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

中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)規(guī)程第26部分：巖體變形試驗(yàn)(承壓板法)中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部發(fā)布IDZ/T0276《巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)規(guī)程》分為31個(gè)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(yàn)；——第3部分：巖石顆粒密度試驗(yàn)；——第4部分：巖石密度試驗(yàn)；——第5部分：巖石吸水性試驗(yàn)；——第6部分：巖石硬度試驗(yàn)；——第7部分：巖石光澤度試驗(yàn)；——第8部分：巖石抗凍試驗(yàn)；——第9部分：巖石耐崩解試驗(yàn)； ——第13部分：巖石比熱試驗(yàn)； 第15部分；巖石擊穿電壓和擊穿強(qiáng)度試驗(yàn)； 第16部分；巖石體積電阻率和表面電阻率試驗(yàn) 第19部分；巖石單軸壓縮變形試驗(yàn)；——第20部分：巖石三軸壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)； ——第22部分：巖石抗折強(qiáng)度試驗(yàn)； ——第25部分：巖石抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)；——第26部分：巖體變形試驗(yàn)(承壓板法);——第27部分：巖體變形試驗(yàn)(鉆孔變形法);——第28部分：巖體強(qiáng)度試驗(yàn)(直剪試驗(yàn));——第29部分：巖體強(qiáng)度試驗(yàn)(承壓板法); ——第31部分：巖體聲波速度測(cè)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(guó)國(guó)土資源部提出。本部分由全國(guó)國(guó)土資源標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC93)歸口。本部分由湖北省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究所負(fù)責(zé)起草，廣東省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心參加起草。巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)規(guī)程(承壓板法)DZ/T0276的本部分規(guī)定了承壓板法測(cè)定巖體變形。本部分適用于巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)中的巖石變形試驗(yàn)，剛性承壓板法適用于各類(lèi)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(guò)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(jì)算出巖體在各級(jí)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(wú)限彈性體。3.1試點(diǎn)受力方向應(yīng)與試驗(yàn)地段基巖的實(shí)際受力方向一致。3.2試點(diǎn)在天然含水狀態(tài)下和在人工浸水條件下均可進(jìn)行試驗(yàn)。3.3試驗(yàn)地段開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)采取防震措施，減少對(duì)巖體的擾動(dòng)和破壞。3.4在巖體的預(yù)定部位加工試點(diǎn)，試點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(yàn)影響范圍以?xún)?nèi)的巖體表面應(yīng)平整、無(wú)松動(dòng)巖塊和石碴。3.7試點(diǎn)表面應(yīng)垂直預(yù)定的受力方向。3.8承壓板的邊緣至試驗(yàn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(kāi)挖和試點(diǎn)制備的方法及出現(xiàn)的情況。c)巖石名稱(chēng)、顏色、結(jié)構(gòu)及主要礦物成分。d)巖體結(jié)構(gòu)面的類(lèi)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(fēng)化狀態(tài)及水文地質(zhì)條件。2f)試段地質(zhì)說(shuō)明、地質(zhì)展示圖、試段地質(zhì)縱橫剖面圖、試點(diǎn)地質(zhì)素描圖和試點(diǎn)中心鉆孔柱狀圖。3.13水泥漿和混凝土應(yīng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。3.14采用鉆孔軸向位移計(jì)進(jìn)行深部巖體變形量測(cè)的試點(diǎn)，應(yīng)在試點(diǎn)中心鉆孔，鉆孔應(yīng)與試點(diǎn)巖面垂直，鉆孔直徑應(yīng)與鉆孔軸向位移計(jì)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(guò)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(jī)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(diǎn)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(diǎn)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(yàn)安裝4.2.4進(jìn)行露天試驗(yàn)時(shí)，反力裝置可采用地錨法或壓重法，但必須注意試驗(yàn)時(shí)的環(huán)境溫度變化，以免影響試驗(yàn)成果。4.2.5安裝完畢后，可起動(dòng)千斤頂稍加壓力，也可在傳力柱與墊板之間楔進(jìn)楔形墊塊，使整個(gè)系統(tǒng)結(jié)合4.2.6應(yīng)使整個(gè)系統(tǒng)所有部件的中心，保持在同一軸線(xiàn)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(qiáng)度。4.3柔性承壓板法加壓與傳力系統(tǒng)的安裝4.3.1進(jìn)行中心孔法試驗(yàn)的試點(diǎn)，應(yīng)先在鉆孔內(nèi)安裝鉆孔軸向位移計(jì)。鉆孔軸向位移計(jì)的測(cè)點(diǎn)，可按布置，但孔口及孔底應(yīng)設(shè)有測(cè)點(diǎn)(如圖2所示)。44——多點(diǎn)位移計(jì)；6——傳力柱；圖2柔性承壓板中心孔法安裝4.3.2清洗試點(diǎn)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(hù)的液壓枕或無(wú)凹面的液壓枕，擠出多余水泥漿，并使液壓枕平行試點(diǎn)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(shí)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(gè)系統(tǒng)應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度，所有部件中心應(yīng)保持在同一軸線(xiàn)上，軸線(xiàn)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(dòng)施壓裝置施加接觸壓力，使整個(gè)系統(tǒng)接觸緊密。4.4量測(cè)系統(tǒng)的安裝4.4.1在承壓板兩側(cè)各安放測(cè)表支架1根，支撐形式以簡(jiǎn)支梁為宜，跨度大小滿(mǎn)足邊界條件又具有足夠的剛度為準(zhǔn)。所謂測(cè)桿支架的邊界條件，是指支架指點(diǎn)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(diǎn)必須設(shè)在試點(diǎn)的影響范圍以外，可采用澆筑在巖面上的混凝土墩作支點(diǎn)，防止支架在試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生沉陷。4.4.2在支架上通過(guò)磁性表座安裝測(cè)表：對(duì)于剛性承壓板，應(yīng)在承壓板上對(duì)稱(chēng)布置4個(gè)測(cè)表；對(duì)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(gè)測(cè)表，雙枕法或四枕法除此外，在液壓枕間縫隙的中線(xiàn)上對(duì)稱(chēng)試點(diǎn)中心分別距中心0.25倍縫長(zhǎng)處布置2個(gè)或4個(gè)測(cè)表。4.4.3測(cè)量表架應(yīng)滿(mǎn)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(guò)承壓板中心且相互垂直的2條軸線(xiàn)上布置測(cè)表。5現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)5.1試驗(yàn)及穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合下列規(guī)定a)試驗(yàn)最大壓力不宜小于預(yù)定壓力的1.2倍。壓力宜分為5級(jí)，按最大壓力等分施加。b)加壓前應(yīng)對(duì)測(cè)表進(jìn)行初始穩(wěn)定讀數(shù)觀測(cè)，每隔10min同時(shí)測(cè)讀各測(cè)表1次，連續(xù)3次讀數(shù)不變，方可開(kāi)始加壓試驗(yàn)，并將此讀數(shù)作為各測(cè)表的初始讀數(shù)值。鉆孔軸向位移計(jì)各測(cè)點(diǎn)觀測(cè)，可在表面測(cè)表穩(wěn)定不變后進(jìn)行初始讀數(shù)。c)加壓方式宜來(lái)用逐級(jí)一次循環(huán)法，根據(jù)需要可采用逐級(jí)多次循環(huán)法或大循環(huán)法(如圖3所示)。當(dāng)采用逐級(jí)一次循環(huán)法加壓時(shí)，每一循環(huán)壓力應(yīng)退至零，使巖體充分回彈a)逐級(jí)一次循環(huán)法b)逐圖3加壓方法示意圖d)每級(jí)壓力加壓后應(yīng)立即讀數(shù)以后每隔10min讀數(shù)1次，當(dāng)剛性承壓板上所有測(cè)表或柔性承壓板中心巖面上的測(cè)表相鄰兩次讀數(shù)差與同級(jí)壓力下第一次變形讀數(shù)和前一級(jí)壓力下最后一次變形讀數(shù)差之比小于5%時(shí)，可認(rèn)為變形穩(wěn)定，并進(jìn)行退壓(如圖4所示)。退壓后的穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，與加壓時(shí)的穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)相同。6圖4相對(duì)變形變化的計(jì)算圖e)在加壓、退壓過(guò)程中，均應(yīng)測(cè)讀相應(yīng)過(guò)程壓力下測(cè)表讀數(shù)一次。5.2中心孔中各測(cè)點(diǎn)及板外測(cè)表可在讀取穩(wěn)定讀數(shù)后進(jìn)行一次讀數(shù)。5.3試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)及時(shí)拆卸試驗(yàn)設(shè)備。5.4試驗(yàn)過(guò)程記錄內(nèi)容和格式見(jiàn)表A.1。6試驗(yàn)成果整理6.1當(dāng)采用剛性承壓板法量測(cè)巖體表面變形時(shí)，按式(1)計(jì)算變形參數(shù)： (1)Eg——巖體彈性(變形)模量，單位為兆帕(MPa)。當(dāng)以總變形W?代入式中計(jì)算的為變形模量E?;當(dāng)以彈性變形W代入式中計(jì)算的為彈性模量E;p——按承壓板面積計(jì)算的壓力，單位為兆帕(MPa);6.2當(dāng)采用柔性承壓板法量測(cè)巖體表面變形時(shí)，按式(2)計(jì)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(dāng)采用柔性承壓板法量測(cè)中心孔深部變形時(shí)，按式(3)和式(4)計(jì)算變形參數(shù)：