱:能使温度控制在105℃~110℃范围,最低控温能满足60℃±5℃。 (2)干燥器:内装氯化钙或硅胶等干燥剂。 (3)天平:感量0.01g。 (4)称合
3.1保持天然含水率的试样应在现场采取,严禁用爆破或湿钻法。试样在采取、运输 储存和制备过程中,含水率变化不应超过1%。
3.2试件尺寸应大于组成岩石最大颗粒的10倍,每个试件质量一般不小于40g,不大 于200g。每组试样的数量不宜少于5个。
应记录描述岩石名称、颜色、矿物成分、结构、构造、风化程度、胶结物性质及 羊含水状态所采取的措施等。
4.1将制备好的试样放入已烘干至恒量的称量盒内,称烘干前的试样和称量盒的合质 量(mt)。本试验所有称量精确至0.01g。
4.2将称量盒连同试样置于烘箱内。对于不含结晶水的岩石,应在105℃~110℃恒温 下烘至恒量,烘干时间一般为12h~24h。对于含结晶水的岩石,应在60℃±5℃恒温下烘 至恒量,烘干时间一般为24h~48h。
4.3将称量盒从烘箱中取出,放入干燥器内冷却至室温,称烘干后的试样和称量盒的
4.3将称量盒从烘箱中取出,放入干燥器内冷却至室温,称烘于后的试样和称量盒的
式中:w 岩石含水率(%); mo 称量盒的干燥质量(g); mi 试样烘干前的质量与于燥称量盒的质量之和(g); m2 试样烘干后的质量与于燥称量盒的质量之和(g)。
个试样的算术平均值作为试验结果,计
水率试验记录应包括岩石名称、试验编 试样编号、试样描述、烘干前的试科 合质量、烘干后的试样和称量盒的合
T 02032005密度试验
岩石的密度(颗粒密度)是选择建筑材料、研究岩石风化、评价地基基础工程岩体稳定 性及确定围岩压力等必需的计算指标。 本法用洁净水做试液时适用于不含水溶性矿物成分的岩石的密度测定,对含水溶性 矿物成分的岩石应使用中性液体如煤油做试液,
(1)密度瓶:短颈量瓶,容积100mL。 (2)天平:感量0.001g。 (3)轧石机、球磨机、瓷研钵、玛瑙研钵、磁铁块和孔径为0.315mm(0.3mm)的筛子。 (4)砂浴、恒温水槽(灵敏度±1℃)及真空抽气设备。 (5)烘箱:能使温度控制在105℃~110℃。 (6)干燥器:内装氯化钙或硅胶等干燥剂。 (7)锥形玻璃漏斗和瓷皿、滴管、中骨匙和温度计等
取代表性岩石试样在小型轧石机上初碎(或手工用钢锤捣碎),再置于球磨机 碎,然后用研钵研细,使之全部粉碎成能通过0.315mm筛孔的岩粉。
4.1将制备好的岩粉放在瓷皿中,置于温度为105℃~110℃的烘箱中烘至恒量,烘干 时间一般为6h~12h,然后再置于于燥器中冷却至室温(20℃+2℃)备用。
4.2用四分法取两份岩粉,每份试样从中称取15g(m1),精确至0.001g(本试验称量精 度皆同),用漏斗灌人洗净烘干的密度瓶中,并注入试液至瓶的一半处,摇动密度瓶使岩粉 分散。
4.3当使用洁净水作试液时,可采用沸煮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。采用沸煮法排除气体时,沸煮时间自悬液沸腾时算起 不得少于1h;采用真空抽气法排除气体时,真空压力表读数宜为100kPa,抽气时间维持 1h~2h,直至无气泡逸出为止。
体本款度 寻再点密度瓶忠链人
司温条件的试液,使接近满瓶,然后置于恒温水槽(20℃±2℃)内。待密度瓶内温度稳定, 上部悬液澄清后,塞好瓶塞,使多余试液溢出。从恒温水槽内取出密度瓶,擦干瓶外水分, 立即称其质量(m3)。
4.5,倾出悬液,洗净密度瓶,注入经排除气体并与试验同温度的试液至密度瓶,再置于 亘温水槽内。待瓶内试液的温度稳定后,塞好瓶塞,将逸出瓶外试液擦干,立即称其质量 (m2)。
密度瓶的质量(g); m4 ms 瓶与煤油的合质量(g); 密度瓶与经排除气体的洁净水的合质量(g); m6 Dw 经排除气体的洁净水的密度(由附录查得)(g/cm)。
Xp m6 = m4
5.2以两次试验结果的算术平均值作为测定值,如两次试验结果之差大于0.02g/cm ,应重新取样进行试验。
度试验记录应包括岩石名称、试验编号、试样编号、试液温度、试液密度、烘干 量、瓶和试液合质量以及瓶、试液和岩粉试样总质量、密度瓶质量。
1.岩石的物理常数是岩石矿物组成结构状态的反映,它与岩石的技术性质有着密切的联系。岩石 可由各种矿物形成不同排列的各种结构,但是从质量和体积的物理观点出发,岩石的内部组成结构主
程中,由于地质环境使岩石所受动力地质作用的程度不同,致使岩石含有不同的矿物成分以及不同风 化程度的矿物。这些不同的矿物所组成的岩石,将影响其密度值的大小。含密度较大的矿物,岩石的 密度也就相应比较大。例如,基性岩和超基性岩,比较突出的是辉绿岩,其密度要比一般岩石的密度 大。而酸性岩石,例如花岗岩,其密度较小。 2.由于已废除比重一词,因此本试验方法把比重瓶一词统一改称为密度瓶。 3.试验方法的选择。岩石颗粒密度的测定,常采用水中称量法和密度瓶法。水中称量法可用不规 则试件,操作简便,但由于水不可能完全充满岩石中的闭合裂隙,致使水中称量法测定的颗粒密度略偏 小。本规程选用密度瓶法,与原规程相比:一是取消了50mL短颈量瓶,并且用100mL短颈量瓶替代李 氏量瓶进行含水溶性矿物成分的岩石的密度试验;二是使用煤油作试液时,规定采用真空抽气法排除 气体,严禁用煮沸法,以防因热挥发燃烧,污染环境,也达不到排气的目的。 4.试样的恒温条件应与测试条件相一致。密度瓶呈现极强的热胀冷缩性能,对温度的反应比较灵 敏,密度瓶的校正逐渐被有些单位放弃使用,通常的做法是同时测试密度瓶+试样+试液的质量和以 及密度瓶+试液的质量和,这就要求两次测量时温度保持一致,以减少测试环境温度的变化对测试值 的影响。 5.室温:对于需要计量认证的标准实验室,温度范围应该限定,特别是T0203、T0204中对密度的 测定,宜确定实验室温度控制在20℃±2℃范围。 6.洁净水.一般指不含杂质的纯净水,有条件的实验室建议使用蒸馅水。
0204一2005毛体积密度试验
T02042005毛体积密度试验
岩石的毛体积密度(块体密度)是一个间接反映岩石致密程度、孔隙发育程度的参数, 也是评价工程岩体稳定性及确定围岩压力等必需的计算指标。根据岩石含水状态,毛体 积密度可分为干密度、饱和密度和大然密度。 岩石毛体积密度试验可分为量积法、水中称量法和蜡封法。 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;蜡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。
(1)切石机、钻石机、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)石蜡及熔蜡设备。 (5)水中称量装置。
3.1量积法试件制备,试件尺寸应符合本规程T0221中3.1的规定。 3.2水中称量法试件制备,试件尺寸应符合下列规定: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10倍,每个试件质量不宜小于150g。 3.3蜡封法试件制备,试件尺寸应符合下列规定:将岩样制成边长约40mm~60mm的 立方体试件,并将尖锐棱角用砂轮打磨光滑;或采用直径为48mm~52mm圆柱体试件。测 定天然密度的试件,应在岩样拆封后,在设法保持天然湿度的条件下,迅速制样、称量和密 封。
3.4试件数量,同一含水状态,每组不得少于3个。
4.1量测试件的直径或边长:用游标卡尺量测试件两端和中间三个断面上互相垂直的 两个方向的直径或边长,按截面积计算平均值。 4.2量测试件的高度:用游标卡尺量测试件断面周边对称的四个点(圆柱体试件为互 相垂直的直径与圆周交点处;立方体试件为边长的中点)和中心点的五个高度,计算平均 值。 4.3测定天然密度:应在岩样开封后,在保持天然湿度的条件下,立即加工试件和称 量。测定后的试件,可作为天然状态的单轴抗压强度试验用的试件。 4.4测定饱和密度:试件的饱和过程和称量,应符合本规程T0205相关条款的规定 则定后的试件,可作为饱和状态单轴抗压强度试验用的试件。 4.5测定干密度:将试件放入烘箱内,控制在105℃~110℃温度下烘12h~24h,取出放 人干燥器内冷却至室温,称干试件质量。测定后的试件,可作为干燥状态单轴抗压强度试 验用的试件。
4.5测定干密度:将试件放入烘箱内,控制在105℃~110℃温度下烘12h~24h,取出放 人干燥器内冷却至室温,称干试件质量。测定后的试件,可作为干燥状态单轴抗压强度试 验用的试件。
本试验称量精确至0.01g;量测精确
5.1测天然密度时,应取有代表性的岩石制备试件并称量;测干密度时,将试件放人烘 箱,在1工程%下烘柔短量t烘无肘间般为。lzhth/聚出斌侏置舌于燥器内冷却
测天然密度时,应取有代表性的岩石制备试件并称量;测干密度时,将试件放 10工程预9%下赞柔短量t燃无时间般为J2ht4h/聚出件置舌于燥器内
至室温后,称于试件质量。
5.2将干试件浸人水中进行饱和,饱和方法可依岩右性质选用煮沸法或真空抽气法。 试件的饱和过程和称量,应符合本规程T0205相关条款的规定。 5.3取出饱和浸水试件,用湿纱布擦去试件表面水分,立即称其质量。 5.4将试样放在水中称量装置的丝网上,称取试样在水中的质量(丝网在水中质量可 事先用码平衡)。在称量过程中,称量装置的液面应始终保持同一高度,并记下水温。 5.5本试验称量精确至0.01g。
5.5本试验称量精确至0.01g。
6.1测关然密度时,应取有代表性的岩石制备试件并称量;测十密度时,将试件放入烘 箱,在105℃~110℃下烘至恒量,烘干时间一般为12h~24h,取出试件置于干燥器内冷却 至室温。 6.2从干燥器内取出试件,放在天平上称量,精确至0.01g(本试验称量精度皆同此)。 6.3把石蜡装在干净铁盆中加热熔化,至稍高于熔点(一般石蜡熔点在55℃~58℃)。 岩石试件可通过滚涂或刷涂的方法使其表面涂上一层厚度1mm左右的石蜡层,冷却后准 确称出蜡封试件的质量。 6.4将涂有石蜡的试件系于关平上,称出其在洁净水中的质量。 6.5擦干试件表面的水分,在空气中重新称取蜡封试件的质量,检查此时蜡封试件的 质量是否大于浸水前的质量。如超过0.05g,说明试件蜡封不好,洁净水已浸入试件,应 取试件重新测定。
7.1量积法岩石毛体积密度按下列公式计
po=V mo ps=V ms md
7.2水中称量法岩石毛体积密度按下列公式计算
7.2水中称量法岩石毛体积密度按下列公式计算
式中:mw 一试件强制饱和后在洁净水中的质量(g);
7.3蜡封法岩石毛体积密度按下列公式计算:
7.4毛体积密度试验结果精确至0.01g/cm,3个试件平行试验。组织均匀的岩石,毛 体积密度应为3个试件测得结果之平均值;组织不均匀的岩石,毛体积密度应列出每个试 件的试验结果。
毛体积密度试验记录应包括岩石名称、试验编号、试件编号、试件描述、试验方法、试 在各种含水状态下的质量、试件水中称量、试件尺寸、洁净水的密度和石蜡的密度等。
岩石的吸水性用吸水率和饱和吸水率表示。岩石的吸水率和饱和吸水率能有效地反 映岩石微裂隙的发育程度,可用来判断岩石的抗冻和抗风化等性能。 岩石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。 本试验适用于遇水不崩解、不溶解或不干缩湿胀的岩石。
(1)切石机、钻石机、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)抽气设备:抽气机、水银压力计、真空干燥器、净气瓶。 (5)煮沸水槽。
4.1将试件放人温度为105℃~110℃的烘箱内烘至恒量,烘干时间一般为12h~24h, 取出置于干燥器内冷却至室温(20℃±2℃),称其质量,精确至0.01g(后同)。 4.2将称量后的试件置于盛水容器内,先注水至试件高度的1/4处,以后每隔2h分别 主水至试件高度的1/2和3/4处,6h后将水加至高出试件顶面20mm,以利试件内空气逸 出。试件全部被水淹没后再自由吸水48h。 4.3取出浸水试件,用湿纱布擦去试件表面水分,立即称其质量。
4.4试件强制饱和,任选如下一种方法
用煮沸法饱和试件:将称量后的试件放入水槽,注水至试件高度的一半,静置2h。再 加水使试件浸没,煮沸6h以上,并保持水的深度不变。煮沸停止后静置水槽,待其冷却, 取出试件,用湿纱布擦去表面水分,立即称其质量。 用真空抽气法饱和试件:将称量后的试件置于真空干燥器中,注人洁净水,水面高出 试件顶面20mm,开动抽气机,抽气时真空压力需达100kPa,保持此真空状态直至无气泡发 生时为止(不少于4h)。经真空抽气的试件应放置在原容器中,在大气压力下静置4h,取 出试件,用湿纱布擦去表面水分,立即称其质量。
式中:K.饱水系数,其它符号含意同前
公路工程岩石试验规程(JICE41—2005)
5.3组织均匀的试件,取3个试件试验结果的平均值作为测定值;组织不均匀的,贝 个试件试验结果的平均值作为测定值。并同时列出每个试件的试验结果。
吸水率试验记录应包括岩石名称、试验编号、试件编号、试件描述、试验方法、干 质量、试件浸水后质量、试件强制饱和后的质量
1.试样的形状:一般都没有严格的规定。本规程充许采用不规则试样,但必须指出,采用规则试样 测定吸水率和饱和吸水率,不仅操作方便,提高效率,而且也有利于建立各指标之间的相互关系,故应 尽可能采用规则试样。当只能用不规则试样试验时,试样形态应近似立方体,绝不允许用边角废料进 行试验。 2.烘千试样的标准:本试验采用称量控制,将试样反复烘干至称量达到恒量为止。参见T0202含 水率试验条文说明。 3.吸水稳定标准:试验资料证明,浸水24h平均可以达到绝对吸水率的85%,48h可达到94%,继 续浸水的吸水量很小,因此,在大气压力下吸水的稳定标准规定采用48h,完全能够反映岩石试样的吸 水特征。 4.煮沸和抽气时间:国外规程规定的煮沸和抽气时间均比较长,一般认为适当延长煮沸和抽气时 间是必要的。参考水电规程、国标,在修订规程中,只提出煮沸和抽气时间的下限:即煮沸6h以上(原 规程3h以上),抽气4h以上。 5.岩石的吸水率与饱和吸水率之比,定义为饱水系数,它是评价岩石抗冻性的一种指标。一般来 说,岩石的饱水系数为0.5~0.8。饱水系数愈大,说明常压下吸水后留余的空间有限,岩石愈容易被冻 胀破坏,因而岩石的抗冻性就差。
对具有粘土矿物的岩层,必须了解岩石的膨胀特性,以便控制开挖过程中地下水对岩 、岩体的影响。岩石膨胀性试验包括岩石自由膨胀率试验、岩石侧向约束膨胀率试验和 岩石膨胀压力试验。 岩石自由膨胀率试验适用于遇水不易崩解的岩石,岩石侧向约束膨胀率试验和岩石 膨胀压力试验适用于各类岩石。
(1)钻石机、切石机、磨石机、车床。 (2)测量平台。
3.1岩石试件应在现场采取,并保持天然含水状态,不 得采用爆破或湿钻法取样,而且试件应符合下列要求: (1)自由膨胀率试验的试件:圆柱形试件的直径宜为 50mm~60mm,试件高度宜等于直径,两端面应平行;立方形 试件的边长宜为50mm~60mm,各相对面应平行。试件端面 的平面度公差应小于0.05mm,端面对于试件轴线垂直度偏 差不应超过0.25 (2)侧向约束膨胀率试验的试件应为圆柱体,试件直径 宜为50mm,尺寸偏差为0~0.1mm,高度应大于20mm,且应 大于岩石矿物最大颗粒的10倍。两端面平面度公差应小 于0.05mm,端面对于试件轴线垂直度偏差不应超过0.25 (3)膨胀压力试验的试件规格和精度应符合本条(2)款 的规定
3.3岩石试件应采用于法加工,天然含水率的变化不应超过1%。
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