DZ∕T 0276.26-2015 巖石物理力學性質(zhì)試驗規(guī)程 第26部分：巖體變形試驗（承壓板法）（正式版）

中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標準巖石物理力學性質(zhì)試驗規(guī)程第26部分：巖體變形試驗(承壓板法)中華人民共和國國土資源部發(fā)布IDZ/T0276《巖石物理力學性質(zhì)試驗規(guī)程》分為31個部分：——第1部分：總則及一般規(guī)定；——第2部分：巖石含水率試驗；——第3部分：巖石顆粒密度試驗；——第4部分：巖石密度試驗；——第5部分：巖石吸水性試驗；——第6部分：巖石硬度試驗；——第7部分：巖石光澤度試驗；——第8部分：巖石抗凍試驗；——第9部分：巖石耐崩解試驗； ——第13部分：巖石比熱試驗； 第15部分；巖石擊穿電壓和擊穿強度試驗； 第16部分；巖石體積電阻率和表面電阻率試驗 第19部分；巖石單軸壓縮變形試驗；——第20部分：巖石三軸壓縮強度試驗； ——第22部分：巖石抗折強度試驗； ——第25部分：巖石抗剪強度試驗；——第26部分：巖體變形試驗(承壓板法);——第27部分：巖體變形試驗(鉆孔變形法);——第28部分：巖體強度試驗(直剪試驗);——第29部分：巖體強度試驗(承壓板法); ——第31部分：巖體聲波速度測試。本部分為DZ/T0276的第26部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本部分由中華人民共和國國土資源部提出。本部分由全國國土資源標準化技術(shù)委員會地質(zhì)實驗測試技術(shù)委員會(SAC/TC93)歸口。本部分由湖北省地質(zhì)實驗研究所負責起草，廣東省地質(zhì)實驗測試中心參加起草。巖石物理力學性質(zhì)試驗規(guī)程(承壓板法)DZ/T0276的本部分規(guī)定了承壓板法測定巖體變形。本部分適用于巖石物理力學性質(zhì)試驗中的巖石變形試驗，剛性承壓板法適用于各類巖體，柔性承壓板法適用于完整和較完整的巖體。2原理通過在選定的巖體表面安裝承壓板，并在其上施加垂向和水平應(yīng)力，按照彈性理論，計算出巖體在各級壓力下的變形參數(shù)。該方法視巖體為均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的半無限彈性體。3.1試點受力方向應(yīng)與試驗地段基巖的實際受力方向一致。3.2試點在天然含水狀態(tài)下和在人工浸水條件下均可進行試驗。3.3試驗地段開挖時，應(yīng)采取防震措施，減少對巖體的擾動和破壞。3.4在巖體的預定部位加工試點，試點面積應(yīng)大于承壓板，其中加壓面積不小于2500cm2;巖面的起伏差不大于5mm或不大于承壓板直徑的1%,3.5清洗試點巖體表面，鋪墊一層水泥漿，放上剛性承壓板，輕擊承壓板，擠出多余水泥漿，使承壓板平行試點表面。水泥漿的厚度不大于承壓板直徑的1%,并應(yīng)防止水泥漿內(nèi)有氣泡產(chǎn)生。3.6在承壓板以外，試驗影響范圍以內(nèi)的巖體表面應(yīng)平整、無松動巖塊和石碴。3.7試點表面應(yīng)垂直預定的受力方向。3.8承壓板的邊緣至試驗洞側(cè)壁或底板的距離應(yīng)大于承壓板直徑的1.5倍；承壓板的邊緣至洞口或掌子面的距離應(yīng)大于承壓板直徑的2.0倍；承壓板的邊緣至臨空面的距離應(yīng)大于承壓板直徑的6.0倍。3.9兩試點承壓板邊緣之間的距離應(yīng)大于承壓板直徑的3.0倍。3.10試點表面以下3.0倍承壓板直徑深度范圍內(nèi)巖體的巖性宜相同。3.11試點的反力部位應(yīng)能承受足夠的反力。其范圍一般應(yīng)不小于(30×30)cm2的面積，巖石表面應(yīng)鑿平。3.12地質(zhì)描述應(yīng)包括下列內(nèi)容：a)試段開挖和試點制備的方法及出現(xiàn)的情況。c)巖石名稱、顏色、結(jié)構(gòu)及主要礦物成分。d)巖體結(jié)構(gòu)面的類型、產(chǎn)狀、寬度、延伸性、密度、充填物性質(zhì)，以及與受力方向的關(guān)系等。e)試段巖體風化狀態(tài)及水文地質(zhì)條件。2f)試段地質(zhì)說明、地質(zhì)展示圖、試段地質(zhì)縱橫剖面圖、試點地質(zhì)素描圖和試點中心鉆孔柱狀圖。3.13水泥漿和混凝土應(yīng)進行養(yǎng)護。3.14采用鉆孔軸向位移計進行深部巖體變形量測的試點，應(yīng)在試點中心鉆孔，鉆孔應(yīng)與試點巖面垂直，鉆孔直徑應(yīng)與鉆孔軸向位移計直徑一致，孔深不應(yīng)小于承壓板直徑的6.0倍。4主要儀器設(shè)備及其安裝4.1主要儀器和設(shè)備4.1.2環(huán)形液壓枕(柔性承壓板法或中心孔法)。4.1.3液壓泵及高壓管路：液壓泵、管路、壓力表的最大加載量壓力不應(yīng)超過額定工作壓力的80%。4.1.6環(huán)形鋼板與環(huán)形傳力箱。4.1.10反力裝置。4.1.14鉆機及輔助設(shè)備。4.2剛性承壓板法加壓與傳力系統(tǒng)的安裝4.2.1清洗試點碧體表面鋪一層水泥漿，放上剛性承壓板，輕擊承壓板，擠出多余水泥漿，并使承壓板平行試點表面。水泥漿的厚度不宜大于1cm,并應(yīng)防止水泥漿內(nèi)有氣泡4.2.2在承壓板上放置干所頂，千斤頂?shù)募雍芍行膽?yīng)與承壓板中心重合。4.2.3在千斤頂上依次安裝墊板、傳力柱、墊板，在墊板和反力后座巖體之間澆筑混凝土或安裝反力裝置(如圖1所示)。3 圖1剛性承壓板試驗安裝4.2.4進行露天試驗時，反力裝置可采用地錨法或壓重法，但必須注意試驗時的環(huán)境溫度變化，以免影響試驗成果。4.2.5安裝完畢后，可起動千斤頂稍加壓力，也可在傳力柱與墊板之間楔進楔形墊塊，使整個系統(tǒng)結(jié)合4.2.6應(yīng)使整個系統(tǒng)所有部件的中心，保持在同一軸線上并與加壓方向一致，4.2.7應(yīng)保證系統(tǒng)具有足夠的剛度和強度。4.3柔性承壓板法加壓與傳力系統(tǒng)的安裝4.3.1進行中心孔法試驗的試點，應(yīng)先在鉆孔內(nèi)安裝鉆孔軸向位移計。鉆孔軸向位移計的測點，可按布置，但孔口及孔底應(yīng)設(shè)有測點(如圖2所示)。44——多點位移計；6——傳力柱；圖2柔性承壓板中心孔法安裝4.3.2清洗試點巖體表面，鋪一層水泥漿，放置凹面已用水泥砂漿填平并經(jīng)養(yǎng)護的液壓枕或無凹面的液壓枕，擠出多余水泥漿，并使液壓枕平行試點表面。水泥漿的厚度本宜大于1cm,并應(yīng)防止水泥漿內(nèi)有氣泡。4.3.3在液壓枕上放置環(huán)形鋼板，必要時放置傳力箱。4.3.4其他應(yīng)符合4.2.3～4.2.6的規(guī)定，要求整個系統(tǒng)應(yīng)具有足夠的剛度和強度，所有部件中心應(yīng)保持在同一軸線上，軸線應(yīng)與加壓方向一致。4.3.5在鋼墊板和巖體之間填注砂漿或安裝反力頂板。4.3.6啟動施壓裝置施加接觸壓力，使整個系統(tǒng)接觸緊密。4.4量測系統(tǒng)的安裝4.4.1在承壓板兩側(cè)各安放測表支架1根，支撐形式以簡支梁為宜，跨度大小滿足邊界條件又具有足夠的剛度為準。所謂測桿支架的邊界條件，是指支架指點與承壓板邊緣之間的距離不小于承壓板直徑的1.5倍。支架的支點必須設(shè)在試點的影響范圍以外，可采用澆筑在巖面上的混凝土墩作支點，防止支架在試驗過程中產(chǎn)生沉陷。4.4.2在支架上通過磁性表座安裝測表：對于剛性承壓板，應(yīng)在承壓板上對稱布置4個測表；對于柔性5DZ/T0276.26—2015承壓板應(yīng)在柔性承壓板中心巖面上布置1個測表，雙枕法或四枕法除此外，在液壓枕間縫隙的中線上對稱試點中心分別距中心0.25倍縫長處布置2個或4個測表。4.4.3測量表架應(yīng)滿足剛度要求。4.4.4根據(jù)需要，可在承壓板外的影響范圍內(nèi)通過承壓板中心且相互垂直的2條軸線上布置測表。5現(xiàn)場檢測5.1試驗及穩(wěn)定標準應(yīng)符合下列規(guī)定a)試驗最大壓力不宜小于預定壓力的1.2倍。壓力宜分為5級，按最大壓力等分施加。b)加壓前應(yīng)對測表進行初始穩(wěn)定讀數(shù)觀測，每隔10min同時測讀各測表1次，連續(xù)3次讀數(shù)不變，方可開始加壓試驗，并將此讀數(shù)作為各測表的初始讀數(shù)值。鉆孔軸向位移計各測點觀測，可在表面測表穩(wěn)定不變后進行初始讀數(shù)。c)加壓方式宜來用逐級一次循環(huán)法，根據(jù)需要可采用逐級多次循環(huán)法或大循環(huán)法(如圖3所示)。當采用逐級一次循環(huán)法加壓時，每一循環(huán)壓力應(yīng)退至零，使巖體充分回彈a)逐級一次循環(huán)法b)逐圖3加壓方法示意圖d)每級壓力加壓后應(yīng)立即讀數(shù)以后每隔10min讀數(shù)1次，當剛性承壓板上所有測表或柔性承壓板中心巖面上的測表相鄰兩次讀數(shù)差與同級壓力下第一次變形讀數(shù)和前一級壓力下最后一次變形讀數(shù)差之比小于5%時，可認為變形穩(wěn)定，并進行退壓(如圖4所示)。退壓后的穩(wěn)定標準，與加壓時的穩(wěn)定標準相同。6圖4相對變形變化的計算圖e)在加壓、退壓過程中，均應(yīng)測讀相應(yīng)過程壓力下測表讀數(shù)一次。5.2中心孔中各測點及板外測表可在讀取穩(wěn)定讀數(shù)后進行一次讀數(shù)。5.3試驗結(jié)束后應(yīng)及時拆卸試驗設(shè)備。5.4試驗過程記錄內(nèi)容和格式見表A.1。6試驗成果整理6.1當采用剛性承壓板法量測巖體表面變形時，按式(1)計算變形參數(shù)： (1)Eg——巖體彈性(變形)模量，單位為兆帕(MPa)。當以總變形W?代入式中計算的為變形模量E?;當以彈性變形W代入式中計算的為彈性模量E;p——按承壓板面積計算的壓力，單位為兆帕(MPa);6.2當采用柔性承壓板法量測巖體表面變形時，按式(2)計算變形參數(shù)： (2)E,——巖體彈性(變形)模量，單位為兆帕(MPr:——環(huán)形柔性承壓板的外半徑，單位為厘米(cm);r?——環(huán)形柔性承壓板的內(nèi)半徑，單位為厘米(cm);W——柔性承壓板板中心巖體的表面變形，單位為厘米(cm)。6.3當采用柔性承壓板法量測中心孔深部變形時，按式(3)和式(4)計算變形參數(shù)：