毛体积密度试验

岩石物理性质试验 一、目的和适用范围岩石的毛体积密度是一个间接反映岩石致密程度、孔隙发育程度的参数，也是评价工程岩体稳定性及确定围岩压力等必需的计算指标。根据岩石含水状态，毛体积密度可分为干密度、饱和密度和天然密度。岩石毛体积密度试验可分为量积法、水中称重法和蜡封法。量积法适用于能制备成规则试件的各类岩石；水中称重法适用于除遇水崩解、溶解和干缩湿涨外的其它各类岩石；蜡封法适用于不能用称重法或直接在水中称量进行试验的岩石。 二、仪器设备1、切石机、钻石机、磨石机等岩石加工设备。2、天平。3、烘箱。4、石蜡及融蜡设备。5、水中称量装置。6、游标卡尺。 三、试样制备1、量积法试件制备，试件尺寸应符合相关规定。2、水中称量法试件制备，试件可采用规则或不规则形状，试件尺寸应大于组成岩石最大颗粒粒径的1 0倍，每个试件质量不宜小于1 5 0 g。3、蜡封法试件制备，将岩样制成边长约4 0 mm6 0 mm的立方体试件，并将尖锐棱角用砂轮打磨光滑；或采用直径为4 8 mm5 2 mm圆柱体试件。测定天然密度的试件，应在岩样拆封后，在设法保持天然湿度的条件下，迅速制样、称量盒密封。 三、试样制备4、试件数量，同一含水状态，每组不得少于3个。 四、量积法试验步骤1、测量试件的直径或边长：用游标卡尺量测试件两端和中间三个断面上互相垂直的两个方向的直径或边长，按截面积计算平均值。2、量测试件的高度：用游标卡尺量测试件断面周边对称的四个点和中心点的五个高度，计算平均值。3、测定天然密度：应在岩石开封后，在保持天然湿度的条件下，立即加工试件和称量。测定后的试件，可作为天然状态的单轴抗压强度试验用的试件。 四、量积法试验步骤4、测定饱和密度：试件的饱和过程和称量，应符合相关条款的规定。测定后的试件，可作为饱和状态单轴抗压强度试验用的试件。5、测定干密度：将试件放入烘箱内，在1 0 5 1 1 0 的温度下烘1 2 h2 4 h，取出放入干燥器内冷却至室温，称干试件质量。测定后的试件，可作为干燥状态单轴抗压强度试验用的试件。6、本试验称量精确至0 .0 1 g；量测精确至0 .0 1 mm。 五、水中称量法试验步骤1、测天然密度时，应取有代表性的岩石制备试件并称量；测干密度时，将试件放入烘箱烘干至恒重后，取出冷却至室温，称量。2、将干试件浸入水中进行饱和，饱和方法可依岩石性质选用煮沸法或真空抽气法，试件的饱和过程和称量，应符合相关条款的规定。3、取出饱和浸水试件，用湿纱布擦去试件表面水分，立即称其质量。4、将试样放在水中称量装置的丝网上，称取其在水中的质量。 5、试验称量精确至0 .0 1 g。 六、蜡封法试验步骤1、测天然密度时，应取有代表性的岩石制备试件并称量；测干密度时，将试件放入烘箱烘干至恒重后，取出冷却至室温，称量。2、从干燥器内取出试件，放在天平上称量。3、将石蜡置于干净的铁盆中加热融化。通过滚涂或刷涂将岩石试件表面涂上一层1 mm左右的石蜡层，冷却后称取其质量。4、将涂有石蜡的试件系于天平上，称取其在水中的质量。5、擦干试件表面水分，重新称取其在空气中的质量。检查此时蜡封试件的质量是否大于浸水前的质量。如超过0 .0 5 g，说明蜡封 不好，应取试件重新测定。 七、结果整理1、量积法岩石毛体积密度的计算：式中：0 天然密度(g/cm3 ) ；s饱和密度(g/cm3 )； d干密度(g/cm3 )；m0 试件烘干前的质量(g)；ms试件强制饱和后的质量(g) ；md试件烘干后的质量(g) ；V岩石的体积(cm3 ) 。Vm00 Vmss Vmdd 七、结果整理2、水中称量法岩石毛体积密度的计算：式中： w洁净水的密度(g/cm3 ) ；m0 试件强制饱和后再洁净水中的质量(g)。wws mm m 00 wws ss mm m wws dd mm m 七、结果整理3、蜡封法岩石毛体积密度的计算：式中： N石蜡的密度(g/cm3 ) ；m1 蜡封试件的质量(g)；m2 蜡封试件在洁净水中的质量(g) 。N dw mmmm m 121 00 N dw dd mmmm m 121 七、结果整理4、毛体积密度试验结果精确至0 .0 1 g/cm3，3个试件平行试验。组织均匀的岩石，毛体积密度应为试件测得结果的平均值；反之，毛体积密度应列出每个试件的试验结果。5、空隙率计算：式中：n岩石总空隙率(%)，精确至0 .1 %； d岩石的密度(g/cm3 ) 100)1( tdn