T-CSRME 004-2020 岩体真三轴现场试验规程（全文核心梳理）

T/CSRME004-2020岩体真三轴现场试验规程（全文核心梳理）一、标准基础信息标准编号：T/CSRME004-2020标准名称：岩体真三轴现场试验规程发布机构：中国岩石力学与工程学会发布日期：2020年10月23日实施日期：2020年12月20日归口与解释单位：本标准由中国岩石力学与工程学会提出并归口，长江水利委员会长江科学院负责技术条款解释起草单位：长江水利委员会长江科学院、中国电建集团华东勘测设计研究院、中国长江三峡集团、中国电建集团成都勘测设计研究院、中国科学院武汉岩土力学研究所、中国地质大学（武汉）等多家行业权威单位适用范围：规定了岩体真三轴现场试验的设备、试体制备、设备安装、试验步骤、成果整理全套技术要求，适用于坝基、边坡、地下洞室等各类岩石工程的岩体真三轴现场试验工作规范性引用文件：GB/T50218《工程岩体分级标准》、SL/T264《水利水电工程岩石试验规程》（最新版本含修改单均适用）二、核心术语定义1.试体：在工程现场岩体中制备的、用于试验的长方体岩体试件。2.岩体真三轴现场试验：在工程现场制备试体，通过施加三组相互独立的三向载荷，测试真三轴应力状态下岩体变形、强度力学特性的原位试验。3.轴向：平行于试体最长棱线的方向；侧向：平行于试体短棱线的方向。4.减摩层：铺设于试体表面，用于降低试体与加载设备接触面摩擦力的薄层防护材料。三、基本试验规定1.试验目的：精准获取真三轴应力条件下岩体的变形、强度特性及核心力学参数，为岩石工程设计、稳定性分析提供原位数据支撑。2.设备校准要求：试验前必须完成液压千斤顶、液压枕率定，变形、载荷量测设备需全部检定校准，率定流程符合标准附录A要求。3.试验场地要求：试验优先在专用试验平洞开展，平洞建设、尺寸、环境条件需符合附录B规范要求。4.试体地质要求：试体需具备工程地质代表性，同组试体岩体性状、质量级别保持一致，保留天然含水状态；无特殊要求时，试体不得包含贯通性节理。高地应力区需提前通过钻连环孔、切槽方式解除周边岩体应力。5.试验大纲要求：试验前必须编制专项试验大纲，包含任务要求、试验目的、试验设计、仪器设备、人员安排、进度计划、成果要求、安全保障八大核心内容。6.安全管理：全程遵循SL/T264中岩石试验安全管理基本规范。四、试验设备要求4.1试体制备设备标配岩石钻机、岩石切割机、岩石打磨机、长度及角度量测仪，保障试体尺寸规整、表面平整。4.2加载与量测设备1.轴向采用液压千斤顶加载，额定出力不小于最大试验载荷的1.2倍；侧向采用液压枕+反力框架加载，反力框架刚度不低于5GN/m。2.配套设备：专用油泵、密封液压管路、截止阀、高精度压力表/压力传感器、变形测读设备、数据采集传输设备。3.辅助设备：声波测试、声发射监测设备，用于全程监测试体受力损伤演化特征。五、试体制备规范5.1布置要求1.每组有效试体数量不少于5个，试体净间距不小于试体最小边长的2倍，预留充足设备安装空间。2.试体轴向采用竖直方向，与工程大主应力方向一致；小主应力方向匹配现场岩体最小水平主应力方向。3.严禁爆破制备试体，采用人工或机械精细化切割打磨。5.2尺寸与外观要求1.试体为正方形截面柱体，截面边长≥300mm，试体高度为截面边长的2.0~2.5倍。2.表面可采用水泥砂浆找平，砂浆厚度严格控制在3mm以内，避免影响岩体原生力学特性。六、试验核心步骤试验总体顺序：优先开展变形试验，完成后再开展强度试验，全程同步监测声波、声发射及试体变形破坏特征。6.1试验前期准备1.结合工程岩体原位应力状态，确定变形试验侧向压力、最大轴向压力取值，最大轴向压力不低于现场岩体最大应力水平。2.依据岩体应力状态与预估力学参数，确定强度试验各级压力取值，制定分级加载/卸载方案。3.全面核查设备密封性、仪器有效性、数据传输稳定性，完成试体初始参数记录。6.2变形试验流程1.主流加载方式：侧向压力恒定、分级加载轴向压力，可根据工程需求采用轴向恒定、侧向加载模式。2.标准加载步骤：三向压力均分3~5级同步加载至原位小主应力初始值→分8~10级逐级加载轴向压力至预设最大值→分级卸载轴向压力至初始值→三向同步卸载至0.1~0.2MPa接触压力。3.测读规范：每级加卸载后立即读数，稳压期间每10min持续测读；下级加载需等待变形稳定，稳定标准为相邻两次变形读数差值占比＜5%。6.3强度试验流程根据工程实际应力路径，分为加轴向压力破坏、卸侧向压力破坏两种试验模式。6.3.1加轴向压力强度试验1.三向压力均分3~5级加载至原位小主应力值；2.恒定单侧侧向压力，分级加载轴向压力与另一侧侧向压力至中间主应力值；3.恒定双向侧向压力，分8~12级加载轴向压力直至试体破坏，变形增量超前一级1.5倍时减半加载级差；4.同组试体小主应力等差分布，最大值可取现场小主应力的1.2倍。6.3.2卸侧向压力强度试验1.三向压力分级加载至中间主应力值，恒定双向侧向压力；2.分级加载轴向压力至预设大主应力值（低于预估三轴抗压强度）；3.恒定轴向与中间主应力，分级卸载小主应力侧向压力直至试体破坏，变形异常时减半卸载级差；4.同组试体轴向压力等差均匀分布。6.3.3通用控制要求1.每10min完成一级加卸载，每级加载前后各测读1次变形，临近破坏加密读数，破坏前有效读数不少于10组；2.破坏判定标准：轴向压力骤降、侧向变形持续增大且轴向压力无法稳压；3.卸载顺序：先卸轴向压力→再卸中间主应力侧向压力→最后三向同步卸至0.1~0.2MPa接触压力；4.可根据试验需求开展岩体残余强度试验。七、试验成果整理7.1参数计算采用应力增量、应变增量计算岩体变形模量、弹性模量、体积模量、泊松比等核心力学参数；主应变通过测点相对变形与测点间距比值计算，统一采用标准公式核算。7.2成果绘图要求必须绘制主应力-主应变关系曲线、平均应力-体应变关系曲线，完整呈现岩体三向受力变形规律与破坏特征。7.3试验记录与报告试验全程记录工程信息、试体参数、设备参数、压力读数