深度解析(2026)GBT 23561.14-2010煤和岩石物理力学性质测定方法 第14部分：岩石膨胀率测定方法

GB/T23561.14-2010煤和岩石物理力学性质测定方法

第14部分

：岩石膨胀率测定方法(2026年)深度解析目录标准出台的时代背景与行业价值何在?专家视角剖析岩石膨胀率测定的核心意义测定所需的仪器设备有何要求?专家详解设备选型

校准与维护的关键要点标准规定的测定方法有哪几种?各方法的操作步骤与适用场景深度对比测定过程中的质量控制要点是什么?规避常见误差的关键措施深度剖析标准与国际同类规范有何异同?接轨国际的优化方向与趋势预测岩石膨胀率测定的基本术语与定义有哪些?深度剖析确保测定精准的基础认知试样制备需遵循哪些规范?从取样到加工的全流程深度把控技巧解析如何处理与分析测定数据?数据校验

误差控制与结果判定的专家指南标准在不同工程场景中的应用有何差异?矿井

隧道等场景的实践指导未来岩石膨胀率测定技术将如何发展?结合行业趋势的标准升级展望与建准出台的时代背景与行业价值何在？专家视角剖析岩石膨胀率测定的核心意义标准出台的历史背景与行业需求12010年前，国内岩石膨胀率测定方法零散，各机构数据缺乏可比性，无法满足矿井突水隧道变形等工程安全需求。随着地下工程增多，膨胀岩灾害频发，亟需统一规范。本标准应运而生，整合现有技术，填补行业空白，为工程安全提供数据支撑。2（二）标准的核心行业价值与应用定位核心价值在于统一测定方法，保障数据准确性与一致性。应用定位为地质勘察矿井设计隧道施工等领域的基础技术标准，为工程风险评估支护设计提供关键参数，降低膨胀岩引发的坍塌突水等灾害损失。No.1（三）专家视角下标准的长远指导意义No.2从专家视角看，标准不仅规范当前测定工作，更奠定行业技术发展基础。其统一的技术框架为后续技术创新设备研发提供依据，助力行业从经验型向数据驱动型转变，长远支撑地下工程安全高效建设。岩石膨胀率测定的基本术语与定义有哪些？深度剖析确保测定精准的基础认知核心术语：岩石膨胀率的定义与内涵标准定义岩石膨胀率为岩石在水或其他介质作用下，体积膨胀与原体积的百分比。内涵涵盖自由膨胀有荷膨胀等不同状态，反映岩石遇水膨胀的潜能，是评判膨胀岩等级的核心指标，直接关联工程风险。12（二）关键关联术语：介质试样等定义解析01关键关联术语包括“试验介质”（通常为蒸馏水，模拟天然水环境）“标准试样”（规定尺寸与形状，确保可比性）“自由膨胀”（无约束状态下膨胀）“有荷膨胀”（模拟工程荷载下膨胀），明确这些术语是规范测定的前提。02（三）易混淆术语辨析：避免测定认知偏差易混淆术语如“膨胀率”与“膨胀量”，前者为相对值（百分比），后者为绝对值（体积变化量）；“自由膨胀率”与“有荷膨胀率”，前者反映最大膨胀潜能，后者贴近工程实际。辨析二者可避免数据误用，确保测定目标明确。12测定所需的仪器设备有何要求？专家详解设备选型校准与维护的关键要点核心设备为膨胀仪，标准要求其测量范围满足试样膨胀量，精度不低于0.01mm，位移传感器稳定性好。按测定类型分自由膨胀仪（测无约束膨胀）和有荷膨胀仪（带加载装置），需根据试验目的选型，确保参数匹配测定需求。核心测定设备：膨胀仪的技术参数要求010201（二）辅助设备：取样加工与恒温设备要求辅助设备包括取样钻（保证试样完整性）切割机（加工成标准尺寸，误差±0.5mm）恒温水箱（控制试验温度20±2℃,模拟稳定环境）电子天平（称量试样质量，精度0.01g），各设备需符合行业计量标准。（三）设备校准与维护：保障测定准确性的关键标准要求设备定期校准，膨胀仪位移传感器每年校准一次，电子天平每半年校准，校准需符合JJG相关规范。维护方面，膨胀仪需定期清洁导轨涂抹防锈油；恒温设备定期校验温控精度，避免设备误差影响数据准确性。0102试样制备需遵循哪些规范？从取样到加工的全流程深度把控技巧解析取样规范：代表性试样的选取原则与方法01取样需遵循“随机均匀分层取样”原则，从勘察钻孔或工程现场选取，覆盖不同岩性分层。取样数量每组不少于3个，避免单一试样偶然性。取样时避免震动破碎，用密封袋封装，标注取样位置深度等信息。02（二）加工规范：标准试样的尺寸与精度要求加工为圆柱形或立方体标准试样，圆柱形试样直径50mm高100mm，立方体边长50mm，尺寸误差±0.5mm。试样端面平整度误差≤0.02mm，无裂纹缺角，确保受力均匀，减少测定误差。（三）试样预处理：烘干与饱和的操作要点预处理分烘干（105±5℃烘干至恒重，去除原有水分）和饱和（真空抽气饱和法，确保试样充分吸水，模拟工程水环境）。烘干时避免温度过高破坏岩性，饱和时控制抽气时间不少于2h，确保饱和均匀。标准规定的测定方法有哪几种？各方法的操作步骤与适用场景深度对比自由膨胀率测定方法：操作步骤与要点操作步骤：取烘干试样称量，放入自由膨胀仪，注入蒸馏水至浸没试样，每隔一定时间记录位移值，直至24h内位移变化≤0.01mm。要点为确保试样居中水位稳定，适用于测定岩石最大膨胀潜能，用于地质勘察阶段的岩性评价。（二）有荷膨胀率测定方法：加载与测量规范操作步骤：试样安装后施加轴向荷载（模拟工程实际荷载，如50kPa），再注入蒸馏水，按规定时间记录位移与荷载变化。要点为加载均匀避免荷载波动，适用于隧道衬砌矿井巷道等有荷载场景的膨胀特性测定。12No.1（三）各方法适用场景对比与选择指南No.2自由膨胀率法适用于前期岩性分类风险初步评估；有荷膨胀率法适用于工程设计支护参数确定。选择时需结合工程阶段：勘察阶段选自由膨胀法，设计施工阶段选有荷膨胀法，确保测定结果贴合实际需求。如何处理与分析测定数据？数据校验误差控制与结果判定的专家指南原始数据记录：规范记录的核心要素原始数据需记录试样信息（编号尺寸岩性）试验条件（温度荷载介质）位移值（时间节点对应读数）称量数据等。记录需清晰准确，标注异常情况（如试样破损），为后续数据处理提供完整依据。12（二）数据计算：膨胀率的公式应用与校验01按标准公式计算：自由膨胀率=（膨胀后体积-原体积）/原体积×100%；有荷膨胀率计算需扣除荷载压缩量。校验时需重复计算3次，确保计算无误，同时对比平行试样数据，偏差需≤5%，否则重新试验。02（三）结果判定：合格标准与异常数据处理01合格标准为平行试样测定结果偏差≤5%，取平均值作为最终结果。异常数据（偏差超5%）需排查原因，如试样不均设备故障等，排除后重新测定。若无法排除，需增加试样数量，确保结果可靠。02测定过程中的质量控制要点是什么？规避常见误差的关键措施深度剖析人员操作控制：规范操作与技能要求01操作人员需经培训考核，熟悉设备操作与标准流程。关键操作如试样安装需居中加载需匀速读数需平视，避免人为操作误差。定期开展技能考核，确保人员操作一致性，减少人为因素对结果的影响。02（二）试验环境控制：温度与湿度的稳定保障试验环境需控制温度20±2℃湿度60%±5%，避免温度波动影响介质密度与岩石膨胀速率。采用恒温恒湿实验室，试验过程中实时监测环境参数，若超出范围需暂停试验，确保环境稳定。（三）常见误差规避：设备试样等误差控制设备误差通过定期校准控制；试样误差通过规范取样加工，确保代表性与精度；环境误差通过恒温恒湿控制；读数误差通过多人复核固定读数时间控制。综合多环节措施，将误差控制在允许范围。标准在不同工程场景中的应用有何差异？矿井隧道等场景的实践指导矿井工程：防治突水与巷道支护的应用矿井中，测定煤层顶底板岩石膨胀率，判断突水风险：膨胀率高易引发岩层裂隙发育，增加突水概率。支护设计中，依据有荷膨胀率确定支护强度，避免膨胀压力导致巷道变形坍塌，保障矿井通风与运输安全。12（二）隧道工程：衬砌设计与变形控制的应用01隧道工程中，对洞周岩石测定自由与有荷膨胀率，用于衬砌设计：膨胀率高的区段需采用柔性衬砌，预留膨胀变形量。施工中监测膨胀速率，调整支护时机，避免衬砌开裂，确保隧道长期稳定。02（三）地质勘察：岩性分类与工程风险评估的应用01地质勘察阶段，通过测定膨胀率对岩石分类（弱中强膨胀岩），为工程选址提供依据。风险评估中，结合膨胀率与地形条件，预判工程区域坍塌滑坡风险，指导勘察重点与工程规避方案制定。02标准与国际同类规范有何异同？接轨国际的优化方向与趋势预测与国际规范的共性：核心原理与框架一致与国际标准化组织（ISO）及美国材料与试验协会（ASTM）同类规范相比，核心原理一致，均以岩石体积变化为测定核心，采用相似的试样制备与仪器原理。框架均包含术语设备步骤数据处理等模块，保障测定规范性。12（二）差异点：试验条件与适用场景的区别差异在于试验条件：国内标准以蒸馏水为介质，国际部分规范允许模拟不同地下水化学环境；适用场景上，国内标准侧重煤系岩石，国际规范适用更广泛岩性。此外，国内对有荷膨胀的荷载分级更贴合国内工程实际。12优化方向为增加多介质试验（如盐水酸性水）条款，拓展适用场景；引入国际通用的精度评价指标。趋势预测：随着“一带一路”工程增多，标准将逐步与国际接轨，推动跨境工程数据互认，提升国际竞争力。（三）接轨国际的优化方向与未来趋势预测010201未来岩石膨胀率测定技术将如何发展？结合行业趋势的标准升级展望与建议No.1技术发展趋势：自动化与智能化测定设备应用No.2未来趋势为自动化：研发全自动膨胀仪，实现试样安装数据采集计算一体化，减少人为误差。智能化方面，结合传感器与AI算法，实时监测膨胀过程，预判膨胀稳定时间，提升测定效率与精度。（二）标准升级展望：适应新技术与新场