GBT-工程岩体试验方法标准

总则1.0.1为统一工程岩体试验方法及技术要求，提高试验成果的质量，增强试验成果的可比性，制定本标准。1.0.2本标准适用于地基、围岩、边坡以及填筑料的工程岩体试验。1.0.3工程岩体试验对象应具有地质代表性。试验内容、试验方法、技术条件等应符合工程建设勘测、设计、施工、质量检验的基本要求和特性。1.0.4工程岩体试验方法，除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2术语和符号2.1术语2.1.1岩石rock天然形成的具有一定结构构造的单一或多种矿物或碎屑物的集合体。2.1.2岩体rockmass赋存于一定地质环境，由各类结构面和被其所切割的岩石构成的地质体。2.1.3岩样rocksample未经加工的岩石样品。2.1.4试件blockspecimen按照试验目的加工或选取的具有一定形状和尺寸的岩石样品。2.1.5试体rockmassspecimen在现场岩体中制备的作为试验对象的短柱状岩体，或浇筑在岩面上的混凝土块。2.1.6岩石含水率watercontentofrock岩石试件在规定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。2.1.7岩石颗粒密度particledensityofrock岩石在105℃～110℃温度下烘至恒量时岩石固相颗粒质量与其体积的比值。2.1.8岩石块体密度blockdensityofrock岩石试件质量与其体积的比值。2.1.9岩石吸水率waterabsorptionofrock岩石试件在一定条件下吸入水的质量与试件烘干固体质量的比值，以百分数表示。2.1.10岩石蠕变rockcreep在应力不变的条件下，岩石变形或位移随时间延续而增大的现象，是岩石流变的一种特殊形式。2.1.11岩体应力rockmassstress岩体初始应力场或工程岩体经开挖扰动后应力场的总称。2.2符号A——试件截面积；CAI——耐磨指数值；CAIi——第i根钢针的岩石耐磨值；CAIs——采用金刚石锯片切割面作为测试面时岩石耐磨指数值；CAIx——采用洛氏硬度为x值时计算的耐磨指数值；C∞——结构面长期抗剪强度参数；c——黏聚力；D——试件直径或边长；D＇——上下锥端发生贯入后，试件破坏时的加载点间距；De——等价岩心直径；d——实测钻孔直径；di——第i根钢针针尖直径的初值；di2——第i根钢针针尖磨损后的直径终值；E——弹性模量；Eav——岩石平均弹性模量；Ed——岩石动弹性模量；E50——岩石割线弹性模量；F——轴向载荷；FS——岩石径向自由膨胀率；f——摩擦系数；f∞——结构面长期抗剪强度参数；Gd——岩石动刚性模量或动剪切模量；H——试件高度；Hm——在标准钢砧上测试10次的回弹硬度平均值；Hs′——回弹硬度校正值；——回弹硬度实测值的平均值；h——试件厚度；Ia（50）——岩石点荷载强度各向异性指数；Id2——岩石二次循环耐崩解性指数；I0——刚性承压板的形状系数；Kf——岩石冻融系数；Ki——测量元件i率定系数；Kw——岩石饱水系数；Kv——基准基床系数；Kz——与承压板尺寸、测点深度和泊松比有关的系数；K1——测量元件修正系数；L——轴向测量标距或试件高度；Li——基线观测长度；L0——基线基准长度；M——岩石冻融质量损失率；m——湿试件质量；md——冻融前烘干试件质量；mf——冻融后烘干试件质量；mp——试件经强制饱和后的质量；mr——残留试件烘干质量；ms——烘干后的试件质量；mw——强制饱和试件在水中的称量；m0——烘干前的试件质量；m1——蜡封试件质量；m2——蜡封试件在水中的称量；n——有效测点数；P——试件破坏载荷；Pa——围压压力；Pd——作用于剪切面上的总法向载荷；Pf——冻融后饱和单轴抗压强度破坏载荷；Pn——试验开始时作用于剪切面上的总法向载荷；Pi——不等侧压条件下的试件第i主应力方向的载荷；p——按刚性承压板计算的压力；pb——破裂压力；pe——体积不变条件下的岩石膨胀压力；pr——压裂缝重张压力；ps——压裂缝瞬时关闭压力；p0——岩体孔隙压力；Q——作用于剪切面上的剪切载荷；R——岩石单轴抗压强度；Rd——岩石烘干试件单轴抗压强度；——岩石烘干单轴抗压强度平均值；Rf——岩石冻融后饱和单轴抗压强度；——岩石冻融后饱和单轴抗压强度平均值；Rw——岩石饱和试件单轴抗压强度；——岩石饱和单轴抗压强度平均值；ra——中心测试钻孔半径；rc——解除岩心半径；SH、Sh——分别为钻孔横断面上的最大、最小平面主应力；T——温度；Ti——收敛计观测时的环境温度；T0——收敛计第一次读数时的环境温度；t——时间；to——仪器系统的零延时；tp——直透法纵波的传播时间；ts——直透法横波的传播时间；u——剪切位移；VD——岩石径向自由膨胀率；VH——岩石轴向自由膨胀率；VHP——岩石侧向约束膨胀率；V1——试样在水中膨胀稳定后的体积；vp——岩石纵波速度；vs——横波速度；W——通过两加载点最小截面的宽度或平均宽度；We——岩体弹性变形；Wp——岩体残余变形；Wz——深度为Z处的岩体变形；W0——岩体总变形；w——岩石含水率；x——钢针洛氏硬度值；Z——测点深度；α——斜向剪切载荷施力方向与剪切面的夹角；εj——j测试方向中心测试孔的相对孔径变形值；εz——对应压力下轴向应变量；εθ——对应压力下周向应变量；ε0i——测量元件i的初始应变值；η——软化系数；λd——岩石动拉梅系数；μ——泊松比；μd——岩石动泊松比；ρ——岩石密度；ρd——岩石块体干密度；ρs——岩石颗粒密度；ρw——水的密度；σi——不等侧压条件下的第i主应力；σt——岩石抗拉强度；τ——作用于剪切面上的剪应力；τ∞——长期剪切蠕变强度；φ——应变片与θ轴的夹角；ωa——岩石自由吸水率；ωsa——岩石饱和吸水率。

3基本规定3.0.1工程岩体试验应包括岩石的物理力学性质试验、岩体的变形和强度试验、岩石蠕变试验、岩体应力测试、声波测试，以及岩体观测。3.0.2工程岩体试验设计应在了解工程区的地质条件、设计方案、施工方法等的基础上进行。工程岩体试验的内容和数量，应根据工程地质、工程规模、工程部位、设计阶段、建筑物类型及特点等确定。3.0.3工程岩体试验前宜编写试验大纲，试验大纲宜包括下列内容：1工程概况。2工程区的地形地质条件和主要的岩石力学问题。3试验目的、内容、数量、位置、方法和技术要求。4仪器设备、人员安排和工作条件。5计划进度。6试验质量、安全、环保的保证措施。7提交的试验成果内容。3.0.4室内岩石试验试件加工完成后，应将表面粘附的尘渣和碎屑颗粒清除干净；对于规则试件，还应按试验项目要求量测试件尺寸并记录，检查试件尺寸、加工精度是否达到本标准对试件的要求。对于不合格试件应废弃，并重新加工补足试件。3.0.5岩石试验工作管理的基本规定应符合本标准附录A的规定。3.0.6岩样采取和管理要求应符合本标准附录B的规定。3.0.7试验成果整理应符合本标准附录C的规定。3.0.8试验结束后，应编制试验报告，试验报告应包括正文、附图和附件。3.0.9岩体试验过程中应重视环境保护工作和安全生产工作，各项工作应满足国家及地方相关规定。

4岩石物理性质试验4.1含水率试验4.1.1岩石含水率试验应采用烘干法。4.1.2岩石试件应符合下列规定：1测定天然含水率的试件应在现场采取，不应采用爆破法试件，在采取、运输、储存和制备过程中，应保持天然含水状态。2试件尺寸应大于组成岩石最大矿物颗粒直径的10倍，每个试件的质量宜为40g～200g，每组试验试件的数量不应少于5个。3测定结构面充填物含水率时，应符合现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T50123的有关规定。4.1.3试件描述应包括下列内容：1岩石名称、颜色、矿物成分、结构、构造、风化程度、胶结性质等。2为保持试件天然含水状态所采取的措施。4.1.4主要仪器和设备应包括下列各项：1烘箱和干燥器。2天平，分度值不大于0.01g。4.1.5试验应按下列步骤进行：1称量试件烘干前质量。2将试件置于烘箱内，在105℃～110℃的温度下烘24h。对含有结晶水的岩石，宜在55℃~65℃温度下烘24h。3将试件从烘箱中取出，放入干燥器内冷却至室温，称量烘干后试件质量。4称量应准确至0.01g。4.1.6试验成果整理应符合下列规定：1岩石含水率应按下式计算：（4.1.6）式中：w──岩石含水率（%）； m0 ──烘干前的试件质量（g）；ms ──烘干后的试件质量（g）。2计算值精确至0.01。4.1.7岩石含水率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、试验后试件变化情况、试验人员、校核人员、试验日期。4.2吸水性试验4.2.1岩石的吸水性试验应包括岩石吸水率试验和饱和吸水率试验，适用于遇水不崩解、不溶解和不干缩膨胀的岩石，并应符合下列要求：1岩石自由吸水率试验应采用自由浸水法测定。2岩石饱和吸水率试验应采用煮沸法或真空抽气法强制饱和后测定。岩石饱和吸水率应在岩石吸水率测定后进行。4.2.2试件制备应符合下列规定：1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。2规则试件应采用圆柱体或方柱体边长宜为48mm~54mm，试件高度与直径或边长之比宜为2.00~2.50。3采用不规则试件时，其边长宜为40mm～60mm的浑圆状岩块或近似立方体。4每组试验试件的数量应为3个。4.2.3试件描述应包括下列内容：1岩石名称、颜色、矿物成分、风化程度等。2节理裂隙发育的情况及其分布。3试件形状。4.2.4主要仪器和设备应包括下列各项：1钻石机、切石机、磨石机和砂轮机等。2烘箱和干燥器。3天平，最小分度值0.01g。4水槽。5真空抽气设备或煮沸设备。4.2.5试验应按下列步骤进行：1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。2将试件置于烘箱内，在105℃～110℃温度下烘24h，取出放入干燥器内冷却至室温后应称量。3当采用自由浸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1/4处，以后每隔2h分别注水至试件高度的1/2和3/4处，6h后全部浸没试件。试件应全部浸入在水中自由吸水48h后，取出并沾去表面水分后称量。4当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6h。经煮沸的试件，应放置在原容器中冷却至室温，取出并沾去表面水分后称量。5当采用真空抽气法饱和试件时，饱和容器内的水面应高于试件，真空压力表读数宜为当地大气压值。抽气直至无气泡逸出为止，但抽气时间不得少于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，取出并沾去表面水分后称量。6称量准确至0.01g。4.2.6试验成果整理应符合下列规定：1岩石自由吸水率、饱和吸水率、饱水系数应分别按下列公式计算： （4.2.6-1） （4.2.6-2） （4.2.6-3）式中：ωa──岩石自由吸水率（%）；ωsa──岩石饱和吸水率（%）；m0──试件浸水48h后的质量（g）；ms──烘干试件质量（g）；mp──试件经强制饱和后的质量（g）；Kw──岩石饱水系数。2计算值应精确至0.01。4.2.7岩石吸水性试验记录应包括工程名称、岩石名称、试件编号、取样位置、试件描述、试验方法、烘干试件质量、浸水后质量、强制饱和后质量、强制饱和试件在水中称量、试验人员、校核人员、试验日期。4.3颗粒密度试验4.3.1岩石颗粒密度试验应采用比重瓶法或水中称量法。比重瓶法适用于各类岩石；水中称量法适用于符合本标准第4.2.2条规定的各类岩石。4.3.2岩石试件的制备应符合下列规定：1比重瓶法试件制备，应将岩石用粉碎机粉碎成岩粉，使之全部通过0.25mm筛孔，并应用磁铁吸去铁屑。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0.25mm筛孔。2水中称量法试件制备，应符合本标准第4.2.2条的规定。4.3.3试件描述应包括下列内容：1岩石粉碎前的名称、颜色、矿物成分、结构、构造、风化程度、胶结物性质等2岩石的粉碎方法。4.3.4主要仪器和设备应包括下列各项：1粉碎机、瓷研钵或玛瑙研钵。2分析筛：孔径0.25mm。3磁铁。4天平：量程不宜小于1000g，分度值不应大于0.001g。5烘箱和干燥器。6煮沸设备或真空抽气设备。7恒温水槽。8短颈比重瓶：容积100ml。9温度计：量程0℃～50℃，分度值不应大于0.5℃。10水中称量装置。4.3.5比重瓶法试验应按下列步骤进行：1应将制备好的岩粉，置于105℃～110℃温度下烘干，烘干时间不应少于6h，然后放入干燥器内冷却至室温。2应用四分法取两份岩粉，每份岩粉质量应为15g。3应将岩粉装入烘干的比重瓶内，注入试液至比重瓶容积的一半处，摇动比重瓶，使岩粉分散。对含水溶性矿物的岩石，应使用煤油作试液。4当使用蒸馏水作试液时，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。5当采用煮沸法排除气体时，在加热沸腾后煮沸时间不应少于1h。6当采用真空抽气法排除气体时，真空压力表读数宜为当地大气压。抽气至无气泡逸出时，继续抽气时间不宜少于1h。7应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，应使瓶内温度保持恒定并待上部悬液澄清。8应塞上瓶塞，使多余试液自瓶塞毛细孔中溢出，将瓶外擦干，应称瓶、试液和岩粉的总质量，并应测定瓶内试液的温度。9应洗净比重瓶，注入经排除气体并与试验同温度的试液至比重瓶内，应按本条7、8步骤称瓶和试液的质量。10称量应准确至0.001g，温度应准确至0.5℃。4.3.6水中称量法应按下列步骤进行：1应按本标准第4.2.5条第1款~第4款的规定对试件进行烘干、自然吸水和强制饱和。2在水中称量装置上对饱和试件进行称量，并测量水温。3称量准确至0.01g。4.3.7试验成果整理应符合下列规定：1比重瓶法试验岩石颗粒密度应按下式计算：（4.3.7-1）式中：ρs──岩石颗粒密度（g/cm3）；ms──烘干岩粉质量（g）；m1──瓶、试液总质量（g）；m2──瓶、试液、岩粉总质量（g）；ρWT──与试验温度同温度的试液密度（g/cm3）。2水中称量法试验岩石颗粒密度应按下式计算： （4.3.7-2）式中：ms──烘干试件质量（g）；mw──强制饱和试件在水中的称量（g）；ρw──水的密度（g/cm3）。3比重瓶法试验应进行两次平行测定，两次测定的差值不应大于0.02，试验结果应取两次测值的平均值。4计算值应精确至0.01。4.3.8岩石颗粒密度试验记录应包括工程名称、试件编号、试件描述、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，以及瓶、试液和岩粉总质量、试验人员、校核人员、试验日期。4.4块体密度试验4.4.1岩石块体密度试验可采用量积法、水中称量法或蜡封法，并应符合下列规定：1量积法适用于能制备成规则试件的各类岩石。2水中称量法适用于符合本标准第4.2节规定的各类岩石。3不适用于量积法或水中称量法进行测定的岩石，宜采用蜡封法。4本标准用水应采用洁净水，水的密度取为1.00g/cm3。4.4.2量积法岩石试件应符合下列规定：1试件尺寸应大于岩石最大矿物颗粒直径的10倍；最小尺寸不宜小于50mm。2试件可采用圆柱体、方柱体或立方体。3沿试件高度、直径或边长的误差不应大于0.3mm。4试件两端面不平行度误差不应大于0.05mm。5试件端面应垂直试件轴线，最大偏差不得大于0.25°。6方柱体或立方体试件相邻两面应互相垂直，最大偏差不得大于0.25°。4.4.3蜡封法试件宜为边长40mm～60mm的浑圆状岩块。4.4.4测湿密度每组试验试件数量应为5个，测干密度每组试验试件数量应为3个。4.4.5试件描述应包括下列内容：1岩石名称、颜色、矿物成分、构造、结构、风化程度、胶结物性质等。2节理裂隙的发育程度及其分布。4.4.6主要仪器和设备应包括下列各项：1钻石机、切石机、磨石机和砂轮机等。2烘箱和干燥器。3天平，分度值不应大于0.01g。4测量平台。5熔蜡设备。6水中称量装置。7游标卡尺，分度值不应大于0.02mm。4.4.7量积法试验应按下列步骤进行：1应量测试件两端和中间三个断面上相互垂直的两个直径或边长，应按平均值计算截面积。2应量测两端面周边对称四点和中心点的五个高度，计算高度平均值。3应将试件置于烘箱中，在105℃～110℃温度下烘24h，取出放入干燥器内冷却至室温，应称烘干试件质量。4长度量测应准确至0.02mm，称量应准确至0.01g。4.4.8蜡封法试验应按下列步骤进行：1测湿密度时，应取有代表性的岩石制备试件并称量；测干密度时，试件应在105℃～110℃温度下烘24h，取出放入干燥器内冷却至室温，应称烘干试件质量。2应将试件系上细线，置于温度60℃左右的熔蜡中约1s～2s，使试件表面均匀涂上一层蜡膜，其厚度约1mm。当试件上蜡膜有气泡时，应用热针刺穿并用蜡液涂平，待冷却后应称蜡封试件质量。3应将蜡封试件置于水中称量。4取出试件，应擦干表面水分后再次称量。当浸水后的蜡封试件质量增加时，应重做试验。5湿密度试件在剥除密封蜡膜后，应按本标准第4.1.5条的步骤，测定岩石含水率。6称量应准确至0.01g。4.4.9水中称量法试验应符合本标准第4.4.3条的规定。4.4.10试验成果整理应符合下列规定：1采用量积法，岩石块体干密度应按下式计算：（4.4.10-1）式中：ρd──岩石块体干密度（g/cm3）；ms──烘干试件质量（g）；A──试件截面积（cm2）；H──试件高度（cm）。2采用蜡封法，岩石块体干密度和块体湿密度应分别按下列公式计算：（4.4.10-2）（4.4.10-3）式中：ρ──岩石块体湿密度（g/cm3）；m──湿试件质量（g）；m1──蜡封试件质量（g）；m2──蜡封试件在水中的称量（g）；ρw──水的密度（g/cm3）；ρp──蜡的密度（g/cm3）；w──岩石含水率（%）。3采用水中称重法，岩石块体干密度应按下式计算：（4.4.10-4）4岩石块体湿密度换算成岩石块体干密度时，应按下式计算：（4.4.10-5）5计算值应精确至0.01。4.4.11岩石密度试验记录应包括工程名称、试件编号、试件描述、试验方法、试件质量、试件水中称量、试件尺寸、水的密度、蜡的密度、试验人员、校核人员、试验日期。4.5耐崩解性试验4.5.1岩石耐崩解性试验适用于遇水易崩解岩石。4.5.2岩石试件应符合下列规定：1应在现场采取保持天然含水状态的试样并密封。2试件应采用干法加工成浑圆状，且每个质量应为40g～60g。3每组试验试件的数量应为10个。4.5.3试件描述应包括岩石名称、颜色、矿物成分、结构、构造、风化程度、胶结物性质等。4.5.4主要仪器和设备应包括下列各项：1烘箱和干燥器。2天平。3耐崩解性试验仪（图4.5.4），由动力装置、圆柱形筛筒和水槽组成，其中圆柱形筛筒长100mm、直径140mm、筛孔直径2mm。4温度计。图4.5.4耐崩解性试验仪示意图1—试验圆筒；2—电机转轴；3—水槽；4—水4.5.5试验应按下列步骤进行：1应将试件装入耐崩解试验仪的圆柱形筛筒内，在105℃～110℃的温度下烘24h，取出后应放入干燥器内冷却至室温称量。2应将装有试件的筛筒放入水槽，向水槽内注入蒸馏水，水面应在转动轴下约20mm。筛筒以20r/min的转速转动10min后，应将装有残留试件的筛筒在105℃～110℃的温度下烘24h，在干燥器内冷却至室温称量。3重复本条2的步骤，求得第二次循环后的筛筒和残留试件质量。根据需要，可进行5次循环。4试验过程中，水温应保持在20℃±2℃范围内。5试验结束后，应对残留试件、水的颜色和水中沉淀物进行描述。根据需要，应对水中沉淀物进行颗粒分析、界限含水率测定和黏土矿物成分分析。6称量准确至0.01g。4.5.6试验成果整理应符合下列规定：1岩石二次循环耐崩解性指数应按下式计算： （4.5.6）式中：Id2──岩石二次循环耐崩解性指数（%）；ms──原试件烘干质量（g）；mr──残留试件烘干质量（g）。2计算值应取3位有效数字。4.5.7岩石耐崩解性试验记录应包括工程名称、取样位置、试件编号、试件描述、水的温度、循环次数、试件在试验前后的烘干质量、试验人员、校核人员、试验日期。4.6膨胀性试验4.6.1岩石膨胀性试验包括自由膨胀率试验、侧向约束膨胀率试验和体积不变条件下的膨胀压力试验。不易崩解岩石自由膨胀率试验、易崩解岩石自由膨胀率试验，应符合下列要求：1遇水不易崩解的岩石可采用不易崩解岩石自由膨胀率试验。2遇水易崩解的岩石应采用易崩解岩石自由膨胀率试验。3各类岩石均可采用岩石侧向约束膨胀率试验和岩石体积不变条件下的膨胀压力试验。4.6.2试样应在现场采取，并应保持天然含水状态，不得采用爆破法取样。4.6.3岩石试件应符合下列规定：1试件应采用干法加工。2不易崩解岩石自由膨胀率试验的圆柱体试件直径宜为48mm～65mm，试件高度宜等于直径，两端面应平行；正方体试件的边长宜为48mm～65mm，各相对面应平行。每组试验试件的数量应为3个。3侧向约束膨胀率试验和保持体积不变条件下的膨胀压力试验的试件高度不应小于20mm，且应大于组成岩石最大矿物颗粒直径的10倍，两端面应平行。试件直径宜为50mm～65mm，试件直径应小于金属套环直径0.0mm～0.1mm。同一膨胀方向每组试验试件的数量应为3个。4.6.4试件描述应包括下列内容：1岩石名称、颜色、矿物成分、结构、构造、风化程度、胶结物性质等。2膨胀变形和加载方向分别与层理、片理、节理裂隙之间的关系。3试件加工方法。4.6.5主要仪器和设备应包括下列各项：1钻石机、切石机、磨石机等。2测量平台。3自由膨胀率试验仪（图4.6.5-1）。图4.6.5-1岩石自由膨胀率试验仪示意图1—不锈钢板；2—试件：3—上透水板；4—下透水板；5—薄铜片；6—有机玻璃盛水容器4量土杯、无颈漏斗、搅拌器（图4.6.5-2）。图4.6.5-2漏斗和量土杯示意图1-漏斗；2-支架；3-量土杯5侧向约束膨胀率试验仪（图4.6.5-3）。图4.6.5-3侧向约束膨胀率试验仪示意图1—盛水器；2—金属环：3—金属荷载块；4—千分表；5—表架；6—试件；7—底座；8—底盘6膨胀压力试验仪（图4.6.5-4）。图4.6.5-4岩石膨胀压力试验仪示意图1—螺母；2—平垫圈；3—横梁；4—螺母；5—摆柱；6—接头；7—力传感器；8—上压板；9—金属透水板；10—试件；11—套环；12—调整件；13—容器7温度计。4.6.6不易崩解岩石自由膨胀率试验应按下列步骤进行：1应将试件放入自由膨胀率试验仪内，在试件上、下端分别放置透水板，顶部放置一块金属板。2应在试件上部和四侧对称的中心部位安装千分表，分别量测试件的轴向变形和径向变形。四侧千分表与试件接触处，宜放置一块薄铜片。3记录千分表读数，应每隔10min测读变形1次，直至3次读数不变。4应缓慢地向盛水容器内注入蒸馏水，直至淹没上部透水板，并立即读数。5应在第1小时内，每隔10min测读变形1次，以后每隔1h测读变形1次，直至所有千分表的3次读数差不大于0.001mm为止，浸水后的试验时间不得少于48h。6在试验加水后，应保持水位不变，水温变化不得大于2℃。7在试验过程中及试验结束后，应详细描述试件的崩解、开裂、掉块、表面泥化或软化现象。4.6.7易崩解岩石自由膨胀率试验应按下列步骤进行：1取100g试样粉碎，并应全部通过孔径0.5mm筛，在105°C~110°C温度下烘干8h后，移入干燥器内冷却至室温。2将无颈漏斗放在支架上，漏斗下口对准容积10ml的量土杯中心并保持10mm距离，取适量试样倒入漏斗中。3量土杯装满试样时停止向漏斗倒试样，称量土杯中试样质量，准确至0.01g。另取一个量土杯，重复上述操作，称取第二个试样质量。两个试样质量的差值应小于0.1g。4向量筒内注水约30ml，并加入5％NaCL溶液5ml，将试样倒入量筒内，用搅拌器在量筒中自液面至筒底上下搅拌各10次，再用水冲洗搅拌器和量筒内壁至悬液达50ml。5静置24h，待悬液澄清后，每隔2h测记一次土面读数，直至6h内读数差值小于0.2ml，可视为膨胀稳定。4.6.8侧向约束膨胀率试验应按下列步骤进行：1应将试件放入内壁涂有凡士林的金属套环内，应在试件上、下端分别放置薄型滤纸和透水板。2顶部应放上固定金属载荷块并安装垂直千分表。金属载荷块的质量应能对试件产生5kPa的持续压力。3试验及稳定标准应符合本标准第4.6.6条中第3款～6款的规定。4试验结束后，应描述试件的泥化和软化现象。4.6.9体积不变条件下的膨胀压力试验应按下列步骤进行：1应将试件放入内壁涂有凡士林的金属套环内，并应在试件上、下端分别放置薄型滤纸和金属透水板。2按膨胀压力试验仪的要求，应安装加压系统和量测试件变形的千分表。3应使仪器各部位和试件在同一轴线上，不应出现偏心载荷。4应对试件施加10kPa压力的载荷，应记录千分表和测力计读数，每隔10min测读1次，直至3次读数不变。5应缓慢地向盛水容器内注入蒸馏水，直至淹没上部金属透水板。观测千分表的变化。当变形量大于0.001mm时，应调节所施加的载荷，应使试件膨胀变形或试件厚度在整个试验过程中始终保持不变，并应记录测力计读数。6开始时应每隔10min读数一次，连续3次读数差小于0.001mm时，应改为每1h读数一次；当每1h读数连续3次读数差小于0.001mm时，可认为稳定并应记录试验载荷。浸水后总的试验时间不得少于48h。7在试验加水后，应保持水位不变。水温变化不得大于2℃。8试验结束后，应描述试件的泥化和软化现象。4.6.10试验成果整理应符合下列规定：1不易崩解岩石轴向自由膨胀率、易崩解岩石自由膨胀率试验、径向自由膨胀率、侧向约束膨胀率和体积不变条件下的膨胀压力应分别按下列公式计算：（4.6.10-1）（4.6.10-2）（4.6.10-3） （4.6.10-4）（4.6.10-5）式中：VH──不易崩解岩石轴向自由膨胀率（%）；VD──不易崩解岩石径向自由膨胀率（%）；FS──易崩解岩石自由膨胀率（%）；VHP──岩石侧向约束膨胀率（%）；pe──体积不变条件下的岩石膨胀压力（MPa）；△H──试件轴向变形值（mm）；H──试件高度（mm）；△D──试件径向平均变形值（mm）；D──试件直径或边长（mm）；V1──试样在水中膨胀稳定后的体积（mL）；V0──试样原体积，即量土杯体积（mL）；△H1──有侧向约束试件的轴向变形值（mm）；F──轴向载荷（N）；A──试件截面积（mm2）。2除易崩解岩石试验计算应精确至2位有效数字，其他试验计算值应取3位有效数字。4.6.11岩石膨胀性试验记录应包括工程名称、取样位置、试件编号、试件描述、试件尺寸、试验方法、温度、试验时间、轴向变形、径向变形和轴向载荷。4.7硬度试验Ⅰ施密特回弹法4.7.1岩石的硬度试验可采用施密特回弹法，适用于除极软岩及极硬岩以外的各类岩石。4.7.2试件制备应符合下列规定：1试件可采用钻孔岩心或从岩石露头、勘探坑槽、洞室中采取方块状岩块。试件在采集和制备过程中应避免扰动。2试件可加工成圆柱体或正方体，加工精度应符合本标准第4.4.2条的规定。3试件直径不宜小于50mm，试件长度与直径之比不宜小于2.0；正方体试件边长不宜小于100mm。4整个试件应目测完整，没有明显的节理或者裂隙面穿过，没有明显的大尺寸矿物颗粒或者软弱矿物。试验面应平整并除尘，不得有凹坑和裂纹等缺陷。5试件的含水状态宜与实际工程的岩体含水状态一致。4.7.3试件描述应包括下列内容：1岩样采集地点；2岩石名称、颜色、矿物成分、风化程度；3试件形状、尺寸及制备方法；4层理、裂隙以及与试验方向的关系；5含水状态。4.7.4主要仪器和设备应包括下列各项：1钻石机、切石机、磨石机；2游标卡尺（量程0~200mm，最小分度值0.02mm）；3施密特回弹仪（图4.7.4）；图4.7.4施密特回弹仪和试件安装底座1—施密特回弹仪（L型）；2—带半圆形槽的底座；3—带V形槽底座4带槽金属底座，质量不小于20kg；5标准钢砧。4.7.5试验应按下列步骤进行：1试验前应把施密特回弹仪、标准钢砧及待测试件放在同一位置，保持相同的温度及湿度，时长不宜小于30min。2应使用标准钢砧率定施密特回弹仪，率定数据不应少于10个。3岩心试件应充分夹持且固定在半圆形槽形底座或V形槽底座内，且槽面至少能容纳岩心120°的弧形侧面，在试验过程中底座应固定。正方体试件可通过夹具直接固定在试验台面上。4把回弹仪固定到支架卡槽上，冲击力的方向应垂直于试件受冲击的平面，其允许偏差为±3°。5确定冲击测点位置。对于圆柱体试件，同一冲击方向测点宜为5个，测点宜沿试件轴向方向均布，且相邻冲击的最小间距不宜小于15mm，边缘的冲击点距离端部平面的最小距离不应小于20mm；再分别转动岩心90°、180°及270°，选择其他的测点。对于正方体试件，每个面的冲击测点数宜为3～4个，且满足相邻的测点间距不宜小于15mm，冲击点距试件侧面的最小距离不应小于20mm。6对试件目标测点进行回弹冲击。当回弹冲击后，试件表面开裂或破坏，该试件的试验数据无效。7每个试件的测点数量不宜少于20个，舍去3个最大值和3个最小值后计算算术平均值为硬度实测值。4.7.6试验成果整理应符合下列规定：1回弹硬度值Hs的校正系数F应按下式计算：（4.7.6-1）式中F——回弹仪的校正系数；H——钢砧的回弹硬度标准值；Hm——在标准钢砧上测试10次的回弹硬度平均值。2校正后的回弹硬度值Hs′应按下式计算：（4.7.6-2）（4.7.6-3）式中Hs′——回弹硬度校正值；——回弹硬度实测值的平均值；Hsi——第i个测点回弹硬度实测值；n——有效测点数。3计算值取整数。4.7.7试验记录应包括岩石名称、岩样编号、试件编号、含水状态、试验面编号、试件尺寸、施密特回弹仪编号、夹持底座类型、测试方向、试验读数、试验人员、校核人员、试验日期。Ⅱ莫氏硬度划痕法4.7.8岩石的硬度试验可采用莫氏硬度划痕法，适用于各类岩石。4.7.9试件制备应符合下列规定：1试件可采用从岩石露头、勘探坑槽、洞室中采取方块状岩块制备。试件在采集和制备过程中应避免扰动。2可加工成方柱体试件，测试平面的最小边长不宜小于100mm。3整个试件应目测完整，没有明显的节理或者裂隙面穿过。4试件的试验面应平整并除尘，不得有凹坑和裂纹等缺陷，其光泽度不宜小于30。5每组试件不宜少于3个。4.7.10试件描述应符合本标准第4.7.3条的相关要求。4.7.11主要仪器和设备应包括下列各项：1钻石机、切石机、磨石机；2莫氏硬度计。4.7.12试验应按下列步骤进行：1应将试件平稳放置在坚硬、稳固的支撑物上，测试面水平朝上。2从小到大选用不同的标准划痕矿石，均匀用力将标准划痕矿石的一个新刃口垂直的对试件面进行刻划。刻划时应手持标准划痕矿石，手腕不动，以手臂平移方式带动握住标准划痕矿石的手，直到试样表面出现清晰的单线状刻划痕迹为止。3对试件施力要适度，标准划痕矿石的刃口不应因施力过大破碎而形成双线状甚至是多线状刻划痕迹。4若硬度计平面有划痕，则岩石试件硬度大于硬度计，应再依次测试更高一级的硬度计，直至介于两个硬度级别之间或相当于某一硬度计为止。5每个试件重复4次刻划，目测试件表面的划痕，以在试件上产生明显划痕的硬度标准最小等级作为该试件的最小硬度。4.7.13待定试件的莫氏硬度为不能刻划的标准矿物等级和上个能刻划的标准矿物等级之间，记为n～n+1，其中n表示上一个能刻划的标准矿物等级。莫氏硬度对应的等级见表4.7.13。表4.7.13莫氏硬度等级硬度等级12345678910矿石名称滑石石膏方解石萤石磷灰石正长石石英黄玉刚玉金刚石4.7.14硬度试验记录应包括岩石名称、岩样编号、试件编号、含水状态、试验面编号、硬度计编号、试验过程描述、试验人员、校核人员、试验日期。4.8磨耗性试验4.8.1岩石磨耗性试验可采用钢针刻划法，适用于能制备成规则试件的各类岩石。4.8.2试件制备应符合下列规定：1试件可采用圆柱体或方柱体形状，可用岩心或岩块加工制成，在采取岩样或制备试件时应避免人为产生裂隙。2试验面宜为岩样的新鲜断口面或金刚石锯片切割面，新鲜断口面可采用巴西劈裂法制作。3圆柱体直径宜为48mm～54mm，高度宜为20mm～30mm；方柱体试件最小边长不宜小于50mm。4每组应制备1～2块试件。当岩石各向岩性无差异或差异较小时可制备1块试件，当岩石岩性各向差异较大时可增加制备1块试件。5试件的含水状态宜与实际工程的岩体含水状态一致。4.8.3试件描述应包括下列内容：1岩石名称、颜色、矿物成分、风化程度；2试件的层理、节理、裂隙及其与试验方向的关系；3含水状态；4试件加工过程中出现的问题。4.8.4主要仪器和设备应包括下列各项：1岩石磨耗性测试仪（图4.8.4）；图4.8.4岩石磨耗性测试仪示意图1—试件固定架；2—岩石试样；3—专用钢针；4—固定杆件2专用钢针：洛氏硬度为（55±1）HRC，抗拉强度2000MPa。长度宜大于15mm，直径应为10mm，触针一端切割成圆锥体，锥角为90°；3显微镜：宜具备数字读取功能，最小放大倍数不宜小于30倍，刻度应优于0.01mm；4样品加工设备：钻石机、切石机、磨石机、砂轮机等。4.8.5试验应按下列步骤进行：1试验前应在显微镜下测量每根钢针针尖直径的初值，准确至0.01mm。应观察两个垂直方向的钢针直径，取其平均值作为钢针直径初值di1。2将试件固定在磨耗仪的固定架中，使试件表面水平并与位移方向平行。应使得试件固定完好，试验过程中不得有滑动或偏转发生。3在磨耗仪支架上安装钢针并使针尖与试件划痕面轻轻接触，应避免钢针针尖撞击造成人为误差。4安装好钢针后，保持垂直恒定重力70N，然后给钢针施加水平推力，使得钢针在规定时间内沿水平方向直线刻划10mm，刻划时间宜选择10s。5取下划痕后的钢针，可采用侧视或者俯视方法在显微镜下测量钢针直径终值，准确至0.01mm。应观察两个垂直方向的钢针直径，取其平均值作为钢针直径di2。6调整试件位置，在试件不同位置重复刻划6次。对于圆柱体试件，在两个端部平面各刻划3次；对于方柱体试件，在相邻的3个面上刻划，每个面宜为2次。划痕之间不得交叉，划痕之间距离应大于5mm，划痕距离试件边缘应大于5mm，每次试验应采用新的钢针。7其余试件的试验应按本条1～6款步骤进行。4.8.6试验成果整理应符合下列规定：1每根钢针的岩石耐磨值应按下式计算：（4.8.6-1）式中CAIi——第i根钢针的岩石耐磨值；di1——第i根钢针针尖直径的初值，mm；di2——第i根钢针针尖磨损后的直径终值，mm；d0——单位系数，取1mm。2岩石耐磨指数值应按下式计算：（4.8.6-2）式中CAI——耐磨指数值。3当试验所用的钢针硬度与本标准所规定的硬度不符时，可采用下式进行校正或等效计算。（4.8.6-3）式中x——钢针洛氏硬度值；CAIx——采用洛氏硬度为x值时计算的耐磨指数值。4当采用金刚石锯片切割面作为测试面时，可通过下式进行换算：（4.8.6-4）式中CAIs——采用金刚石锯片切割面作为测试面时岩石耐磨指数值；5同组岩石制备的其他试件，应分别进行计算，并在试验结果中备注岩性相关描述。6计算值精确至0.1。4.8.7磨耗性试验记录应包括岩石名称、岩样编号、试件编号、试件岩性相关描述、试验前钢针针尖直径初值、钢针磨损后的针尖直径终值、每根钢针的岩石耐磨值、岩石耐磨指数、试验人员、校核人员、试验日期等。

5岩石力学性质试验5.1单轴抗压强度试验5.1.1岩石单轴抗压强度试验适用于能制成圆柱体试件的各类岩石。5.1.2试件可用钻孔岩心或采取的岩块制备。岩样在采取、运输和制备过程中，应避免产生裂缝。对于各向异性的岩石，应按要求的方向制取试件。对于遇水崩解、溶解和干缩湿胀的岩石，应采用干法制备试件。5.1.3试件尺寸应符合下列规定：1试件直径宜为48mm～54mm。2试件的直径应大于岩石中最大颗粒直径的10倍。3试件高度与直径之比宜为2.0～2.5。5.1.4试件精度应符合下列规定：1试件两端面不平行度误差不应大于0.05mm。2沿试件高度，直径的误差不应大于0.3mm。3端面应垂直于试件轴线，偏差不应大于0.25°。5.1.5试验含水状态可根据需要选择天然含水状态、烘干状态、饱和状态或其他含水状态。试件烘干和饱和方法应符合本标准第4.2.5条的规定。5.1.6同一含水状态和同一加载方向下，每组试验试件的数量应为3个。5.1.7试件描述应包括下列内容：1岩石名称、颜色、矿物成分、结构、构造、风化程度、胶结物性质等。2加载方向与岩石试件层理、节理、裂隙的关系。3含水状态及所使用的方法。4试件加工中出现的现象。5.1.8主要仪器和设备应包括下列各项：1钻石机、切石机、磨石机和车床等。2测量平台。3烘箱、干燥器和饱和设备。4材料试验机。5游标卡尺，分度值不应大于0.02mm。5.1.9试验应按下列步骤进行：1测量试件尺寸、检查试件加工精度，并计算试件横截面面积。2将试件置于试验机承压板中心，调整球形座，使试件两端面与试验机上下压板接触均匀。3应以每秒0.5MPa～1.0MPa的速度加载直至破坏。对于软质岩应降载速率，加载速率宜为0.2MPa～0.5MPa。应记录破坏载荷及加载过程中出现的现象。3试验结束后，应描述试件的破坏形态。5.1.10试验成果整理应符合下列规定：1岩石单轴抗压强度和软化系数应分别按下列公式计算： （5.1.10-1）（5.1.10-2）式中：R──岩石单轴抗压强度（MPa），当采用烘干试件时计算值为Rd，当采用饱和试件时计算值为Rw；η──软化系数；P──破坏载荷（N）；A──试件截面积（mm2）；──岩石饱和单轴抗压强度平均值（MPa）；──岩石烘干单轴抗压强度平均值（MPa）。2岩石单轴抗压强度计算值应取3位有效数字，岩石软化系数计算值应精确至0.01。5.1.11岩石单轴抗压强度试验记录应包括工程名称、取样位置、试件编号、试件描述、受力方向、试件尺寸、破坏载荷、试验人员、校核人员、试验日期。5.2单轴压缩变形试验5.2.1岩石单轴压缩变形试验应采用电阻应变片法、千分表法或引伸计法，适用于能制成圆柱体试件的各类岩石。5.2.2岩石试件应符合本标准第5.1.2条～5.1.6条的规定。5.2.3试件描述应符合本标准第5.1.7条的要求。5.2.4主要仪器和设备应包括下列各项：1静态电阻应变仪。2惠斯顿电桥、绝缘电阻表、万用表。3电阻应变片、千（百）分表或引伸计。4千分表架、磁性表架。5其他应符合本标准第5.1.8条的要求。5.2.5电阻应变片法试验应按下列步骤进行：1选择电阻应变片时，应变片阻栅长度应大于岩石最大矿物颗粒直径的10倍，并应小于试件半径；同一试件所选定的工作片与补偿片的规格、灵敏系数等应相同，电阻值允许偏差为0.2Ω。2贴片位置应选择在试件中部相互垂直的两对称部位，应以相对面为一组，分别粘贴轴向、径向应变片，并应避开裂隙或斑晶。3贴片位置应打磨平整光滑，并应用清洗液清洗干净。各种含水状态的试件，应在贴片位置的表面均匀地涂一层防底潮胶液，厚度不宜大于0.1mm，范围应大于应变片。4应变片应牢固地粘贴在试件上，轴向或径向应变片的数量可采用2片或4片，其绝缘电阻值不应小于200MΩ。5在焊接导线后，可在应变片上作防潮处理，在应变片上涂一层隔水隔油涂层。6应将试件置于试验机承压板中心，应调整球形座，应使试件受力均匀，并应测初始读数。7加载宜采用一次连续加载法。应以每秒0.5MPa～1.0MPa的速度加载，逐级测读载荷与各应变片应变值直至试件破坏，应记录破坏载荷。测值不宜少于10组。8应记录加载过程及破坏时出现的现象，并应对破坏后的试件进行描述。5.2.6千分表法试验应按下列步骤进行：1千分表架应固定在试件预定的标距上，在表架上的对称部位应分别安装量测试件轴向或径向变形的测表。标距长度和试件直径应大于岩石最大矿物颗粒直径的10倍。2对于变形较大的试件，可将试件置于试验机承压板中心，应将磁性表架对称安装在下承压板上，量测试件轴向变形的测表表头应对称，应直接与上承压板接触。量测试件径向变形的测表表头应直接与试件中部表面接触，径向测表应分别安装在试件直径方向的对称位置上。3量测轴向或径向变形的测表可采用2只或4只。4其他应符合本标准第5.1.5条第6款～8款试验步骤。5.2.7引伸计法试验应按下列步骤进行：1引伸计应固定在试件预定的标距上，保证标距长度和试件直径应大于岩石最大矿物颗粒直径的10倍。2引伸计的测试探头应能够都均匀地与试件表面接触，并且保证试件变形在引伸计测量范围内。3其他应符合本标准第5.1.5条第6款～8款试验步骤。5.2.8试验成果整理应符合下列要求：1岩石单轴抗压强度应按本标准式（5.1.10-1）计算。2各级应力应按下式计算： （5.2.8-1）式中：σ──各级应力（MPa）；P──与所测各组应变值相应的载荷（N）。3千分表各级应力的轴向应变值、与εl同应力的径向应变值应分别按下列公式计算： （5.2.8-2） （5.2.8-3）式中：εl──各级应力的轴向应变值；εd──与εl同应力的径向应变值；L──各级载荷下的轴向变形平均值（mm）；D──与L同载荷下径向变形平均值（mm）；L──轴向测量标距或试件高度（mm）；D──试件直径（mm）。4引伸计各级应力的轴向应变值、与εl同应力的径向应变值应分别按公式（5.2.8-2）、（5.2.8-3）计算。其中L按照引伸计配套的采集程序按照各接触测点的测量值平均计算得到；D按照引伸计配套的采集程序按照各接触测点的测量值平均计算得到。5应绘制应力与轴向应变及径向应变关系曲线。6岩石平均弹性模量和岩石平均泊松比应分别按下列公式计算： （5.2.8-4） （5.2.8-5）式中：Eav──岩石平均弹性模量（MPa）；μav──岩石平均泊松比；σa──应力与轴向应变关系曲线上直线段始点的应力值（MPa）；σb──应力与轴向应变关系曲线上直线段终点的应力值（MPa）；ε1a──应力为σa时的轴向应变值；ε1b──应力为σb时的轴向应变值；εda──应力为σa时的径向应变值；εdb──应力为σb时的径向应变值。6岩石割线弹性模量及相应的岩石泊松比应分别按下列公式计算： （5.2.8-6） （5.2.8-7）式中：E50──岩石割线弹性模量（MPa）；μ50──岩石泊松比；σ50──相当于岩石单轴抗压强度50%时的应力值（MPa）；εl50──应力为σ50时的轴向应变值；εd50──应力为σ50时的径向应变值。7岩石弹性模量值应取3位有效数字，岩石泊松比计算值应精确至0.01。5.2.9岩石单轴压缩变形试验记录应包括工程名称、取样位置、试件编号、试件描述、试件尺寸、含水状态、受力方向、试验方法、各级载荷下的应力及轴向和径向变形值或应变值、破坏载荷、试验人员、校核人员、试验日期。5.3三轴压缩强度试验5.3.1岩石三轴压缩强度试验包括常规三轴压缩强度试验和真三轴压缩强度试验。岩石常规三轴压缩强度试验适用于能制成圆柱体试件的各类岩石。岩石真三轴压缩强度试验适用于能制成方柱体试件的各类岩石。5.3.2常规三轴压缩强度试验岩石试件应符合下列规定：1试件形状宜为圆柱体，圆柱体试件直径应为试验机承压板直径的0.96～1.00倍。2圆柱体试件直径宜为48mm～54mm。3试件的直径应大于岩石最大矿物颗粒直径的10倍。4试件高度与直径之比宜为2.0～2.5。5试件两端面不平行度误差不得大于0.05mm。6沿试件高度，直径的误差不得大于0.3mm。7端面应垂直于试件轴线，偏差不得大于0.25°。8试验的含水状态，可根据需要选择天然含水状态、烘干状态、饱和状态或其他含水状态。9同一含水状态和同一加载方向下，每组试验试件的数量不应少于3个，若试验结果分散，每组试验试件的数量不应少于5个。5.3.3真三轴压缩强度试验岩石试件应符合下列规定：1试件形状宜为方柱体，方柱体试件长、宽、高应为1：1：2的比例，且最大主应力方向的边长应是其它方向边长的2倍。2方柱体试件尺寸宜为50mm×50mm×100mm。3试件边长应大于岩石最大矿物颗粒直径的10倍。4试件边长偏误差不得大于0.3mm。5试件两端面及相对端面不平行度误差不得大于0.05mm。6试件相邻两面应互相垂直，偏差不得大于0.25°。7试验的含水状态，可根据需要选择天然含水状态、烘干状态、饱和状态或其他含水状态。8同一含水状态、同一加载方向、同一中间主应力条件下，每组试验试件的数量不应少于3个，若试验结果分散，每组试验试件的数量不应少于5个。5.3.4试件描述应符合下列要求。1岩石名称、颜色、矿物成分、结构、构造、风化程度、胶结物性质等。2加载方向与岩石试件层理、节理、裂隙的关系。3含水状态及所使用的方法。4试件加工中出现的各种现象。5.3.5主要仪器和设备应包括下列各项：1钻石机、切石机、磨石机和车床等。2测量平台。3常规三轴试验机。4伺服控制真三轴试验机。5.3.6常规三轴压缩强度试验应按下列步骤进行：1各试件侧压力可按等差级数或等比级数进行选择，最大侧压力应根据工程需要和岩石特性及常规三轴试验机性能确定。2应根据常规三轴试验机要求完成试件的装配、变形传感器的安装。试件应采用防油措施。3试验加载应采用高频闭环伺服控制，应以每秒0.05kN~0.1kN的加载速度对试件施加1kN~5kN的预加荷载，应力信号、变形信号的采集记录时间应同步一致。4加载应采用独立同步加载法，应以每秒0.5MPa~1.0MPa的速率同步独立加载轴向压力（σ1）和侧向压力（σ2=σ3），直到设定的侧向压力（σ2=σ3）；并保持侧向压力（σ2=σ3）不变，以相同速率继续加载轴向压力（σ1），直到设定的轴向压力（σ1），应记录试件轴向方向和侧向方向的变形值并作为初始值，应连续观测轴向载荷及轴向变形值并做好记录。5当试件的轴向应力-轴向变形曲线开始偏离线性或体积变形达到反转点时，应采用变形控制方向进行轴向应力的加载。6当试件进入破坏或极限应变阶段，记录破坏载荷或极限应变，应按照加载路径的反向顺序依次将施加的侧向应力和轴向应力卸掉。测值不宜少于10组。7按本条2～6步骤，应进行其余试件在不同侧压力下的三轴压缩强度试验。8试件卸力结束后应维持其破裂形态，并进行描述。当有完整的破坏面时，应量测破坏面与试件轴线方向的夹角。5.3.7真三轴压缩强度试验应按下列步骤：1各试件不等侧压力可按等差级数或等比级数进行选择，真三向不等应力应根据工程需要和岩石特性及真三轴试验机性能确定。2应根据真三轴试验机要求完成试件的装配和密封、变形传感器的安装。试件装配和密封方式应根据试验目的和边界应力加载方式确定。试件应采用防油措施。3试验加载应采用高频闭环伺服控制，应以每秒0.05kN~0.1kN对试件施加1kN~5kN的预紧力，应力信号、变形信号的采集记录时间应同步一致。4加载应采用独立同步加载法，应以每秒0.5MPa~1.0MPa的速率同步独立加载σ1、σ2、σ3，直到设定的最小主应力水平σ3；应保持σ3不变，以相同速率继续同步独立加载σ2、σ3，直到设定的中间主应力水平σ2；应保持σ3和σ2不变，以相同速率继续加载σ1，直到设定的最大主应力水平σ1，应记录试件σ1、σ2、σ3三个方向变形值并作为初始值，应连续观测三个方向的应力和应变值并做好记录。5当试件的轴向应力-轴向变形曲线开始偏离线性或体积变形达到反转点时，应采用变形控制方向进行轴向应力的加载。6当试件进入破坏或极限应变阶段，记录破坏载荷或极限应变，应按照加载路径的反向顺序依次将施加的三个不同主应力卸掉。测值不宜少于10组。7按本条2～6步骤，应进行其余试件在不同不等侧压力下真三轴压缩强度的试验。8试件卸力结束后应维持其破裂形态，并进行描述。当有完整的破坏面时，应量测破坏面与试件轴线方向的夹角。5.3.8试验成果整理应符合下列规定：1试验结束后应对试件破坏过程的应力及相关参数进行计算，并对试验结果进行整理。2不同等侧压条件下的最大主应力应按下式计算：（5.3.8-1）式中：σ1──不同侧压条件下的最大主应力（MPa）。P──不同侧压条件下的试件轴向破坏载荷（N）。A──试件截面积（mm2）。3不同不等侧压条件下的试件各表面的主应力应按下式计算：（5.3.8-2）式中：i──1，2，3σi──不等侧压条件下的第i主应力（MPa）。Pi──不等侧压条件下的试件第i主应力方向的载荷（N）。Ai──载荷Pi对试件的作用面积（mm2）。4应根据计算的最大主应力σ1及相应施加的侧向压力，在τ-σ坐标图上绘制莫尔应力圆，应根据莫尔─库伦强度准则确定岩石在三向应力状态下的抗剪强度参数，应包括摩擦系数f和黏聚力c值。5岩石真三轴压缩强度试验中，变形破坏描述应以主应力差（σ1-σ3）为纵坐标，应变ε1为横坐标绘制应力-应变曲线（图5.3.8-1），并在图中标明σ2和σ3的大小，曲线应标明三个不同轴向（ε1、ε2、ε3）的应变。图5.3.8-1岩石真三轴压缩强度试验全应力-应变曲线示意图6岩石常规三轴和真三轴压缩强度试验中应对试件的最终破坏形态进行描述，并绘制出表观裂纹的发育情况，应量测主破裂面的破坏角。5.3.9岩石三轴压缩强度试验记录应包括工程名称、取样日期、取样位置、取样方法、试件编号、试件描述、试件尺寸、含水状态、受力方向、各侧压力下的各级轴向载荷及轴向变形、破坏载荷、破坏模式、试验人员、校核人员、试验日期。5.4抗拉强度试验5.4.1岩石抗拉强度试验可采用劈裂法或轴向拉伸法，能制成规则试件的各类岩石均可采用劈裂法或轴向拉伸法。5.4.2岩石试件应符合下列规定：1圆柱体试件的直径宜为48mm～54mm。采用劈裂法测试时，试件高度宜为直径的0.5～1.0倍。采用轴向拉伸法测试时，试件高度宜为直径的2.0～2.5倍。试件高度应大于岩石中最大矿物颗粒直径的10倍。2其他应符合本标准第5.1.2条、5.1.4条～5.1.6条的要求。5.4.3岩石试件描述应符合本标准第5.1.7条的要求。5.4.4劈裂法试验主要仪器设备应符合本标准第5.1.8条的要求。5.4.5轴向拉伸法主要仪器设备应包括下列各项：1钻石机、切石机、磨石机和车床等。2测量平台。3万能试验机。4拉伸夹头。5.4.6劈裂法试验应按下列步骤进行：1应根据要求的劈裂方向，通过试件直径的两端，沿轴线方向应画两条相互平行的加载基线，应将2根垫条沿加载基线固定在试件两侧。2应将试件置于试验机承压板中心，调整球形座，应使试件均匀受力，并使垫条与试件在同一加载轴线上。3应以每秒0.3MPa～0.5MPa的速度加载直至破坏。4应记录破坏载荷及加载过程中出现的现象，并应对破坏后的试件进行描述。5.4.7轴向拉伸法试验应按下列步骤进行：1选择适用于试件烘干状态或含水状态的高强度黏结胶。2试件与夹头黏结前，应将试件两端面与夹头黏结面用清洗剂清洗干净，然后将黏结胶均匀地涂在二者需黏结的面上，施加压力，使试件与夹头结合紧密，根据黏结胶要求进行养护。3试件与夹头黏结时，应进行对中，使试件中心与夹头中心保持在同一轴线上，其偏差不应超过0.5mm。4试件安装时，用试验机夹具直接夹持两端夹头，使试件中心与试验机拉力处于同一轴线上。5安装完成后，以0.3MPa/s～0.5MPa/s的速率加载直至破坏。对于软质岩宜适当降低加载速率。6记录破坏载荷及加载过程中出现的现象，并对破坏后的试件进行描述。5.4.8劈裂法试验成果整理应符合下列规定：1岩石抗拉强度应按下式计算： （5.4.8）式中：σt──岩石抗拉强度（MPa）；P──试件破坏载荷（N）；D──试件直径（mm）；h──试件厚度（mm）。2计算值应取3位有效数字。5.4.9轴向拉伸法试验成果整理应符合下列规定：1岩石抗拉强度应按下式计算： （5.4.9）式中：σt──岩石抗拉强度（MPa）；P──试件破坏载荷（N）；2计算值应取3位有效数字。5.4.10岩石抗拉强度试验的记录应包括工程名称、取样位置、试件编号、试件描述、含水状态受力方向、试件尺寸、破坏载荷、试验人员、校核人员、试验日期。5.5直剪试验5.5.1岩石直剪试验应采用平推法。各类岩石、岩石结构面以及混凝土与岩石接触面均可采用平推法试验。5.5.2试样应在现场采取，在采取、运输、储存和制备过程中，应防止产生裂隙和扰动。5.5.3岩石试件应采用圆柱体或立方体，并符合下列规定：1岩石直剪试验试件的直径或边长不得小于50mm，试件高度宜与直径或边长相等。2岩石结构面直剪试验试件的直径或边长不得小于150mm，试件高度宜与直径或边长相等。结构面应位于试件中部。3混凝土与岩石接触面直剪试验试件宜为正方体，其边长不宜小于150mm。接触面应位于试件中部，浇筑前岩石接触面的起伏差宜为边长的1%～2%。混凝土应按预定的配合比浇筑，骨料的最大粒径不得大于边长的1/6。5.5.4试验的含水状态，可根据需要选择天然含水状态、饱和状态或其他含水状态。试件烘干和饱和应满足本标准第4.2.1条和第4.2.5条的要求。5.5.5每组试验试件的数量不宜低于5个。5.5.6试件描述应包括下列内容：1岩石名称、颜色、矿物成分、结构、构造、风化程度、胶结物性质、含水状态等。2层理、片理、节理、裂隙等结构面的发育程度及其与剪切方向的关系。3结构面的充填物性质、充填程度以及试样采取和试件制备过程中受扰动的情况。5.5.7主要仪器和设备应包括下列各项：1试件制备设备。2试件饱和与养护设备。3应力控制式平推法直剪试验仪。4位移测表。5.5.8试件安装应符合下列规定：1应将试件置于直剪仪的剪切盒内，试件受剪方向宜与预定受力方向一致，试件与剪切盒内壁的间隙用填料填实，应使试件与剪切盒成为一整体。预定剪切面应位于剪切缝中部。2安装试件时，法向载荷和剪切载荷的作用力方向应通过预定剪切面的几何中心。法向位移测表和剪切位移测表应对称布置，各测表数量不得少于2只。3预留剪切缝宽度应为试件剪切方向长度的5%，或为结构面充填物的厚度。4混凝土与岩石接触面试件，应达到预定混凝土强度等级。5.5.9法向载荷施加应符合下列规定：1在每个试件上分别施加不同的法向载荷，对应的最大法向应力值不宜小于预定的法向应力。各试件的法向载荷，宜根据最大法向载荷等分确定。2在施加法向载荷前，应测读各法向位移测表的初始值。应每10min测读一次，各个测表三次读数差值不超过0.02mm时，可施加法向载荷。3对于岩石结构面中含有充填物的试件，最大法向载荷应以不挤出充填物为宜。4对于不需要固结的试件，法向载荷可一次施加完毕；施加完毕法向荷载应测读法向位移，5min后应再测读一次，即可施加剪切载荷。5对于需要固结的试件，应按充填物的性质和厚度分1～3级施加。在法向载荷施加至预定值后的第一小时内，应每隔15min读数一次；然后每30min读数一次。当各个测表每小时法向位移不超过0.05mm时，应视作固结稳定，即可施加剪切载荷。6在剪切过程中，应使法向载荷始终保持恒定。5.5.10剪切载荷施加应符合下列规定：1应测读各位移测表读数，必要时可调整测表读数。根据需要，可调整剪切千斤顶位置。2根据预估最大剪切载荷，宜分8～12级施加。每级载荷施加后，即应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载荷直至破坏。当剪切位移量增幅变大时，可适当加密剪切载荷分级。3试件破坏后，应继续施加剪切载荷，应直至测出趋于稳定的剪切载荷值为止。4应将剪切载荷退至零。根据需要，待试件回弹后，调整测表，应按本条第1款～第3款进行摩擦试验。5.5.11试验结束后，应对试件剪切面进行下列描述：1应量测剪切面，确定有效剪切面积。2应描述剪切面的破坏情况，擦痕的分布、方向和长度。3应测定剪切面的起伏差，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，应查找剪切面的准确位置，并应记述其组成成分、性质、厚度、结构构造、含水状态。根据需要，可测定充填物的物理性质和黏土矿物成分。5.5.12试验成果整理应符合下列规定：1各法向载荷下，作用于剪切面上的法向应力和剪应力应分别按下列公式计算：（5.5.12-1）（5.5.12-2）式中：σ──作用于剪切面上的法向应力（MPa）；τ──作用于剪切面上的剪应力（MPa）；P──作用于剪切面上的法向载荷（N）；Q──作用于剪切面上的剪切载荷（N）；A──有效剪切面面积（mm2）。2应绘制各法向应力下的剪应力与剪切位移及法向位移关系曲线，应根据曲线确定各剪切阶段特征点的剪应力。3应将各剪切阶段特征点的剪应力和法向应力点绘在座标图上，绘制剪应力与法向应力关系曲线，并应按库伦—奈维表达式确定相应的岩石强度参数（f，c）。5.5.13岩石直剪试验记录应包括工程名称、取样位置、试件编号、试件描述、含水状态、混凝土配合比和强度等级、剪切面积、各法向载荷下各级剪切载荷时的法向位移及剪切位移、剪切面描述、试验人员、校核人员、试验日期。5.6冻融试验5.6.1岩石冻融试验应采用直接冻融法。5.6.2进行冻融质量损失率测定的试件宜符合下列规定：1试件可为规则试件或不规则试件。2规则试件宜符合本标准第4.3.2条中第1款~第2款的规定。3不规则试件形状宜为板块状。试件厚度宜为40mm±3mm，边长不宜小于60mm。5.6.3进行冻融系数测定的试件岩石试件应符合本标准第5.1.2条～5.1.4条的要求。5.6.4同一加载方向下，每组试验试件的数量不应少于9个，其中3个非规则或规则试件进行冻融质量损失率测定；其余6个规则试件进行冻融系数测定。5.6.5试件描述应符合本标准第5.1.7条的要求。5.6.6主要仪器和设备应包括下列各项：1天平：最小分度值0.01g。2冻融试验机：具备冻融舱室，能达到±24℃并能在区间内设定任意温度，设定温度波动在±2℃之内，能进行变温、变时间自动循环。3白铁皮盒和铁丝架。4其他应符合本标准第5.1.8条的要求。5.6.7试验应按下列步骤进行：1量测试件尺寸，检查试件加工精度。对于规则试件，尺寸测量应符合本标准第4.4.7条中第1款~第2款的规定。2将3个非规则或用于冻融质量损失率测定的规则试件进行烘干，并称冻融前试件的烘干质量。再将所有试件进行强制饱和，并应称试件的饱和质量。试件进行烘干和强制饱和方法应符合本标准第4.2.5条的规定。3取3个经强制饱和用于测定冻融系数的规则试件进行冻融前的单轴抗压强度试验。单轴抗压强度试验步骤应符合本标准第5.1.9条的规定。4将另6个经强制饱和的试件放入铁皮盒内的铁丝架中，把铁皮盒放入冰箱或冰柜或冷冻库内，应在－20℃±2℃温度下冻4h，然后取出铁皮盒，应往盒内注水浸没试件，使水温保持在20℃±2℃下融解4h，即为一个冻融循环。5冻融循环次数应为25次。根据需要，冻融循环次数也可采用50次或100次。6每进行一次冻融循环，应详细检查各试件有无掉块、裂缝等，应观察其破坏过程。冻融循环结束后应作一次总的检查，并应作详细记录。7冻融循环结束后，应把试件从水中取出，应沾干表面水分后称其质量，将3个非规则试件或用于测定冻融质量损失率的规则试件从冻融试验机中取出，按本标准第4.4.7条中第3款的规定对试件进行烘干，称冻融后试件的烘干质量；再取出另外3个规则试件进行冻融后的饱和单轴抗压强度试验。8称量应准确至0.01g。5.6.8试验成果整理应符合下列规定：1岩石冻融质量损失率、岩石冻融后单轴抗压强度和岩石冻融系数应按下列公式计算： （5.6.8-1）（5.6.8-2）（5.6.8-3）式中：M——岩石冻融质量损失率（%）；Rf——岩石冻融后饱和单轴抗压强度（MPa）；Kf——岩石冻融系数；md——冻融前烘干试件质量（g）；mf——冻融后烘干试件质量（g）；Pf——冻融后饱和单轴抗压强度破坏载荷（N）；——冻融前饱和单轴抗压强度平均值（MPa）;——冻融后饱和单轴抗压强度平均值（MPa）。2岩石冻融质量损失率和岩石冻融前、后饱和单轴抗压强度计算值取3位有