岩石力学实验指导书2014年5月
岩石力学实验指导书 2014 年 5 月
岩石力学试验指导书一、岩石密度试验1.1概述岩石密度，即单位体积的岩石质量，是试样质量与试样体积之比。根据试样的含水量情况，岩石密度可分为烘干密度、饱和密度和天然密度。一般未说明含水情况时，即指烘干密度。根据岩石类型和试样形态，分别采用下述方法测定其密度：（1）凡能制备成规则试样的岩石，宜采用量积法。（2）除遇水崩解、溶解和干缩湿胀性岩石外，可采用水中称重法。（3）不能用量积法或水中称重法进行测定的岩石，可采用腊封法。用水中称重法测定岩石密度时，一般用测定岩石吸水率和饱和吸水率的同一试样同时进行测定。1.2试样制备1.2.1量积法（1）试样的形态，可以用圆柱体、立方体或方柱体，根据密度试验后的其他实验要求选择。（2）制备的试样，应具有一定的精度，其精度要求应满足其他试验项目的规定。（3）每组试验须制备3个试样，它们须具有充分的代表性。1.2.2腊封法（1）试样取边长为46cm的近似立方体的岩块。（2）如需测定天然密度时，拆除密封后立即称试样重。（3）每组试验须制备3个试样，它们须具有充分的代表性。1.3试样描述（1）岩石名称、颜色、结构、矿物成分、颗粒大小、胶结物质等特征。（2）节理裂隙的发育程度及其分布。（3）试样形态及缺角，掉棱角等现象。1.4主要仪器设备1.4.1量积法（1）钻石机、切石机、磨石机或其他制样设备。（2）烘箱和干燥器。（3）称量大于500g，感量为0.01g的天平。1
岩 石 力 学 试 验 指 导 书 1 一、岩石密度试验 1.1 概述 岩石密度，即单位体积的岩石质量，是试样质量与试样体积之比。 根据试样的含水量情况，岩石密度可分为烘干密度、饱和密度和天然密度。一般未说 明含水情况时，即指烘干密度。 根据岩石类型和试样形态，分别采用下述方法测定其密度： （1）凡能制备成规则试样的岩石，宜采用量积法。 （2）除遇水崩解、溶解和干缩湿胀性岩石外，可采用水中称重法。 （3）不能用量积法或水中称重法进行测定的岩石，可采用腊封法。 用水中称重法测定岩石密度时，一般用测定岩石吸水率和饱和吸水率的同一试样同时 进行测定。 1.2 试样制备 1.2.1 量积法 （1）试样的形态，可以用圆柱体、立方体或方柱体，根据密度试验后的其他实验要 求选择。 （2）制备的试样，应具有一定的精度，其精度要求应满足其他试验项目的规定。 （3）每组试验须制备 3 个试样，它们须具有充分的代表性。 1.2.2 腊封法 （1）试样取边长为 4～6cm 的近似立方体的岩块。 （2）如需测定天然密度时，拆除密封后立即称试样重。 （3）每组试验须制备 3 个试样，它们须具有充分的代表性。 1.3 试样描述 （1）岩石名称、颜色、结构、矿物成分、颗粒大小、胶结物质等特征。 （2）节理裂隙的发育程度及其分布。 （3）试样形态及缺角，掉棱角等现象。 1.4 主要仪器设备 1.4.1 量积法 （1）钻石机、切石机、磨石机或其他制样设备。 （2）烘箱和干燥器。 （3）称量大于 500g，感量为 0.01g 的天平
岩石力学试验指导书（4）精度为0.01mm的测量平台或其他仪表。1.4.2腊封法（1）烘箱和干燥器。（2）石蜡和熔蜡用具。（3）称量大于500g，感量为0.01g的天平。（4）水中称重装置。1.5试验程序1.5.1量积法（1）试样两端和中间三个断面，测量其互相垂直的两个直径或边长，计算平均值。（2）测量均匀分布于周边的四点和中间点的五个高度，计算平均值。（3）将试样置于烘箱中，在105～110°C的温度下烘24h，取出后，即放入于燥器内冷却至室温后称重。（4）本试验要求量测准确至0.01mm，称重准确至0.01g。1.5.2腊封法（1）将试样置于烘箱中，在105110°C的温度下烘24h，取出后，即放入干燥器内，冷却至室温后称重。（2）用丝线缚住试样，置于温度60℃左右的熔化石蜡中1～2s，使试样表面均匀涂上一层腊膜，其厚度约1mm左右。蜡封好后，发现有气泡时，用热针刺穿并用腊涂平孔口，然后称试样重。（3）将蜡封试样置于水中称重，然后取出擦干表面水分，在空气中称重。如蜡封试样浸水后的重量大于浸水前的重量，应重做试验。（4）本试验所有称重均准确至0.01g。1.6成果整理和计算（1）用量积法测定试样密度，按下式计算maPa=-AxH式中：Pa一一岩石烘干密度（g/cm2）；ma——试样烘干重量（g);A一一平均面积（cm2）：H一一平均高度（cm）。2
岩 石 力 学 试 验 指 导 书 2 （4）精度为 0.01mm 的测量平台或其他仪表。 1.4.2 腊封法 （1）烘箱和干燥器。 （2）石蜡和熔蜡用具。 （3）称量大于 500g，感量为 0.01g 的天平。 （4）水中称重装置。 1.5 试验程序 1.5.1 量积法 （1）试样两端和中间三个断面，测量其互相垂直的两个直径或边长，计算平均值。 （2）测量均匀分布于周边的四点和中间点的五个高度，计算平均值。 （3）将试样置于烘箱中，在 105～110C 的温度下烘 24h，取出后，即放入干燥器内， 冷却至室温后称重。 （4）本试验要求量测准确至 0.01mm，称重准确至 0.01g。 1.5.2 腊封法 （1）将试样置于烘箱中，在 105～110C 的温度下烘 24h，取出后，即放入干燥器内， 冷却至室温后称重。 （2）用丝线缚住试样，置于温度 60C 左右的熔化石蜡中 1～2s，使试样表面均匀涂 上一层腊膜，其厚度约 1mm 左右。蜡封好后，发现有气泡时，用热针刺穿并用腊涂平孔 口，然后称试样重。 （3）将蜡封试样置于水中称重，然后取出擦干表面水分，在空气中称重。如蜡封试 样浸水后的重量大于浸水前的重量，应重做试验。 （4）本试验所有称重均准确至 0.01g。 1.6 成果整理和计算 （1）用量积法测定试样密度，按下式计算 A H md d 式中： d ——岩石烘干密度（g/cm3）； md ——试样烘干重量（g）； A ——平均面积（cm 2）； H ——平均高度（cm）
岩石力学试验指导书（2）用腊封法测定试样容重，按下式计算：mdPa =(m,-ma)(m, -m,)-Pn式中：Pa——岩石烘干密度（g/cm）；ma—一试样烘干重量（g);m——蜡封试样在空气中重量（g);m2一一蜡封试样在水中重量（g);P，一一石蜡密度（g/cm2）（石蜡容重可用水中称重法测定，参见11节）。（3）如需天然密度时，可按下式计算：P。=pa×(1+0.01x0)式中：P。——岩石天然密度（g/cm2）の一一岩石的天然含水量（%）。（4）根据实测岩石比重和容重，按下式计算总孔隙率：n=(1-P4)x100V式中：n一一岩石总孔隙率（%)；（5）计算值取小数点以后两位。m
岩 石 力 学 试 验 指 导 书 3 （2）用腊封法测定试样容重，按下式计算： n d d d m m m m m ( ) ( ) 1 1 2 式中： d ——岩石烘干密度（g/cm3）； md ——试样烘干重量（g）； m1 ——蜡封试样在空气中重量（g）； m2 ——蜡封试样在水中重量（g）； n ——石蜡密度（g/cm3）（石蜡容重可用水中称重法测定，参见 11 节）。 （3）如需天然密度时，可按下式计算： (10.01) o d 式中： o ——岩石天然密度（g/cm3） ——岩石的天然含水量（）。 （4）根据实测岩石比重和容重，按下式计算总孔隙率： (1 )100 s d n 式中： n——岩石总孔隙率（）； （5）计算值取小数点以后两位
岩石力学试验指导书表 1-1密度试验记录表（量积法）工程名称试样尺寸试样岩石(cm)烘干试岩石试样高度体积样重量密度直径或边长备注名称编号(cml)(g/cml)平均值平均值(g)班级组别日期试验者计算者表 1-2密度试验记录表（腊封法）工程名称封蜡试样重量岩试试样重量（g）岩石天然(g)天然蜡封试蜡体试样岩石样石密度含水量样体积积密度备注体积名编天然含烘干(%)(cml)(cml)(cml)(g/cml)空气中水中(g/cml)称号水状态状态日期班级组别试验者计算者4
岩 石 力 学 试 验 指 导 书 4 表 1-1 密度试验记录表（量积法） 工程名称_ 岩石 名称 试 样 编 号 试 样 尺 寸 （cm） 试样 体积 (cm 3 ) 烘干试 样重量 （g） 岩石 密度 (g/cm 3 ) 直 径 或 边 长 高 度 备 注 平均值 平均值 班 级 组 别 日 期 试验者 计算者 表 1-2 密度试验记录表（腊封法） 工程名称_ 岩 石 名 称 试 样 编 号 试样重量（g） 天然 含水量 (%) 封蜡试样重量 （g） 蜡封试 样体积 (cm3 ) 蜡体 积 (cm3 ) 试 样 体 积 (cm3 ) 岩石 密度 (g/cm3 ) 岩石天然 密度 (g/cm3 ) 备注 天然含 水状态 烘干 状态 空气中 水中 班 级 组 别 日 期 试验者 计算者