岩石自由膨胀率试验分析
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７ ４
铁
道
勘
察
２ ０ １ ４年第 ３期
文章 编号 ： １ ６ ７ ２— ７ ４ ７ ９ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３— ０ ０ ７ ４— ０ ２
岩 石 自 由膨 胀 率 试 验 分 析
邱 良军 李 慧芝
（ 铁道第三勘察设计 院集 团有 限公 司 ， 天津 ３ ０ ０ ２ ５ １ ）
水 不崩解 的岩石 。
１ ． ３ 千分表读数 的 问题
在 实验 室采 用 的是 量 程 １ ｍ ｍ 的 千分 表 ， 试 验 过
程 中， 有时 白天读完数 ， 第二天早上来一看经常会有超
过 千分 表 量 程 的试 件 ， 造 成 读数 不 准 确 ， 无 法 继 续
试验。
１ 工 作 中 的难 点 和 问题
２ ． ２ 室 内制 件
干法 钻 取制件 加 工 起 来 成 功率 极 低 ， 钻 取 芯 样 时
８ ０ ％ 以上 的会 卡钻 ， 或 由 于 干钻 震 动 、 失水 ， 试 件 也会 开裂； 干 锯芯 样 ， 由于 芯样 的强 度很小 ， 干 锯 阻力又 大 ， 也会 造成 试 件开裂 和 失水 。
工 开挖法 ， 取 样后立 即密封 。
Hale Waihona Puke Baidu
钻 进 时产生 热量 也会 使 岩样 中的水 分散 失 ； 如果水 钻 ， 岩样 遇水 产生 膨胀 ， 不能 保证 岩样 的天 然状 态 。
１ ． ２ 室 内加 工 试 件 时保 证 岩 石 的 天 然状 态
岩石 芯样 送到 实验 室 后 ， 要 加 工 成 规 范 要 求 的标 准尺 寸 ， 怎样加 工 才能 保 证 岩 石 的天 然 状 态 是 一个 难
制 件过 程 中存在很 大难题 。通过 大量试验 和 比对 ， 提 出对 泥 质砂 岩 及 中等 强度 、 不 易破 碎 、 含 水 量 也 较 小的岩 石 用快速 湿锯 来加 工试件 的对 策 ， 提 高 了岩 样制 件 的加 工速度 和成 功 率。 另外 ， 还对 自由膨胀 率 试验 和千 分表读 数过 程 中的 一些 细节 问题 进 行 了说 明。
钻 机钻 取岩 芯 。如果 干钻 ， 一方 面 容易 卡钻 ， 另一 方 面
有 良好 的包 装 和密 封 ， 保 证结 构不 受损 坏 ， 天然 湿 度不 发生 变化 。现 场地 质人 员应 严格 要求 ， 规 范取样 ， 保 证 岩石 的天 然状 态 。有 条 件 时不 要 钻 芯 取 样 ， 应 采 用 人
ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｆ ｒ ｅ ｅ ｓ ｗｅ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｏ ｆ ｒ ｏ ｃ ｋ
Ｑ Ｉ Ｕ Ｌ ｉ ａ ｎ ｇ － ｊ ｕ ｎ Ｌ Ｉ Ｈ ｕ ｉ — ｚ ｈ ｉ
摘
要
岩 石 的 自由膨胀 率试验 是岩 石 膨胀 性判 定 的 一项 重要 指 标 。试 验 虽然好 做 ， 但 在 取样 和
法是 ， 将试 件 放人膨 胀 测 定 仪 内 ， 上 下 放 置 透水 板 ， 上
验 的岩芯 大部 分 为泥岩 或砂 岩 ， 强度 较小 ， 芯样 钻好 后 经 常卡钻 ， 敲 出来后 就会 破 碎 ； 另外 ， 由于干钻 、 干 锯产 生 热量 ， 也会 使岩样 失 水 ； 如果 湿钻 、 湿锯 ， 又会 破 坏岩
的试 件应 勤读 数 ， 当 即将 超 过千 分表量 程 时 ， 读数 后 立 即重 新调 整千 分表 ， 读 取新读 数 ， 以新读 数 为起 点再 继 续读 数 。开始 装样 时 ， 千 分 表 也要 尽 量 调 整 到 较 小 的 刻度 ， 以满 足 大量 程 的需 要 。一 天工 作 结 束 时 应 观察 千分 表 的状 态 ， 如接近最大量程 ， 应 重 新 将 千 分 表 调
当调快锯的前进速度 ， 使试件接触水时间较短 ， 以减少 水 对试 件 的浸泡 。在 湿 锯 的 过程 中 ， 有 的岩 石 会 开裂
崩解 ， 岩石 自由膨 胀率 只适 用于不 崩解 的岩 石 ， 这样也 可初步 判定 岩石 是否 崩 解 ， 是 否 能进 行 自由膨 胀 率试 验， 崩解 的岩 石则 改做石 粉 的 自由膨 胀 率 Ｆ 。湿 锯后 岩石含 水率 与天 然状 态 相 比发 生 了变 化 ， 可 将 试 件先 风 干 ３～ ５ ｄ ， 再进 行试 验 。因为 岩石本 身含 水量 较小 ， 经 过现 场 的取 样再 送 到 试 验 室也 基 本 上 为 风 干状 态 。 另一方 面 ， 岩石风 干 后再 做 自由膨胀 率 得 到 的结 果应 该 是最 大 的 ， 更能 反 映岩石 的膨胀 特性 。 对 于纯 泥质 岩 石 ， 还 是 用 干锯 法 。对 于这 种 岩 石
石 的天 然含 水状态 。
部 和 四侧 对称 安装 千分 表 ， 记 录初 读数 ， 加 入洁 净水 至 淹没 上透 水板 ， 并在 ４ ８ ｈ内按 规 定 的读 数 时 间读 取 变 形表 读数 。由测得 的膨 胀值 和试 件原 始尺 寸分 别计 算 轴 向和径 向 自由膨 胀率 。岩石 的 自由膨胀 率适 用 于浸
题 。按规 范要 求应 干钻 或干锯 ， 干钻时， 由于做膨 胀试
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４— ０ ２—２ １
岩石 自由膨胀率试验分析 ： 邱 良军
李慧芝
７ ５
通 过 大 量 的 试 验 摸 索 出一 些 经 验 ， 对 于 非 泥 岩 （ 如泥 质 砂 岩 等 ） ， 中等 强 度 （ １ ０ ＭＰ ａ左 右 ） 、 不 易 破 碎、 含水 量也 较小 （ ＜ １ ％） 的岩 石用 快 速湿 锯来 加 工试 件 。做 膨胀试 验 的岩 石 一般 较软 ， 在 锯 的过 程 中可适
关 键词 岩 石 膨胀 率 制件 试 验
文 献标 识码 ： Ａ 中图分 类 号 ： Ｔ Ｕ ４ ５ ８
岩石 的膨胀 性试 验 包 括 自由膨 胀 率 、 侧 向约束 膨 胀率 、 饱 和吸水 率 和膨 胀 压 力 试 验 。其 中岩 石 的 自 由 膨胀 率相 对容 易检 测 ， 试 验 数 据 也 相 对 准确 。试 验 方
１ ． １ 现 场取 样 时保 证 岩 石 的 天 然 状 态
按 规范 要求 ， 岩 石在 工地 取 样 时 就 应保 持 天 然 状
２ 问题 的解 决
２ ． １ 现 场取 样
严禁 用爆 破法取 岩 块和用 湿 钻法 取岩 芯 。岩样 应
态， 然后 密封 送 实验 室 。 而一 般 工 地 现 场 取样 都 是 用
铁
道
勘
察
２ ０ １ ４年第 ３期
文章 编号 ： １ ６ ７ ２— ７ ４ ７ ９ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３— ０ ０ ７ ４— ０ ２
岩 石 自 由膨 胀 率 试 验 分 析
邱 良军 李 慧芝
（ 铁道第三勘察设计 院集 团有 限公 司 ， 天津 ３ ０ ０ ２ ５ １ ）
水 不崩解 的岩石 。
１ ． ３ 千分表读数 的 问题
在 实验 室采 用 的是 量 程 １ ｍ ｍ 的 千分 表 ， 试 验 过
程 中， 有时 白天读完数 ， 第二天早上来一看经常会有超
过 千分 表 量 程 的试 件 ， 造 成 读数 不 准 确 ， 无 法 继 续
试验。
１ 工 作 中 的难 点 和 问题
２ ． ２ 室 内制 件
干法 钻 取制件 加 工 起 来 成 功率 极 低 ， 钻 取 芯 样 时
８ ０ ％ 以上 的会 卡钻 ， 或 由 于 干钻 震 动 、 失水 ， 试 件 也会 开裂； 干 锯芯 样 ， 由于 芯样 的强 度很小 ， 干 锯 阻力又 大 ， 也会 造成 试 件开裂 和 失水 。
工 开挖法 ， 取 样后立 即密封 。
Hale Waihona Puke Baidu
钻 进 时产生 热量 也会 使 岩样 中的水 分散 失 ； 如果水 钻 ， 岩样 遇水 产生 膨胀 ， 不能 保证 岩样 的天 然状 态 。
１ ． ２ 室 内加 工 试 件 时保 证 岩 石 的 天 然状 态
岩石 芯样 送到 实验 室 后 ， 要 加 工 成 规 范 要 求 的标 准尺 寸 ， 怎样加 工 才能 保 证 岩 石 的天 然 状 态 是 一个 难
制 件过 程 中存在很 大难题 。通过 大量试验 和 比对 ， 提 出对 泥 质砂 岩 及 中等 强度 、 不 易破 碎 、 含 水 量 也 较 小的岩 石 用快速 湿锯 来加 工试件 的对 策 ， 提 高 了岩 样制 件 的加 工速度 和成 功 率。 另外 ， 还对 自由膨胀 率 试验 和千 分表读 数过 程 中的 一些 细节 问题 进 行 了说 明。
钻 机钻 取岩 芯 。如果 干钻 ， 一方 面 容易 卡钻 ， 另一 方 面
有 良好 的包 装 和密 封 ， 保 证结 构不 受损 坏 ， 天然 湿 度不 发生 变化 。现 场地 质人 员应 严格 要求 ， 规 范取样 ， 保 证 岩石 的天 然状 态 。有 条 件 时不 要 钻 芯 取 样 ， 应 采 用 人
ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｆ ｒ ｅ ｅ ｓ ｗｅ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｏ ｆ ｒ ｏ ｃ ｋ
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摘
要
岩 石 的 自由膨胀 率试验 是岩 石 膨胀 性判 定 的 一项 重要 指 标 。试 验 虽然好 做 ， 但 在 取样 和
法是 ， 将试 件 放人膨 胀 测 定 仪 内 ， 上 下 放 置 透水 板 ， 上
验 的岩芯 大部 分 为泥岩 或砂 岩 ， 强度 较小 ， 芯样 钻好 后 经 常卡钻 ， 敲 出来后 就会 破 碎 ； 另外 ， 由于干钻 、 干 锯产 生 热量 ， 也会 使岩样 失 水 ； 如果 湿钻 、 湿锯 ， 又会 破 坏岩
的试 件应 勤读 数 ， 当 即将 超 过千 分表量 程 时 ， 读数 后 立 即重 新调 整千 分表 ， 读 取新读 数 ， 以新读 数 为起 点再 继 续读 数 。开始 装样 时 ， 千 分 表 也要 尽 量 调 整 到 较 小 的 刻度 ， 以满 足 大量 程 的需 要 。一 天工 作 结 束 时 应 观察 千分 表 的状 态 ， 如接近最大量程 ， 应 重 新 将 千 分 表 调
当调快锯的前进速度 ， 使试件接触水时间较短 ， 以减少 水 对试 件 的浸泡 。在 湿 锯 的 过程 中 ， 有 的岩 石 会 开裂
崩解 ， 岩石 自由膨 胀率 只适 用于不 崩解 的岩 石 ， 这样也 可初步 判定 岩石 是否 崩 解 ， 是 否 能进 行 自由膨 胀 率试 验， 崩解 的岩 石则 改做石 粉 的 自由膨 胀 率 Ｆ 。湿 锯后 岩石含 水率 与天 然状 态 相 比发 生 了变 化 ， 可 将 试 件先 风 干 ３～ ５ ｄ ， 再进 行试 验 。因为 岩石本 身含 水量 较小 ， 经 过现 场 的取 样再 送 到 试 验 室也 基 本 上 为 风 干状 态 。 另一方 面 ， 岩石风 干 后再 做 自由膨胀 率 得 到 的结 果应 该 是最 大 的 ， 更能 反 映岩石 的膨胀 特性 。 对 于纯 泥质 岩 石 ， 还 是 用 干锯 法 。对 于这 种 岩 石
石 的天 然含 水状态 。
部 和 四侧 对称 安装 千分 表 ， 记 录初 读数 ， 加 入洁 净水 至 淹没 上透 水板 ， 并在 ４ ８ ｈ内按 规 定 的读 数 时 间读 取 变 形表 读数 。由测得 的膨 胀值 和试 件原 始尺 寸分 别计 算 轴 向和径 向 自由膨 胀率 。岩石 的 自由膨胀 率适 用 于浸
题 。按规 范要 求应 干钻 或干锯 ， 干钻时， 由于做膨 胀试
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４— ０ ２—２ １
岩石 自由膨胀率试验分析 ： 邱 良军
李慧芝
７ ５
通 过 大 量 的 试 验 摸 索 出一 些 经 验 ， 对 于 非 泥 岩 （ 如泥 质 砂 岩 等 ） ， 中等 强 度 （ １ ０ ＭＰ ａ左 右 ） 、 不 易 破 碎、 含水 量也 较小 （ ＜ １ ％） 的岩 石用 快 速湿 锯来 加 工试 件 。做 膨胀试 验 的岩 石 一般 较软 ， 在 锯 的过 程 中可适
关 键词 岩 石 膨胀 率 制件 试 验
文 献标 识码 ： Ａ 中图分 类 号 ： Ｔ Ｕ ４ ５ ８
岩石 的膨胀 性试 验 包 括 自由膨 胀 率 、 侧 向约束 膨 胀率 、 饱 和吸水 率 和膨 胀 压 力 试 验 。其 中岩 石 的 自 由 膨胀 率相 对容 易检 测 ， 试 验 数 据 也 相 对 准确 。试 验 方
１ ． １ 现 场取 样 时保 证 岩 石 的 天 然 状 态
按 规范 要求 ， 岩 石在 工地 取 样 时 就 应保 持 天 然 状
２ 问题 的解 决
２ ． １ 现 场取 样
严禁 用爆 破法取 岩 块和用 湿 钻法 取岩 芯 。岩样 应
态， 然后 密封 送 实验 室 。 而一 般 工 地 现 场 取样 都 是 用