《核電廠工程巖土試驗(yàn)規(guī)程》

ICS

備案號(hào)：NB

中華人民共和國能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

NB/T****—20xx

核電廠工程巖土試驗(yàn)規(guī)程

Codeforrock&soiltestsofnuclearpowerstation

（征求意見稿）

2020——發(fā)布2020——實(shí)施

國家能源局發(fā)布

1

目次

前言.....................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。

目次....................................................................2

1范圍.......................................................................5

2規(guī)范性引用文件..............................................................5

3術(shù)語、符號(hào)..................................................................6

3.1術(shù)語.................................................................6

3.2符號(hào).................................................................8

4基本規(guī)定.................................................................13

5巖石物理性質(zhì)試驗(yàn)..........................................................14

5.1含水率試驗(yàn)...........................................................14

5.2塊體密度試驗(yàn).......................................................15

5.3顆粒密度試驗(yàn).......................................................19

5.4吸水性試驗(yàn).........................................................20

5.5膨脹性試驗(yàn).........................................................21

5.6耐崩解性試驗(yàn).......................................................25

6巖塊力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)..........................................................27

6.1單軸壓縮變形試驗(yàn).....................................................27

6.2單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn).....................................................30

6.3三軸壓縮強(qiáng)度試驗(yàn).....................................................31

6.4抗拉強(qiáng)度試驗(yàn).........................................................32

6.5直剪強(qiáng)度試驗(yàn).........................................................33

6.6點(diǎn)荷載強(qiáng)度試驗(yàn)......................................................36

7土的物理性質(zhì)試驗(yàn)..........................................................40

7.1含水率試驗(yàn)...........................................................40

7.2密度試驗(yàn).............................................................41

7.3土粒比重試驗(yàn).........................................................42

7.4顆粒分析試驗(yàn)........................................................43

2

7.5界限含水率試驗(yàn).......................................................48

7.6砂的相對密度試驗(yàn)....................................................50

7.7擊實(shí)試驗(yàn)............................................................52

7.8自由膨脹率試驗(yàn)......................................................55

7.9收縮試驗(yàn)............................................................56

8土的力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)..........................................................58

8.1三軸壓縮試驗(yàn)........................................................58

8.2無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)..................................................62

8.3排水反復(fù)直接剪切試驗(yàn).................................................63

8.4固結(jié)試驗(yàn).............................................................65

9巖體原位試驗(yàn)..............................................................70

9.1承壓板法變形試驗(yàn)....................................................70

9.2鉆孔徑向加壓法試驗(yàn)..................................................74

9.3巖體直剪試驗(yàn)........................................................76

9.4結(jié)構(gòu)面直剪試驗(yàn)......................................................79

10土的原位試驗(yàn).............................................................82

10.1標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)........................................................82

10.2動(dòng)力觸探試驗(yàn).......................................................83

10.3靜力觸探試驗(yàn)........................................................86

10.4十字板剪切試驗(yàn)...................................................91

10.5旁壓試驗(yàn)............................................................93

10.6平板載荷試驗(yàn)........................................................98

11巖土滲透試驗(yàn)............................................................101

11.1常水頭滲透試驗(yàn)....................................................101

11.2變水頭滲透試驗(yàn)....................................................105

11.3試坑法滲透試驗(yàn).....................................................107

11.4鉆孔壓水試驗(yàn)......................................................109

12巖土動(dòng)力特性試驗(yàn)........................................................112

12.1巖石動(dòng)三軸試驗(yàn)....................................................112

12.2巖石阻尼比試驗(yàn)....................................................114

3

12.3土的共振柱試驗(yàn)....................................................116

12.4土的動(dòng)三軸試驗(yàn)....................................................122

12.5地基塊體激振法測試.................................................127

13巖土體聲學(xué)參數(shù)彈性波測試................................................140

13.1巖塊波速測試......................................................140

13.2現(xiàn)場巖土體波速測試.................................................141

附錄A試驗(yàn)工作管理基本要求.................................................145

A.1基本要求...........................................................146

A.2設(shè)備管理...........................................................146

A.3安全管理...........................................................146

附錄B試樣采取與管理要求...................................................147

B.1巖石試樣采取要求...................................................147

B.2土樣的驗(yàn)收和管理...................................................147

附錄C土樣和試樣制備.......................................................149

C.1目的和適用范圍......................................................149

C.2儀器設(shè)備............................................................149

C.3試樣制備程序........................................................150

C.4試樣飽和..........................................................152

4

1范圍

1.0.1為滿足核電站工程選址及勘察需要，提高試驗(yàn)成果質(zhì)量及其可比性，結(jié)合國內(nèi)外核電建設(shè)的先

進(jìn)經(jīng)驗(yàn)及其它行業(yè)的先進(jìn)成果，制訂本試驗(yàn)規(guī)程。

1.0.2本標(biāo)準(zhǔn)適用于各種核反應(yīng)堆型的陸地固定式商用核電廠、核供熱廠、實(shí)驗(yàn)堆、研究堆及核燃料

后處理廠的工程勘測巖土試驗(yàn)工作。

1.0.3核電工程巖土試驗(yàn)對象應(yīng)具有地質(zhì)代表性。試驗(yàn)內(nèi)容、試驗(yàn)方法、技術(shù)條件等應(yīng)符合核電廠工

程勘測、設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量檢驗(yàn)的基本要求和特性。

1.0.4核電廠工程巖土試驗(yàn)除應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對本文件是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T12745土工試驗(yàn)儀器觸探儀

GB/T12746土工試驗(yàn)儀器貫入儀

GB/T15406巖土工程儀器基本參數(shù)及通用技術(shù)條件

GB50021巖土工程勘察規(guī)范

GB/T50123土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)

GB/T50269地基動(dòng)力特性測試規(guī)范

GB6682分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法

DL/T5409.1核電廠工程勘測技術(shù)規(guī)程第2部分：巖土工程

5

3術(shù)語、符號(hào)

3.1術(shù)語

3.1.1巖石含水率watercontentofrock

巖石含水率是試件在105～105C溫度下烘至衡量時(shí)所失去的水的質(zhì)量與試件干質(zhì)量的比值，

以百分?jǐn)?shù)表示。

3.1.2巖石塊體密度densityofrockblock

塊體密度是試件質(zhì)量與試件體積的比值。根據(jù)含水狀態(tài)巖石塊體密度可分為天然密度、干密度

和飽和密度。

3.1.3巖石顆粒密度densityofrockparticles

巖石顆粒密度是巖石固相物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值。

3.1.4巖石吸水率waterabsorptionofrock

巖石吸水率是指在大氣壓力和室溫條件下（自由吸水法）或強(qiáng)制飽和狀態(tài)下吸入的最大吸水量

與試件固體質(zhì)量的比值，以百分?jǐn)?shù)表示。

3.1.5巖石膨脹性dilatabilityofrock

巖石膨脹性是含有某些礦物的巖石試件吸水后所呈現(xiàn)的一種膨脹特性，可用巖石自由膨脹率或

巖石側(cè)向約束膨脹率表示。

3.1.6巖石耐崩解性anti-disintegrationofrock

巖石耐崩解性是測定巖石在經(jīng)過干燥和浸水兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)后，試件殘留的質(zhì)量與其原質(zhì)量之比，

以百分?jǐn)?shù)表示。

3.1.7巖石彈性模量elasticmodulusofrock

巖石彈性模量是巖石單軸壓縮變形試驗(yàn)中，巖石應(yīng)力～應(yīng)變關(guān)系曲線直線段的斜率。

3.1.8巖石變形模量deformationmodulusofrock

巖石變形模量是巖石單軸壓縮變形試驗(yàn)中，巖石應(yīng)力～應(yīng)變曲線原點(diǎn)與某級應(yīng)力水平下應(yīng)變點(diǎn)

連線的斜率。根據(jù)試驗(yàn)規(guī)程，巖石變形模量一般取抗壓強(qiáng)度50時(shí)的應(yīng)變點(diǎn)連線的斜率。

3.1.9巖石單軸抗壓強(qiáng)度uniaxialcompressivestrengthofrock

巖石單軸抗壓強(qiáng)度是試件在無側(cè)限條件下受軸向力作用破壞時(shí)單位面積所承受的載荷。

3.1.10巖石抗剪強(qiáng)度shearstrengthofrock

巖石的抗剪強(qiáng)度是表征巖石抵抗剪切破壞的能力，可以通過直剪試驗(yàn)或三軸壓縮試驗(yàn)獲得。

3.1.11巖石抗拉強(qiáng)度tensilestrengthofrock

巖石抗拉強(qiáng)度是指巖石在受拉伸荷載作用破壞時(shí)單位面積上承受的荷載。

3.1.12巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)pointloadstrengthindexofrock

將巖石試件（可用鉆孔巖芯、方塊體和不規(guī)則塊體）置于點(diǎn)荷載儀上下兩個(gè)球端圓錐之間，對

試件施加集中荷載，直至試件破壞，由此所確定的強(qiáng)度參數(shù)為點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)。

3.1.13土體含水率watercontentofsoil

土中水的質(zhì)量與土顆粒質(zhì)量的比值，以百分率表示。

3.1.14土體密度densityofsoil

單位體積土的質(zhì)量。

3.1.15土粒比重specificgravityofsoilparticle

6

土顆粒在105℃～110℃烘至恒量時(shí)的質(zhì)量與同體積4℃純水質(zhì)量的比值。

3.1.16粒徑grainsize

土粒能通過的最小篩孔孔徑，或土粒在靜水中具有相同下沉速度的當(dāng)量球體直徑。

3.1.17級配gradation

土樣中各粒組占總土粒質(zhì)量的比例。

3.1.18孔隙比voidratio

土的孔隙體積與固體顆粒體積的比值。

3.1.19飽和度degreeofsaturation

土中孔隙水的體積與孔隙體積的比值。

3.1.20液限liquidlimit

細(xì)粒土流動(dòng)狀態(tài)與可塑狀態(tài)間的界限含水率。

3.1.21塑限plasticlimit

細(xì)粒土可塑狀態(tài)與半固體狀態(tài)間的界限含水率。

3.1.22縮限shrinkagelimit

飽和黏性土的含水率因干燥減少至土體體積不再變化時(shí)的界限含水率。

3.1.23塑性指數(shù)plasticityindex

液限與塑限的差值，去除掉百分號(hào)。

3.1.24液性指數(shù)liquidityindex

天然含水率和塑限之差與塑性指數(shù)的比值。

3.1.25相對密度relativedensity

無黏性土（如砂類土）最大孔隙比emax與天然孔隙比e0之差和最大孔隙比emax與最小隙比emin

之差的比值，反映無黏性土緊密程度的指標(biāo)。

3.1.26最大干密度maximumdrydensity

擊實(shí)或壓實(shí)試驗(yàn)所得的干密度與含水率關(guān)系曲線上峰值點(diǎn)所對應(yīng)的干密度。

3.1.27土體自由膨脹率freeswellingratio

用人工制備的烘干土，在純水中膨脹后增加的體積與原體積之比值，用百分?jǐn)?shù)表示。

3.1.28壓縮系數(shù)coefficientofcompressibility

在K0固結(jié)試驗(yàn)中，土試樣的孔隙比減小量與有效壓力增加量的比值，即e～p壓縮曲線上某壓

力段的割線斜率，以絕對值表示。

3.1.29土體抗剪強(qiáng)度shearstrength

土體在剪切面上所能承受的極限剪應(yīng)力。

3.1.30土體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度unconfinedcompressivestrength

土體在無側(cè)限條件下，抵抗軸向壓力的極限強(qiáng)度。

3.1.31滲透系數(shù)coefficientofpermeability

巖土體中水滲流呈層流狀態(tài)時(shí)，其流速與作用水力梯度成正比例關(guān)系的比例系數(shù)。

3.1.32標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)standardpenetrationstrikenumberinstandardpenetrationtest

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)中，將質(zhì)量為63.5kg的重錘，從落距為76cm的高度通過鉆桿把標(biāo)準(zhǔn)貫入器打入

土中，貫入器每打入土中30cm時(shí)所需要的擊數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)，用N63.5表示。

3.1.33貫入阻力penetrationresistance

靜力觸探儀探頭貫入土層時(shí)所受到的總阻力。

7

3.1.34固有頻率naturalfrequency

自振周期的倒數(shù)。

3.1.35振動(dòng)頻率vibrationfrequency

結(jié)構(gòu)在自由振動(dòng)或強(qiáng)迫振動(dòng)試驗(yàn)中，振動(dòng)周期的倒數(shù)。

3.1.36振幅amplitudeofvibration

結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)程曲線中，其位移等變量的最大變化幅度，即從波峰或波谷到時(shí)間坐標(biāo)軸的距離。

3.1.37阻尼damping

使振幅隨時(shí)間衰減的各種摩擦和其他阻礙作用。

3.1.38阻尼比dampingratio

實(shí)際阻尼與臨界阻尼的比值。

3.1.39聲波測試acousticmeasurement

通過向巖土體中激發(fā)不同頻率范圍的聲波信號(hào)，在巖土體中傳播后并被安裝在巖土體表面或內(nèi)

部的聲波換能器或傳感器所接受，以獲得聲波信號(hào)中所包含的聲學(xué)信息，如波速、振幅和頻率等參

數(shù)。

3.2符號(hào)

天然含水率

0——

0——天然密度，試樣的濕密度

——干密度

s——飽和密度，標(biāo)準(zhǔn)砂的密度

顆粒密度

p——

自然吸水率

a——

飽和吸水率

s——

kw——飽水系數(shù)

軸向自由膨脹率

Vh——

徑向自由膨脹率

Vd——

側(cè)向約束軸向膨脹率

Vhp——

膨脹壓力

Ps——

巖石耐崩解性指數(shù)

Id——

Ee——巖石彈性模量

e——巖石彈性泊松比

E50——巖石變形模量

Rc——巖石單軸抗壓強(qiáng)度

——軟化系數(shù)

8

t——巖石抗拉強(qiáng)度

—內(nèi)摩擦角

c—黏聚力

Is——未經(jīng)修正的點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)

Is(50)——經(jīng)尺寸修正后的巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)

Ia(50)——點(diǎn)荷載強(qiáng)度各向異性指數(shù)

w0——含水率

Gs——土粒比重

X——小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分比

d——試樣顆粒粒徑

IP——塑性指數(shù)

wL——液限

wP——塑限

dmin——試樣的最小干密度

e

max——試樣的最大孔隙比

dmax—砂的最大干密度

emin—最小孔隙比

e0——砂的天然孔隙比

Dr——砂的相對密度

w——含水率，

ρ——濕密度

wsat——飽和含水率

Gs——土粒比重

ρw——水的密度

'

dmax——校正后的最大干密度

'校正后的最優(yōu)含水率，

wop——

δef——自由膨脹率

wi——某時(shí)刻試樣的含水率

δsi——試樣在某時(shí)刻的線縮率

δv——體縮率

λs——豎向收縮系數(shù)

試樣平均直徑

D0——

靈敏度

St——

原狀試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度

qu——

重塑試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度

qu——

Sr——?dú)堄嗫辜魪?qiáng)度

9

av——壓縮系數(shù)

Es——壓縮模量

mv——體積壓縮系數(shù)

Cc——壓縮指數(shù)

Cs——回彈指數(shù)

Cv——固結(jié)系數(shù)

C——次固結(jié)系數(shù)

E——變形模量或彈性模量

N'——貫入30cm相應(yīng)的錘擊數(shù)

N——經(jīng)桿長修正后的標(biāo)貫擊數(shù)

N

63.5——桿長修正后的重型動(dòng)力觸探錘擊數(shù)

N'

63.5——重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)實(shí)測錘擊數(shù)

N

120——桿長修正后的超重型動(dòng)力觸探錘擊數(shù)

N'

120——超重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)實(shí)測錘擊數(shù)

ps——比貫入阻力

qc——錐頭阻力

fs——側(cè)壁摩阻力

Fm——摩阻比

u——孔隙水壓力

Ch——靜探徑向固結(jié)系數(shù)

U——t時(shí)孔隙水壓力消散度

CU——原狀土不排水抗剪強(qiáng)度

C'U——重塑土不排水抗剪強(qiáng)度

Gm——旁壓剪切模量

Em——旁壓模量

fak——地基承載力特征值

fu——地基承載力極限值

E0——試驗(yàn)土層的變形模量

kT——水溫為T℃時(shí)試樣的滲透系數(shù)

k20—標(biāo)準(zhǔn)溫度時(shí)試樣的滲透系數(shù)

Ps——管路壓力損失

q——試段的透水率呂榮值

K——巖體滲透系數(shù)，體積模量

G——剪切模量

—加載速率

f——振動(dòng)頻率

——衰減系數(shù)

n——阻尼比

10

——角頻率

——阻尼系數(shù)

M——集中質(zhì)量

d——?jiǎng)蛹魬?yīng)變

動(dòng)剪切模量

Gd——

d——軸向動(dòng)應(yīng)變

動(dòng)彈性模量

Ed——

——阻尼比

S

t——扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)的能量比

S

l——縱向振動(dòng)時(shí)的能量比

試樣頂端附加物的質(zhì)量慣性矩

It——

儀器的自由振動(dòng)對數(shù)衰減率

0t——

固結(jié)應(yīng)力比

Kc

軸向動(dòng)應(yīng)力

d

軸向動(dòng)應(yīng)變

d

動(dòng)彈性模量

Ed——

動(dòng)體積應(yīng)變

v

z——地基豎向阻尼比

f

m——基礎(chǔ)豎向振動(dòng)的共振頻率

A

m——基礎(chǔ)豎向振動(dòng)的共振振幅

基礎(chǔ)豎向振動(dòng)的參振總質(zhì)量

mz——

Kz——地基抗壓剛度

Cz——地基抗壓剛度系數(shù)

——地基水平回轉(zhuǎn)第一振型阻尼比

x1

基礎(chǔ)水平回轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)的參振總質(zhì)量

mx——

地基抗剪剛度

KX——

地基抗剪剛度系數(shù)

CX——

基礎(chǔ)水平向無阻尼固有頻率

fnx——

K—地基抗彎剛度

C—地基抗彎剛度系數(shù)

為基礎(chǔ)回轉(zhuǎn)無阻尼固有頻率

fn

——地基扭轉(zhuǎn)向阻尼比

m——基礎(chǔ)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的參振總質(zhì)量

11

K——地基抗扭剛度

C——地基抗扭剛度系

f——換能器主頻

V——聲波波速

縱波波速

Vp——

V

s——橫波波速

——巖塊衰減系數(shù)

巖體完整性系數(shù)

Kv——

12

4基本規(guī)定

4.0.1試驗(yàn)前應(yīng)詳細(xì)了解工程規(guī)模、工程地質(zhì)條件、設(shè)計(jì)意圖、建筑物特點(diǎn)、施工方法，試驗(yàn)內(nèi)容、

方法、數(shù)量應(yīng)與工程建設(shè)各勘測階段的深度相適應(yīng)，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)初步可行性研究及可行性研究階段應(yīng)提供基本的巖土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，核島位置應(yīng)有直接

的試驗(yàn)和測試數(shù)據(jù)，實(shí)測壓縮波速度和剪切波速度，計(jì)算巖土層的動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

b)初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、工程建造階段應(yīng)以核島區(qū)的巖土試驗(yàn)為重點(diǎn)，核島位置應(yīng)采用跨孔

法做波速測試、布置原位巖土相關(guān)試驗(yàn)，對工程有影響的部位應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)試驗(yàn)。

4.0.2試驗(yàn)工作管理基本要求應(yīng)符合本規(guī)程附錄A的規(guī)定。

4.0.3巖土試樣可利用鉆孔、試坑、淺井和探槽獲取，取樣位置和數(shù)量應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、工程特點(diǎn)和

試驗(yàn)要求確定，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)取樣孔數(shù)量不少于鉆孔數(shù)量的1/3。

b)每個(gè)建筑地段的主要土層土樣數(shù)量不少于6件、主要巖層巖樣不少于3組。

c)采取試樣應(yīng)符合本規(guī)程附錄B的規(guī)定。

4.0.4室內(nèi)土工試驗(yàn)開土記錄應(yīng)描述：試驗(yàn)編號(hào)、土樣名稱、顏色、狀態(tài)、密度、成分、試驗(yàn)項(xiàng)目、

記錄人、校核人、時(shí)間、頁碼等。

4.0.5室內(nèi)土工試驗(yàn)原始記錄應(yīng)包括：試樣編號(hào)、試驗(yàn)方法、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、儀器設(shè)備、試驗(yàn)人員、審核

人員、試驗(yàn)日期、頁碼等。

4.0.6室內(nèi)巖石試驗(yàn)前應(yīng)描述：巖石名稱、顏色、礦物成分、結(jié)構(gòu)、風(fēng)化程度、膠結(jié)性質(zhì)、節(jié)理裂隙

發(fā)育程度及分布、試件形狀等。

4.0.7室內(nèi)巖石試驗(yàn)原始記錄應(yīng)包括：試件編號(hào)、名稱、試件描述、破壞特征、試驗(yàn)方法、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、

儀器設(shè)備、試驗(yàn)人員、審核人員、試驗(yàn)日期、頁碼等。

4.0.8原位測試或試驗(yàn)前應(yīng)描述：試驗(yàn)位置、地質(zhì)環(huán)境、顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等。

4.0.9試驗(yàn)后應(yīng)編制試驗(yàn)報(bào)告，主要內(nèi)容：試驗(yàn)依據(jù)、試驗(yàn)任務(wù)和目的、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、完成工作量、試

驗(yàn)方法、儀器設(shè)備、成果圖表、結(jié)果說明等。

13

5巖石物理性質(zhì)試驗(yàn)

5.1含水率試驗(yàn)

5.1.1含水率試驗(yàn)采用烘干法，適用于礦物不含結(jié)晶水和含結(jié)晶水的巖石。本試驗(yàn)適用于測定巖石

在天然狀態(tài)下的含水率。

5.1.2進(jìn)行含水率試驗(yàn)時(shí)，每組試件數(shù)量不宜少于6個(gè)。

5.1.3試件制備應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)試件應(yīng)在現(xiàn)場采取，不得采用爆破取樣。試件在采取、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和制備過程中，含水率

的變化不應(yīng)超過1%。

b)每塊試件尺寸應(yīng)大于組成巖石最大礦物顆粒粒徑的10倍。

c)試件質(zhì)量不宜小于40g，不宜大于200g。

5.1.4試件描述應(yīng)包括下列內(nèi)容：

a)巖石名稱、顏色、礦物成分、結(jié)構(gòu)、風(fēng)化程度、膠結(jié)物性質(zhì)。

b)為保持試件天然含水狀態(tài)所采取的措施。

5.1.5烘干法試驗(yàn)所用的主要儀器和設(shè)備，應(yīng)包括下列各項(xiàng)：

a)烘箱和干燥器，干燥器內(nèi)置氯化鈣或硅膠。

b)天平(稱量500g，感量0.01g)。

c)具有密封蓋的試樣盒。

5.1.6試驗(yàn)步驟應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)制備試件放入稱量盒內(nèi)，并稱其質(zhì)量。

b)將試樣置于烘箱內(nèi)，對于不含礦物結(jié)晶水的巖石，應(yīng)在105℃~110℃的恒溫下烘24h。對

于含有礦物結(jié)晶水的巖石，應(yīng)降低烘干溫度，可在40±5℃恒溫下烘干到恒量，宜為24h。

c)將試件從烘箱中取出，放入干燥器內(nèi)冷卻至室溫，稱試件質(zhì)量。

d)重復(fù)本條b）、c）的步驟，直到相鄰兩次稱量之差不超過后一次稱量的0.1%。

e)稱量精確至0.01g。

5.1.7試驗(yàn)成果整理應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)巖石天然含水率按下式計(jì)算：

m0md

0100(5.1.7)

md

式中天然含水率，；

0——%

試件烘干前的質(zhì)量，；

m0——g

試件烘干后的質(zhì)量，。

md——g

b)計(jì)算結(jié)果精確至0.01。

5.1.8試驗(yàn)記錄應(yīng)包括工程名稱、巖石名稱、試驗(yàn)編號(hào)、試件編號(hào)、試件描述、試件烘干前后的質(zhì)、

試驗(yàn)人員、試驗(yàn)日期。

14

5.2塊體密度試驗(yàn)

5.2.1巖石塊體密度試驗(yàn)可采用量積法、水中稱量法和密封法。量積法適用于能制備成規(guī)則試件的

各類巖石，水中稱量法適用于除遇水崩解，溶解和干縮濕脹外的其它各類巖石，密封法適用于不能

用量積法或直接在水中稱量進(jìn)行試驗(yàn)的巖石。當(dāng)采用密封法測定塊體密度時(shí)，應(yīng)同時(shí)測定巖石的天

然含水率，密封材料可選用石蠟或高分子樹脂膠涂料。

5.2.2進(jìn)行塊體干密度試驗(yàn)時(shí)每組試件數(shù)量不應(yīng)少于3個(gè)，進(jìn)行塊體濕密度試驗(yàn)時(shí)試件數(shù)量不宜少于

5個(gè)。

5.2.3試件描述應(yīng)包括下列內(nèi)容：

a)巖石名稱、顏色、礦物成分、結(jié)構(gòu)、風(fēng)化程度、膠結(jié)物性質(zhì)。

b)節(jié)理裂隙的發(fā)育程度及分布。

c)試件的形狀。

5.2.4量積法試件制備應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)試件可用巖芯或巖塊加工制成，在采取巖樣或制備試件時(shí)應(yīng)避免產(chǎn)生人為裂隙。

b)試件尺寸應(yīng)符合：圓柱體直徑或方柱體邊長宜為48~54mm；含大顆粒巖石的試件直徑或邊

長應(yīng)大于最大礦物顆粒粒徑的10倍；試件高度與直徑或邊長之比宜為2.0~2.5。

c)試件加工精度應(yīng)符合：試件高度、直徑或邊長的允許偏差為±0.3mm；試件兩端面的不平整

度允許偏差為±0.05mm，端面應(yīng)垂直于試件軸線，允許偏差為±0.25°；方柱體或立方體試件相鄰兩

面應(yīng)互相垂直，允許偏差為±0.25°。

5.2.5量積法主要儀器和設(shè)備應(yīng)包括下列各項(xiàng)：

a)鉆石機(jī)、切石機(jī)、磨石機(jī)和車床。

b)烘箱和干燥器。

c)真空抽氣設(shè)備或煮沸設(shè)備。

d)天平(感量0.01g)。

e)測量平臺(tái)、角尺、百分表、游標(biāo)卡尺等。

5.2.6量積法試驗(yàn)步驟應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)測量試件兩端和中間三個(gè)斷面上相互垂直的兩個(gè)方向的直徑或邊長，按平均值計(jì)算截面積。

b)測量兩端面周邊上對稱四點(diǎn)和中心點(diǎn)處的高度，計(jì)算高度平均值。

c)稱量試件在天然狀態(tài)下的質(zhì)量。

d)試件烘干應(yīng)符合本規(guī)程5.1.6條b）~d）款的規(guī)定。

e)試件自由吸水和強(qiáng)制飽和應(yīng)按如下要求執(zhí)行：

1）先采用自由吸水法，將試件放入水槽，應(yīng)注水至試件高度的1/4處，以后每隔2h分別注

水至試件高度的1/2和3/4處，6h后全部浸沒試件。試件全部浸入在水中自由吸水48h后，取出試

件拭干表面水分并稱量。

2）對自由吸水后的試件進(jìn)行強(qiáng)制飽和。采用煮沸法飽和試件時(shí)，煮沸容器內(nèi)的水面應(yīng)始終

高于試件，煮沸時(shí)間不應(yīng)少于6h。經(jīng)煮沸的試件應(yīng)放置在原容器中冷卻至室溫，取出試件拭干表面

水分并稱量。

3）采用真空抽氣法飽和試件時(shí)，飽和試件的容器內(nèi)的水面應(yīng)高于試件，真空壓力表讀數(shù)宜

為當(dāng)?shù)卮髿鈮褐担敝翢o氣泡逸出為止，但抽氣時(shí)間不應(yīng)少于4h。經(jīng)真空抽氣的試件應(yīng)放置在原容

器中，在大氣壓力下靜置4h，取出試件拭干表面的水分并稱量。

15

f)長度測量精確至0.01mm，稱量精確至0.01g.

5.2.7量積法試驗(yàn)成果整理應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)量積法巖石塊體密度按下列公式計(jì)算：

m

0(5.2.7-1)

0AH

m

s(5.2.7-2)

sAH

m

d(5.2.7-3)

dAH

式中天然密度，3；

0——gcm

——干密度，gcm3；

飽和密度，3；

s——gcm

A——試件截面積，cm2；

H——試件高度，cm.

試件強(qiáng)制飽和后的質(zhì)量，；

ms——g

b)計(jì)算精確至0.01gcm3。三個(gè)試件平行測定，當(dāng)平行差值小于0.05gcm3時(shí)取平均值，

平行差值大于0.05gcm3時(shí)，每個(gè)試件的結(jié)果全部列出，不求平均值。

5.2.8水中稱量法試件制備應(yīng)符合如下規(guī)定：

a)試件可采用規(guī)則或不規(guī)則形狀。

b)試件尺寸應(yīng)大于組成巖石最大顆粒粒徑的10倍。

c)每個(gè)試件質(zhì)量不宜小于150g。

5.2.9水中稱量法主要儀器和設(shè)備應(yīng)包括下列各項(xiàng)：

a)切石機(jī)和車床。

b)烘箱和干燥器。

c)測量平臺(tái)。

d)水中稱量裝置（靜水力學(xué)天平或電子天平）。靜水力學(xué)天平：稱量1000g，分度值0.01g，

并應(yīng)附孔徑小于5mm的金屬網(wǎng)框、其直徑約10mm～15mm，高約10mm～20mm，適合網(wǎng)框沉入的

盛水容器（如圖5.2.9-1所示）。電子天平：稱量1000g，分度值0.01g，并應(yīng)附盛水容器，固定試件

支架（如圖5.2.9-2所示）。

5

4

3

2

1

圖5.2.9-1靜水力學(xué)天平裝置圖5.2.9-2電子天平水中稱量裝置

1-數(shù)值顯示框；2-盛水容器；3-金屬網(wǎng)框；1—電子天平；2—盛水容器；3—試件；4—細(xì)線；

16

4-電子天平；5-撐物臺(tái)；6-排水閥；7-拉桿5—固定試件

5.2.10水中稱量法試驗(yàn)步驟應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)按本規(guī)程第5.2.6條c）～e）的規(guī)定對試件進(jìn)行稱量、烘干，自由吸水法、煮沸法、真空

吸水法飽和。

b)當(dāng)采用靜水力學(xué)天平稱量時(shí)，應(yīng)按圖5.2.9-1裝置，先向容器內(nèi)注水至約2/3高度處，并使

天平一端的金屬網(wǎng)框浸入水中，勿使網(wǎng)框與容器底部和側(cè)壁接觸，待顯示穩(wěn)定后，按清零鍵，然后

將強(qiáng)制飽和的試件放入金屬網(wǎng)框內(nèi)浸沒于水中，稱試件在水中的質(zhì)量，并測記水溫。

c)當(dāng)采用電子天平稱量時(shí)，應(yīng)按圖5.2.9-2裝置，先將裝有水的盛水容器置于電子天平上，待

顯示穩(wěn)定后，按清零鍵，然后將強(qiáng)制飽和的試件吊在固定支架上并浸沒于水中，勿與容器壁接觸，

稱試件懸沒在水中的質(zhì)量，并測記水溫。

d)稱量精確至0.01g。

5.2.11水中稱量法試驗(yàn)成果整理應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)當(dāng)采用靜水力學(xué)天平稱量時(shí)，巖石塊體密度按下列公式計(jì)算：

m0

0w(5.2.11-1)

msmw

md

dw(5.2.11-2)

msmw

ms

sw(5.2.11-3)

msmw

式中：用靜水力學(xué)天平稱取飽和試件在水中的稱量，；

mw——g

3

ρw——試驗(yàn)所用的水密度，gcm。

b)當(dāng)采用電子天平稱量時(shí)，巖石塊體密度按下列公式計(jì)算：

m0

0,w(5.2.11-4)

mw

md

d,w(5.2.11-5)

mw

ms

s,w(5.2.11-6)

mw

式中：'用電子天平稱取飽和試件在水中的稱量，。

mw——g

c)計(jì)算精確至0.01gcm3。三個(gè)試件平行測定，當(dāng)平行差值小于0.05gcm3時(shí)取平均值，

平行差值大于0.05gcm3時(shí)，每個(gè)試件的結(jié)果全部列出，不求平均值。

5.2.12密封法試件宜采用邊長為40~60mm的近似立方體或渾圓狀體。

5.2.13密封法試驗(yàn)主要儀器和設(shè)備應(yīng)包括下列各項(xiàng)：

a)切石機(jī)和車床。

b)烘箱和干燥器。

c)天平(感量0.01g)。

d)測量平臺(tái)。

e)靜水力學(xué)天平或電子天平，同本規(guī)程第5.2.9條規(guī)定。

f)密封材料：石蠟或高分子樹脂涂料。

17

g)其他設(shè)備：熔化石蠟和配制涂料的用具。

5.2.14密封法試驗(yàn)步驟應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)試件的密封，可根據(jù)試件狀態(tài)選用石蠟或高分子樹脂膠涂料作為防水密封材料。

1）采用蠟封時(shí)：將已經(jīng)稱量的試件系上細(xì)線，置于溫度60℃左右的融蠟中1s~2s，使試件表

面均勻涂上一層蠟?zāi)?，厚度約1mm。當(dāng)蠟?zāi)び袣馀輹r(shí)，應(yīng)用熱針刺穿并用蠟液涂平，待冷卻后稱蠟

封試件質(zhì)量。

2）采用高分子樹脂膠涂料封時(shí)：配制高分子樹脂膠，用毛筆將高分子樹脂膠均勻涂抹于已經(jīng)

稱量的試件試件表面，宜涂刷兩遍，待溶劑揮發(fā)，在試件表面形成一層薄膜后，稱涂層與試件總質(zhì)

量。

b)將密封試件置于水中稱量裝置，按照本規(guī)程第5.2.10條第b)～d）的規(guī)定進(jìn)行。

c)取出試件，拭干表面水分后再次稱量。當(dāng)浸水后的蠟封試件質(zhì)量增加時(shí)，應(yīng)重新進(jìn)行試驗(yàn)。

d)稱量精確至0.01g。

5.2.15密封法試驗(yàn)成果整理應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)采用靜水力學(xué)天平稱量時(shí)，應(yīng)按下列公式計(jì)算巖石塊體密度：

m

0(5.2.15-1)

0mmmm

nnwn0

wn

0

d(5.2.15-2)

10.010

式中：密封試件的質(zhì)量，；

mn——g

用靜水力學(xué)天平稱取密封試件在水中的稱量，；

mnw——g

密封材料的密度，3。

n——g/cm

b)采用電子天平稱量時(shí)，應(yīng)按下列公式計(jì)算巖石塊體密度：

m

0(5.2.15-3)

0m,mm

nwn0

wn

m

d(5.2.15-4)

dm,mm

nwnd

wn

式中：m′nw——用電子天平稱取密封試件在水中的稱量，g。

c)計(jì)算精確至0.01gcm3。三個(gè)試件平行測定，當(dāng)平行差值小于0.05gcm3時(shí)取平均值，

平行差值大于0.05gcm3時(shí)，每個(gè)試件的結(jié)果全部列出，不求平均值。

5.2.16試驗(yàn)記錄應(yīng)包括工程名稱、巖石名稱、試件編、試件描述、試驗(yàn)方法、試件尺寸、水密度、

試件在各種含水狀態(tài)下的稱量、石蠟或高分子樹脂膠的密度、試驗(yàn)人員、試驗(yàn)日期。

18

5.3顆粒密度試驗(yàn)

5.3.1顆粒密度試驗(yàn)可采用比重瓶法和水中稱量法。比重瓶法適用于各類巖石，水中稱量法適用于

除遇水崩解，溶解和干縮濕脹以及密度小于1gcm3的其他各類巖石。

5.3.2試件描述應(yīng)包括下列內(nèi)容：

a)巖石名稱、顏色、礦物成分、風(fēng)化程度。

b)試件粉碎方法。

c)試件形狀。

5.3.3比重瓶法試件制備應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)將巖石試件用粉碎機(jī)粉碎成巖粉，使之全部通過0.25mm篩孔，用磁鐵吸去鐵屑。

b)對含有磁性礦物的巖石，應(yīng)采用瓷研缽或瑪瑙研缽粉碎，使之全部通過0.25mm的篩孔。

5.3.4比重瓶法試驗(yàn)主要儀器和設(shè)備應(yīng)包括下列各項(xiàng)：

a)粉碎機(jī)、瓷研缽或瑪瑙研缽、磁鐵塊。

b)篩(孔徑0.25mm)。

c)天平(稱量200g，感量0.001g)。

d)烘箱和干燥器。

e)真空抽氣設(shè)備或煮沸設(shè)備。

f)恒溫水槽。

g)短頸比重瓶(容積100ml)。

h)溫度計(jì)(量程0~50℃)。

i)砂浴、滴管等。

5.3.5比重瓶法試驗(yàn)步驟應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)將制備好的巖粉置于105℃~110℃的恒溫下烘干，烘干時(shí)間不應(yīng)少于6h，然后放入干燥器

內(nèi)冷卻至室溫。

b)用四分法取其中兩份巖粉，每份巖粉質(zhì)量為15g。

c)將稱量后的巖粉裝入烘干的比重瓶內(nèi)，注入試液(純水或煤油)至比重瓶容積的一半處。對

含水溶性礦物的巖石，應(yīng)使用煤油作試液。

d)當(dāng)使用純水作試液時(shí)，可采用煮沸法或真空抽氣法排除氣體。當(dāng)使用煤油作試液時(shí)，應(yīng)采

用真空抽氣法排除氣體。

e)當(dāng)采用煮沸法排除氣體時(shí)，煮沸后加熱時(shí)間不應(yīng)少于1h。

f)當(dāng)采用真空抽氣法排除氣體時(shí)，真空壓力表讀數(shù)宜為當(dāng)?shù)貧鈮褐?，抽氣?yīng)抽至無氣泡逸出，

且抽氣時(shí)間不少于1h。

g)將經(jīng)過排除氣體的試液注入比重瓶至近滿，然后置于恒溫水槽內(nèi)，使瓶內(nèi)溫度保持穩(wěn)定，

上部懸液澄清，測量瓶內(nèi)試液的溫度，準(zhǔn)確至0.5℃。

h)塞好瓶塞，使多余的試液自瓶塞毛細(xì)孔中溢出，將瓶外擦干，稱瓶、試液和巖粉的總質(zhì)量。

i)洗凈比重瓶，注入經(jīng)排除氣體并與試驗(yàn)同溫度的試液至比重瓶內(nèi)，按本條g）、h）的規(guī)定

稱瓶和試液的總質(zhì)量。

j)本試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行兩次平行試驗(yàn)，稱量精確至0.001g。

5.3.6比重瓶法試驗(yàn)成果整理應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)比重瓶法試驗(yàn)巖石顆粒密度應(yīng)按下式計(jì)算：

19

md

pwe(5.3.6)

m1mdm2

式中：比重瓶和試液總質(zhì)量，；

m1——g

比重瓶、試液和巖粉總質(zhì)量，；

m2——g

顆粒密度，3；

p——g/cm

與試驗(yàn)同溫度條件下試液密度，3。

we——g/cm

b)比重瓶法試驗(yàn)兩次平行測定的允許偏差為0.02g/cm3，取兩次測值的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。

c)計(jì)算值精確至0.01g/cm3。

5.3.7水中稱量法試件制備應(yīng)符合本規(guī)程5.2.8條的規(guī)定。

5.3.8水中稱量法主要儀器和設(shè)備應(yīng)應(yīng)符合本規(guī)程5.2.9條的規(guī)定。

5.3.9水中稱量法試驗(yàn)步驟見5.2.10條的規(guī)定。

5.3.10水中稱量法試驗(yàn)成果整理應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)水中稱量法試驗(yàn)巖石顆粒密度應(yīng)按下式計(jì)算：

md

pw(5.3.10)

mdmw

式中：強(qiáng)制飽和試件在水中的稱量，。

mw——g

b)計(jì)算值精確至0.01g/cm3。

5.3.11試驗(yàn)記錄應(yīng)包括工程名稱、巖石名稱、試驗(yàn)編號(hào)、試件編號(hào)、試件描述、試驗(yàn)方法、試驗(yàn)人

員、試驗(yàn)日期。水中稱量法試驗(yàn)還應(yīng)記錄試件的干質(zhì)量、浸水后質(zhì)量、強(qiáng)制飽和后質(zhì)量、試件在水

中稱量、水密度。比重瓶法試驗(yàn)還應(yīng)記錄比重瓶編號(hào)、試液溫度、試液密度、干巖粉質(zhì)量、瓶和試

液總質(zhì)量、瓶、試液及巖粉總質(zhì)量。

5.4吸水性試驗(yàn)

5.4.1巖石的吸水性試驗(yàn)可分為自然吸水率試驗(yàn)和飽和吸水率試驗(yàn)。巖石自然吸水率采用自由吸水

法測定，飽和吸水率采用煮沸法或真空抽氣法強(qiáng)制飽和后測定，適用于遇水不崩解，不溶解和不干

縮濕脹的巖石。

5.4.2吸水性試驗(yàn)試件制備應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)試件宜采用規(guī)則形狀，在試件制備困難時(shí)可采用不規(guī)則形狀.

b)規(guī)則試件尺寸應(yīng)符合本規(guī)程第5.2.4條b）的規(guī)定

c)不規(guī)則試件應(yīng)符合本規(guī)程第5.2.8條的規(guī)定。

d)每組試件塊數(shù)不應(yīng)少于3塊。

5.4.3試件描述應(yīng)包括下列內(nèi)容：

a)巖石名稱、顏色、礦物成分、結(jié)構(gòu)、風(fēng)化程度、膠結(jié)性質(zhì)。

b)節(jié)理裂隙的發(fā)育程度及分布。

c)試件形狀。

6.4吸水性試驗(yàn)主要儀器和設(shè)備應(yīng)包括下列各項(xiàng)：

a)鉆石機(jī)、切石機(jī)、磨石機(jī)。

b)烘箱、干燥器。

20

c)天平(感量0.01g)。

d)水槽。

e)真空抽氣設(shè)備或煮沸設(shè)備。

5.4.5試驗(yàn)步驟應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)清除試件表面的塵土和松動(dòng)顆粒，對軟巖和極軟巖，試件應(yīng)采取保護(hù)措施，防止試件在吸

水過程中掉塊或崩解。

b)試件烘干、自由吸水及強(qiáng)制飽和應(yīng)符合本規(guī)程5.2.6條d）~f）款的規(guī)定。

5.4.6試驗(yàn)成果整理應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)巖石的自然吸水率，飽和吸水率應(yīng)按下列公式計(jì)算：

mamd

a100(5.4.6-1)

md

msmd

s100(5.4.6-2)

md

式中：自然吸水率，；

a——%

飽和吸水率，；

s——%

試件浸水后的質(zhì)量，；

ma——48hg

b)巖石飽水系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：

a

kw(5.4.6-3)

s

式中：kw——飽水系數(shù)，水充填開口孔隙的程度；

c)巖石孔隙率應(yīng)按下列計(jì)算：

n(1d)100(5.4.6-4)

s

式中：n——巖石孔隙率（%）；

d)計(jì)算值精確至0.01。

5.4.7試驗(yàn)記錄應(yīng)包括工程名稱、巖石名稱、試件編號(hào)、試件描述、試驗(yàn)方法、干試件質(zhì)量、浸水

后試件質(zhì)量、強(qiáng)制飽和后試件質(zhì)量、試驗(yàn)人員、試驗(yàn)日期。

5.5膨脹性試驗(yàn)

5.5.1本試驗(yàn)可以分為自由膨脹率試驗(yàn)、側(cè)向約束膨脹率試驗(yàn)和體積不變下膨脹壓力試驗(yàn)。自由膨

脹率試驗(yàn)適用于遇水不易崩解的巖石。側(cè)向約束膨脹率試驗(yàn)和體積不變條件下膨脹壓力試驗(yàn)試驗(yàn)適

用于各類巖石。

5.5.2膨脹性試驗(yàn)每組試件數(shù)量不應(yīng)少于3個(gè)。

5.5.3試件描述應(yīng)包括下列內(nèi)容：

a)巖石名稱、顏色、礦物成分、結(jié)構(gòu)、風(fēng)化程度、膠結(jié)物性質(zhì)。

b)膨脹變形和加荷方向與層理、片理、節(jié)理裂隙之間的關(guān)系。

c)試件加工方法。

5.5.4自由膨脹率試驗(yàn)試件制備應(yīng)符合下列規(guī)定：

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a)試樣應(yīng)在現(xiàn)場采用干鉆法采取及加工，