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1、ICS 19.020D00中华人民共和国地质矿产行业标准中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T0276.262015岩石物理力学性质试验规程第26部分：岩体变形试验(承压板法)岩石物理力学性质试验规程第26部分：岩体变形试验(承压板法)Regulation for testing the physical and mechanical properties of rockPart 26:Test for determining the deformation of rock mass(Bearing plate method)2015-02-04发布2015-04-01 实施2015-02-0
2、4发布2015-04-01 实施中华人民共和国国土资源部中华人民共和国国土资源部发布IDZ/T0276.262015DZ/T0276.262015前言前言DZ/T 0276岩石物理力学性质试验规程分为31个部分：第1部分：总则及一般规定；第2部分：岩石含水率试验；第3部分：岩石颗粒密度试验；第4部分：岩石密度试验；第5部分：岩石吸水性试验；第6部分：岩石硬度试验；第7部分：岩石光泽度试验；第8部分：岩石抗冻试验；第9部分：岩石耐崩解试验；第10 部分：岩石膨胀性试验；第11部分；岩石溶蚀试验；第12部分；岩石耐酸度与耐碱度试验；第13部分：岩石比热试验；第14部分；岩石热导率试验；第15部分；
3、岩石击穿电压和击穿强度试验；第16部分；岩石体积电阻率和表面电阻率试验第17部分：岩石放射性比活度试验；第18部分；岩石单轴抗压强度试验；第19部分；岩石单轴压缩变形试验；第20 部分：岩石三轴压缩强度试验；第21部分；岩石抗拉强度试验；第22部分：岩石抗折强度试验；第23部分：岩石点荷载强度试验；第24部分；岩石声波速度测试；第25部分：岩石抗剪强度试验；第26部分：岩体变形试验(承压板法);第27部分：岩体变形试验(钻孔变形法);第28部分：岩体强度试验(直剪试验);第29部分：岩体强度试验(承压板法);第30部分；岩体锚杆荷载试验；第31 部分：岩体声波速度测试。本部分为 DZ/T027
4、6 的第26部分。本部分按照 GB/T1.12009 给出的规则起草。本部分由中华人民共和国国土资源部提出。本部分由全国国土资源标准化技术委员会地质实验测试技术委员会(SAC/TC93)归口。本部分由湖北省地质实验研究所负责起草，广东省地质实验测试中心参加起草。本部分起草人：谭睿、原力智、石丙飞。DZ/T0276.262015DZ/T0276.262015岩石物理力学性质试验规程第26 部分：岩体变形试验(承压板法)岩石物理力学性质试验规程第26 部分：岩体变形试验(承压板法)1范围1范围DZ/T0276 的本部分规定了承压板法测定岩体变形。本部分适用于岩石物理力学性质试验中的岩石变形试验，刚
5、性承压板法适用于各类岩体，柔性承压板法适用于完整和较完整的岩体。2原理2原理通过在选定的岩体表面安装承压板，并在其上施加垂向和水平应力，按照弹性理论，计算出岩体在各级压力下的变形参数。该方法视岩体为均质、连续、各向同性的半无限弹性体。3基本要求3基本要求3.1试点受力方向应与试验地段基岩的实际受力方向一致。3.2试点在天然含水状态下和在人工浸水条件下均可进行试验。3.3试验地段开挖时，应采取防震措施，减少对岩体的扰动和破坏。3.4在岩体的预定部位加工试点，试点面积应大于承压板，其中加压面积不小于2500 cm;岩面的起伏差不大于5 mm 或不大于承压板直径的1%,3.5清洗试点岩体表面，铺垫一
6、层水泥浆，放上刚性承压板，轻击承压板，挤出多余水泥浆，使承压板平行试点表面。水泥浆的厚度不大于承压板直径的1%,并应防止水泥浆内有气泡产生。3.6在承压板以外，试验影响范围以内的岩体表面应平整、无松动岩块和石碴。3.7试点表面应垂直预定的受力方向。3.8承压板的边缘至试验洞侧壁或底板的距离应大于承压板直径的1.5倍；承压板的边缘至洞口或掌子面的距离应大于承压板直径的2.0倍；承压板的边缘至临空面的距离应大于承压板直径的6.0倍。3.9两试点承压板边缘之间的距离应大于承压板直径的3.0倍。3.10试点表面以下3.0倍承压板直径深度范围内岩体的岩性宜相同。3.11试点的反力部位应能承受足够的反力。
7、其范围一般应不小于(3030)cm 的面积，岩石表面应凿平。3.12地质描述应包括下列内容：a)试段开挖和试点制备的方法及出现的情况。b)试点编号、位置、尺寸；试段编号、位置、高程、方位、深度。c)岩石名称、颜色、结构及主要矿物成分。d)岩体结构面的类型、产状、宽度、延伸性、密度、充填物性质，以及与受力方向的关系等。e)试段岩体风化状态及水文地质条件。2DZ/T0276.262015DZ/T0276.262015f)试段地质说明、地质展示图、试段地质纵横剖面图、试点地质素描图和试点中心钻孔柱状图。3.13水泥浆和混凝土应进行养护。注：为缩短混凝土的养护期，可在混凝土中加适量的速凝剂。一般采用的
8、速凝剂有氯化钙、氯化钠等。3.14采用钻孔轴向位移计进行深部岩体变形量测的试点，应在试点中心钻孔，钻孔应与试点岩面垂直，钻孔直径应与钻孔轴向位移计直径一致，孔深不应小于承压板直径的6.0倍。4主要仪器设备及其安装4.1主要仪器和设备4主要仪器设备及其安装4.1主要仪器和设备4.1.1液压千斤顶(刚性承压板法)。4.1.2环形液压枕(柔性承压板法或中心孔法)。4.1.3液压泵及高压管路：液压泵、管路、压力表的最大加载量压力不应超过额定工作压力的80%。4.1.4稳压装置，4.1.5刚性承压板。注：本试验采用刚性承压板，特殊情况下，允许采用方形或矩形承压板，但应分别采用粗应的量算公式计算，并在试验
9、记录中加以说明。4.1.6环形钢板与环形传力箱。4.1.7传力柱。4.1.8压力表、千分表。4.1.9塾板、楔形垫块，4.1.10 反力装置。4.1.11测表支架。4.1.12变形测表：分辨率应优于或等手0.01 mm。4.1.13钻孔轴向位移计。4.1.14钻机及辅助设备。4.2刚性承压板法加压与传力系统的安装4.2.1清洗试点碧体表面铺一层水泥浆，放上刚性承压板，轻击承压板，挤出多余水泥浆，并使承压板平行试点表面。水泥浆的厚度不宜大于1cm,并应防止水泥浆内有气泡4.2.2在承压板上放置干所顶，千斤顶的加荷中心应与承压板中心重合。4.2.3在千斤顶上依次安装垫板、传力柱、垫板，在垫板和反力
10、后座岩体之间浇筑混凝土或安装反力装置(如图1所示)。3DZ/T0276.262015DZ/T0276.262015a)垂直方向加荷b)水平方向加荷垂直方向加荷b)水平方向加荷说明：10钢板；1砂浆顶板；11刚性承压板；垫板；12标点；3传力柱；13千分表；4圆垫板；14滚轴；5标准压力表；1混凝土支墩；6液压千斤顶；14木柱；7高压管；17油泵；8磁性表架；18木垫；9工字钢梁；19木梁。图1刚性承压板试验安装图1刚性承压板试验安装4.2.4进行露天试验时，反力装置可采用地锚法或压重法，但必须注意试验时的环境温度变化，以免影响试验成果。4.2.5安装完毕后，可起动千斤顶稍加压力，也可在传力柱与
11、垫板之间楔进楔形垫块，使整个系统结合紧密。4.2.6应使整个系统所有部件的中心，保持在同一轴线上并与加压方向一致，4.2.7应保证系统具有足够的刚度和强度。4.3柔性承压板法加压与传力系统的安装4.3柔性承压板法加压与传力系统的安装4.3.1进行中心孔法试验的试点，应先在钻孔内安装钻孔轴向位移计。钻孔轴向位移计的测点，可按承压板直径的0.25倍、0.50倍、0.75倍、1.00倍、1.50倍、2.00倍、3.00倍孔深处选择其中的若干点进行布置，但孔口及孔底应设有测点(如图2所示)。4DZ/T0276.262015DZ/T0276.262015说明：1-混凝量顶板；2-钢板3斜 垫 板；4 多
12、点位移计；5 锚 头；6 传力柱；7测力枕；图 2柔性承压板中心孔法安装图 2柔性承压板中心孔法安装4.3.2清洗试点岩体表面，铺一层水泥浆，放置凹面已用水泥砂浆填平并经养护的液压枕或无凹面的液压枕，挤出多余水泥浆，并使液压枕平行试点表面。水泥浆的厚度本宜大于1cm,并应防止水泥浆内有气泡。4.3.3在液压枕上放置环形钢板，必要时放置传力箱。4.3.4其他应符合4.2.34.2.6的规定，要求整个系统应具有足够的刚度和强度，所有部件中心应保持在同一轴线上，轴线应与加压方向一致。4.3.5在钢垫板和岩体之间填注砂浆或安装反力顶板。4.3.6启动施压装置施加接触压力，使整个系统接触紧密。4.4量测
13、系统的安装4.4量测系统的安装4.4.1在承压板两侧各安放测表支架1根，支撑形式以简支梁为宜，跨度大小满足边界条件又具有足够的刚度为准。所谓测杆支架的边界条件，是指支架指点与承压板边缘之间的距离不小于承压板直径的1.5倍。支架的支点必须设在试点的影响范围以外，可采用浇筑在岩面上的混凝土墩作支点，防止支架在试验过程中产生沉陷。4.4.24.4.2在支架上通过磁性表座安装测表：对于刚性承压板，应在承压板上对称布置4个测表；对于柔性5DZ/T0276.262015承压板应在柔性承压板中心岩面上布置1个测表，双枕法或四枕法除此外，在液压枕间缝隙的中线上对称试点中心分别距中心0.25倍缝长处布置2个或4
14、个测表。4.4.3测量表架应满足刚度要求。4.4.4根据需要，可在承压板外的影响范围内通过承压板中心且相互垂直的2条轴线上布置测表。注：布置测表时，对均质完整岩体，板外测点可按平行和垂直试验洞轴线布置；对有明显结构面的岩体，可按平行和垂直主要结构面走向布置。5现场检测5现场检测5.1试验及稳定标准应符合下列规定a)试验最大压力不宜小于预定压力的1.2倍。压力宜分为5级，按最大压力等分施加。b)加压前应对测表进行初始稳定读数观测，每隔10 min 同 时 测 读 各 测 表 1 次，连 续 3 次 读 数 不变，方可开始加压试验，并将此读数作为各测表的初始读数值。钻孔轴向位移计各测点观测，可在表
15、面测表稳定不变后进行初始读数。c)加压方式宜来用逐级 一 次循环法，根据需要可采用逐级多次循环法或大循环法(如图3所示)。当采用逐级 一 次循 环法 加压时，每一循环压力应退至零，使 岩 体 充分回弹a)逐级一次循环法b)逐级多次循环法c)大循环图3加压方法示意图d)每级压力加压后应立即读数以后每隔10min 读数1次，当刚性承压板上所有测表或柔性承压板中心岩面上的测表相邻两次读数差与同级压力下第 一 次变形读数和前 一 级压力下最后 一次变形读数差之比小于5%时，可认为变形稳定，并进行退压(如图4所示)。退压后的稳定标准，与加压时的稳定标准相同。注：柔性承压板中心孔法变形试验中，当承压板直径
16、大于80 cm 时，由于岩体中应力传递至深部，需要一定时间过程，稳定读数时间应适当延长，各测表应同时读取变形稳定值。应注意保护钻孔轴向位移计的引出线，不得有异物掉人孔内。6DZ/T0276.262015a)逐级一次循环法b)逐级多次循环法图 4相对变形变化的计算图e)在加压、退压过程中，均应测读相应过程压力下测表读数一次。5.2中心孔中各测点及板外测表可在读取稳定读数后进行一次读数。5.3试验结束后应及时拆卸试验设备。5.4试验过程记录内容和格式见表A.1。6试验成果整理6.1当采用刚性承压板法量测岩体表面变形时，按式(1)计算变形参数：.(1)式中：Eg 岩体弹性(变形)模量，单位为兆帕(M
17、Pa)。当以总变形 W?代入式中计算的为变形模量 E?;当以弹性变形 W 代入式中计算的为弹性模量E;泊松比；p按承压板面积计算的压力，单位为兆帕(MPa);D 承压板直径，单位为厘米(cm);W 岩体变形，单位为厘米(cm)。6.2当采用柔性承压板法量测岩体表面变形时，按式(2)计算变形参数：.(2)式中：E,岩体弹性(变形)模量，单位为兆帕(MPa);r:环形柔性承压板的外半径，单位为厘米(cm);r 环形柔性承压板的内半径，单位为厘米(cm);W 柔性承压板板中心岩体的表面变形，单位为厘米(cm)。6.3当采用柔性承压板法量测中心孔深部变形时，按式(3)和式(4)计算变形参数：.(3)7
18、DZ/T 0276.262015(4)式中：Ex岩体弹性(变形)模量，单位为兆帕(MPa);p按承压板面积计算的压力，单位为兆帕(MPa);W深度为Z处的岩体变形，单位为厘米(cm);Z 测点深度，单位为厘米(cm);K,与承压板尺寸、测点深度和泊松比有关的系数，单位为厘米(cm)。6.4 当柔性承压板中心孔法量测到不同深度两点的岩体变形值时，两点之间岩体的视变形模量应按式(5)计算：(5)式中：E.岩体弹性(变形)模量，单位为兆帕(MPa);W深度为Z处的岩体变形，单位为厘米(cm);W深度为。处的岩体变形，单位为厘米(cm);K深度为Z 处的相应系数；K深度为 Z处的相应系数。注：式)、式
19、2)、式(3)和式(5)计算的E值并不是暖个常数，在成果整理时应根据工程特点、要求，岩体本身节理裂原发育情况和风化程度，结合地区取值经验综合分标则烈确定。6.5 检查、分析、核对和纠正试验记录，调(换)表中读数的差错；用承压板上有效表(不包括不动表、不连续表和明显术合理表)计算变形的算术平均值。a)刚性承压板法试验，应用4个测表的平均值作为岩体变形计算值。当其中1个测表因故障或其他原因被判断为失效时，应采用另一对称的2个测表的平均值作为若体变形计算值，并予以说明。b)当测表因量程不足而需调表时，应读取调表前后的稳定读数值，并在计算吊减去稳定读数值之差。如在试验中，因掉块等原因引起碰动，也可按此
20、方法进行。6.6 选取适当比例尺，绘制压力与变形关系曲线，根据曲线类型确定变形值，开算岩体变形参数(图5),其中a)、b)、e)类型区直线段计算，c)、d)类型可逐级分别计算。其后可绘制压力与变形模量关系曲线、压力与弹性模量关系曲线，以及沿中心孔不同深度的压力与变形曲线6.7承压板法岩体变形试验记录应包括工程名称、试点编号、武点位置、武验方法、试点描述、测表布置、承压板尺寸、各级压力值及对应压力下的测表读数。DZ/T 0276.262015DZ/T 0276.262015a)pc)b)d)e)说明：We 弹性变形；W,残余变形；W?全变形；p压力；W变形。图 5压力-变形关系曲线类型示意图图
21、5压力-变形关系曲线类型示意图89DZ/T 0276.262015附录DZ/T 0276.262015附录A(规范性附录)岩体变形试验记录表(规范性附录)岩体变形试验记录表 A.1岩体变形试验记录表(承压板法)岩体变形试验记录表(承压板法)工程名称承压板尺寸试验点编号试验地点试验方法试验深度岩石名称岩石描述加荷时间读数时间油压/MPa荷载/kPa沉 降 量/mm备注测表1测表2测表3测表4读数沉降读数沉降读数沉降读数沉降计算刚性承压板法量测岩体表面变形E。(MPa)柔性承压板法量测岩体表面变形E,(MPa)柔性承压板法量测中心孔深部变形E,(MPa)柔性承压板中心孔法量测不同深度两点E.(MPa)