GB T 23561.14-2010 煤和岩石物理力学性质测定方法 第14部分：岩石膨胀率测定方法.pdf

1、ICS 73-010 D 04 每昌和国国家标准11: ./、中华人民GB/T 2356 1. 14-2010 煤和岩石物理力学性质测定方法第14部分:岩石膨胀率测定方法Methods for determining the physical and mechanical properties of coal and rock一Part 14: Methods for determining the swelling ratio of rock 2010-09-26发布2011-02-01实施数码防伪中华人民共和国国家质量监督检验检茂总局中国国家标准化管理委员会发布GB/T 23561.14-

2、2010 剧吕GB/T 23561(煤和岩石物理力学性质测定方法按部分发布，分为16个部分:第1部分:采样一般规定;第2部分:煤和岩石真密度测定方法;一一第3部分z煤和岩石块体密度测定方法;一一第4部分:煤和岩石孔隙率计算方法;一一第5部分:煤和岩石吸水性测定方法;一一第6部分:煤和岩石含水率测定方法;一一第7部分:单轴抗压强度测定及软化系数计算方法;一一第8部分z煤和岩石变形参数测定方法;一一第9部分:煤和岩石三轴强度及变形参数测定方法;一一第10部分:煤和岩石抗拉强度测定方法;一一第11部分z煤和岩石抗剪强度测定方法:一一-第12部分z煤的坚固性系数测定方法;一一第13部分:煤和岩石点载荷

3、强度指数测定方法;一一第14部分z岩石膨胀率测定方法;第15部分:岩石膨胀应力测定方法;一一第16部分z岩石耐崩解性指数测定方法。本部分为GB/T23561的第14部分。本部分的附录A为规范性附录。本部分由中国煤炭工业协会提出并归口。本部分起草单位z煤炭科学研究总院开采设计研究分院和煤炭科学研究总院检测研究分院。本部分主要起草人:齐庆新、李纪青、毛德兵、傅京星、张学亮。I 1 范围煤和岩石物理力学性质测定方法第14部分:岩石膨胀率测定方法GB/T 23561.14-2010 GB/T 23561的本部分规定了岩石膨胀率测定所涉及的术语和定义、仪器设备、试件规格、测定步骤和数据计算。本部分适用于

4、岩石自由膨胀率测定和岩石侧向约束膨胀率测定。其中岩石自由膨胀率测定适用于遇水不易崩解的岩石，岩石侧向约束膨胀率测定适用于各类岩石。2 术语和定义下列术语和定义适用于GB/T23561的本部分。2. 1 岩石自由膨胀率free swelling ratio of rock 岩石试件在浸水后产生的径向和轴向变形量分别与试件原直径和高度之比，以百分数表示。2.2 岩石侧向约束膨胀率lateral constraint swelling ratio of rock 岩石试件在侧向约束条件下，轴向受有限(或零)载荷时，浸水后产生的轴向变形量与试件原高度之比，以百分数表示。3 仪器设备仪器设备主要有za)

5、 钻石机、切石机、磨石机pb) 测量平台和万能角度尺;c) 游标卡尺，量程200mm，最小分度值0.02mm; d) 干湿温度计，量程oC50 C，最小分度值0.2C; e) 自由膨胀率试验仪，见图1; 1一一金属板;2一一上透水板53一一试件;3 4一一下透水板p5一一薄铜片;6一一盛水容器。图1自由膨胀率试验仪示意图1 GB/T 23561.14-2010 f) 侧向约束膨胀率试验仪，见图2;g) 位移传感器或千分表;t 6 7 8 98 1 盛水器;2一一底座;3 金属套环54一-一传递活塞25 千分表z6一一一表架57一一一金属板;8一一透水板F9-一一滤纸;10-试件圄2侧向约束膨胀

6、率试验仪示意圄4 试件规格4. 1 试件规格自由膨胀率试验的试件:圆柱体试件的直径宜为50mm60 mm，试件高度宜等于直径，两端面应平行，试件端面的平面度公差应小于0，05mm，端面对于试件轴线垂直度偏差不应超过0.250。侧向约束膨胀率试验的试件:可根据膨胀仪水盒规格加工。标准试件采用圆柱体，高度宜为20 mm，径高比等于或大于2.5，高度应大于岩石最大颗粒直径的10倍，端面不平行度应小于0.05 mm，端面对于试件轴线垂直度偏差不宜超过0.250。4.2 试件数量每种状态下同一层岩石的试件数量一般应不少于3个。4.3 试件含水状态试件应在现场采取，并保持天然含水状态;不应采用爆破法或湿钻

7、法取样，试件应采用干法加工，加工过程中天然含水率的变化不宜超过1%。5 测定步骤5. 1 自由膨胀率的测定5. 1. 1 将试件放入自由膨胀率试验仪内，在试件上下分别放置透水板，顶部放置一块金属板。5.1.2 在试件上部和四侧对称的中心部位分别安装千分表。四侧千分表与试件接触处，宜放置一块薄铜片。5. 1.3 读记千分表读数，每隔10min读记1次，直至3次读数不变。GB/T 23561.14-2010 5. 1. 4 缓慢地向盛水容器内注入蒸锢水，直至淹没上部透水板。5. 1. 5 在第1小时内，每隔10min测读变形1次，以后每隔1h测读变形1次，直至3次读数差不大于0.001 mm为止。

8、浸水后试验时间不应小于48h。5. 1. 6 试验过程中应保持水位不变，水温变化不应大于2.C。试验过程中及试验结束后应详细描述试件的崩解、掉块、表面泥化或软化等现象，并填入记录表内，见附录A.5.2 侧向约束无轴向载荷下膨胀率的测定5.2. 1 在膨胀仪水盒的试件环内壁涂上凡士林油，再将试件放入试件环中，在试件两端均放置滤纸和透水板，顶部放上金属板。5.2.2 安装千分表，记录千分表初始读数。5.2.3 分3次或4次向水盒内注入蒸锢水使空气逐步排出，水面高出试件5mm。5.2.4 试验开始后的1h内，每隔10min记录1次千分表读数;1h以后少每隔1h记录1次千分表读数;12h以后，每隔3h

9、记录1次千分表读数，直至两次读数间的差值小于0.001mm为止。停止后，试验时间不应小于48h. 5.2.5 记录稳定后的千分表读数。5.2.6 试验过程中应保持水位不变，水温变化不应大于2.C。试验过程中及试验结束后应详细描述试件的崩解、掉块、表面泥化或软化等现象，并填人记录表内，见附录A。5.3 侧向约束不同轴向载荷下膨胀率的测定5.3. 1 此试验用于测定受侧向约束的试件在不同轴向载荷下的膨胀变形。5.3.2 按5.2.1放置试件。5.3.3 用硅码或杠杆式加载装置施加轴向载荷。5.3.4 按5.2.2-5.2.6进行试验。6 数据计算6. 1 按式(1)、式(2)和式(3)分别计算岩石

10、轴向自由膨胀率、岩石径向自由膨胀率和岩石侧向约束膨胀率z式中zVH一一岩石轴向自由膨胀率;VD一一岩石径向自由膨胀率zVHP 岩石侧向约束膨胀率5t.H VH=于于x100% t.D , , 1 n/ VD=否一x100% 八日1. n / V HP =二百土x100% t.H一一试件轴向变形量，单位为毫米(mm);H一一试件高度，单位为毫米(mm);t.D-试件径向平均变形量，单位为毫米(mm);D 试件直径，单位为毫米(mm);t.H一一有侧向约束试件的轴向变形量，单位为毫米(mm)。. ( 1 ) ( 2 ) . ( 3 ) 6.2 计算值取3位有效数字。当测定侧向约束不同轴向载荷下的膨

11、胀率时，仍按式(3)计算，但应标明施加的载荷值。3 GB/T 23561.14-2010 6.3 采用计算机数据采集系统测定岩石膨胀率用位移传感器代替自由膨胀率试验仪和侧向约束膨胀率试验仪上的千分表，测定步骤按第5章规定执行，采集、记录测试数据F并按式(1)、式(2)和式(3)进行计算，以表格形式打印出测定结果。4 附录(规范性附录)岩石膨胀率测定记录表A 。因时Mao-z-MO吕试件规格自由膨胀率测定侧向约束膨胀率测定岩样岩样试件试件含直径高面积千分表试件轴向试件径向轴向自由径向自由有侧向约束试件侧向约束千分表编号名称编号水状态D/ H/ F/ 时间/读数/变形量平均变形量膨胀率膨胀率时间/

12、载荷/的轴向变形量膨胀率备注读数/h . H/ .D/ V H / V o / h N . H ,/ V HP / 口1口1口1口1口1m2口1盯1口1口1口1m口1口1% % 口1m% 期测定采样时间采样地点送样单位.审核g计算z测定:刀EON-2.FU町的NH阁。华人民共和国家标准煤和岩石物理力学性质测定方法第14部分:岩石膨胀率测定方法GB/T 2356 1. 14-2010 国中* 中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045 网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销当&印张O.75 字数11千字2010年12月第一次印刷开本880X 1230 1/16 2010年12月第一版16.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533定价铃书号:155066 1-40918 GB/T 23561.14-2010 打印日期:2011年1月12日F002