岩石試驗是對岩石進行各種基本特性測定的總稱。具體試驗內容應根據工程類型、規模及其在國民經濟中的地位和作用， 以及所要解決的工程地質問題等決定。根據試驗條件不同， 一般可分室內岩塊試驗和現場岩體試驗兩大類。鑒於岩石多屬於各向異性的不均勻介質， 因而室內試驗岩塊的選取，現場試驗場地的確定，都必須十分注意其代表性，否則將得不到反映實際情況的確切數據。
基本介紹
- 中文名：岩石試驗
- 外文名：rock test
- 組成部分：室內試驗和現場原位測試
- 別稱：岩石特性試驗
- 實例：表觀密度試驗、岩石壓縮試驗等
介紹,室內常規試驗,岩體現場試驗,模型試驗,
介紹
原位測試的主要項目有岩體現場變形試驗、直剪試驗、三軸試驗、岩體應力測試(表面應力測試、孔壁應力測試、孔底應力測試)等。
室內常規試驗
室內常規試驗包括岩礦鑑定、岩石物理力學性質試驗、化學分析。
岩礦鑑定
通常利用偏光顯微鏡鑑定礦物的光學性質、確定礦物名稱，進行岩石定名，鑑定時觀察礦物間的相互關係、排列組合、以及膠結物性狀、有無後期構造破壞、微觀裂面、蝕變等現象。此外光譜分析和岩石中同位素U(鈾)蛻變數的測定，對鑑定岩石的絕對年齡、分析區域構造、劃分侵入岩、火山岩、變質岩的地質時代都有一定作用。
岩石物理、力學性質試驗
常規項目有比重、容重、吸水率及飽和吸水率，其大小說明岩石所含空隙數量的多少及其連通情況，用於判斷岩石的抗凍性及其強度， 當吸水率小於0.5%時認為是耐凍的;單軸抗壓強度，可以採用直接壓壞標準試樣的方法求得，也可在進行變形試驗的同時測定;變形試驗採用電阻應變儀測定試樣在縱向壓力作用下的縱向和橫向變形，計算彈性模量;抗剪試驗有直剪和三軸剪兩大類，從試件尺寸來分，有小型剪(直徑5厘米)和中型剪(邊長20厘米×20厘米×20厘米，最大30厘米×30厘米×30厘米)兩種，從剪下時間上又分瞬時與長期(又稱流變)兩種;抗拉強度測定可用劈裂法與軸向拉伸法。室內力學試驗由於採用了完整岩塊的小試件，不能反映裂隙、節理和風化破碎的情況。抗剪試件採用人為的磨光面進行磨擦，使參數缺乏代表性。現改進了試件尺寸，採用原狀軟弱面作室內中型剪下試驗;改進試件加荷條件並加大試驗荷載;模擬大壩受力條件;同時研製真三軸試驗機、研究地應力條件下的岩石強度以及斷裂力學。
化學分析
化學分析主要測定SiO2， A12O3， Fe2O3， FeO，CaO， MgO，可溶鹽、有機質、燒失量、比表面等含量，鑑定礦物的化學穩定性。
岩體現場試驗
岩體現場試驗主要包括岩體變形試驗，抗剪強度試驗和岩體應力測定。
岩體變形試驗
岩體變形試驗包括承壓板法、狹縫法、單(雙)軸壓縮法，徑向液壓枕法及水壓法等。
①承壓板法是通過剛性或柔性承壓板，施力於半無限空間岩體表面，測量岩體變形量。
②狹縫法(又名刻槽法)是通過埋設在岩體狹縫中的液壓枕對狹縫兩側岩體施加壓力，測定岩體變形模量和研究岩體破壞前的變形特性。
③單(雙)軸壓縮法，系在試點四周被切開的狹槽內，埋入液壓枕，並通過它對岩體施加壓力， 測求岩體變形。④徑向液壓枕法基本原理也是對岩體施加壓力，測定其相應的變形量，但由於試驗設備龐大，測試周期長，應儘量少作。
⑤水壓法是在密閉的試驗洞內充水加壓，測量其洞徑的變形量，用於求取岩體的抗力係數和應力——變形規律，是一種較為可靠的方法，但是費用大、周期長，宜儘量少用。目前套用最廣的是承壓板法。水壓法和徑向液壓枕法主要用於大尺寸的和重要的有壓隧洞求圍岩的徑向變形模量。此外，鑽孔膨脹儀是近20多年發展起來的，在鑽孔中測量岩體變形的儀器，它的名稱很不統一，通常叫鑽孔膨脹儀，也叫鑽孔壓力儀、鑽孔變形儀、或鑽孔彈性儀等。
岩體抗剪強度試驗
岩體抗剪強度試驗可分為三種：①混凝土與岩體直剪試驗，測定混凝土與岩體接觸面的抗剪強度指標;②岩體與岩體的直剪試驗，測定風化岩體或半堅硬岩體本身的抗剪強度指標;③岩體與軟弱結構面的直剪試驗，測定軟弱結構面的抗剪強度指標。近來還發展了用楔形體試件研究不同傾角夾層的抗剪試驗方法。
岩體應力測試
目前進行的方法有表面應力測試和鑽孔應力測試。表面應力測試是測量岩體表面或地下洞室(人工，天然)圍岩表面經擾動後重新分布的應力狀態，一般採用解除法和恢復法。鑽孔應力測試用於測定鑽孔中較深部位的岩體天然應力狀態，可分孔底應變測試法與孔徑應變測試法，需用三孔交會來測岩體的全應力場。孔壁應變測試法只需一孔就可測得岩體的全應力場，基本上反映岩體的初始應力。水壓破裂法是在深孔中測量地應力，操作較簡便，其實質是用橡皮栓塞將欲測地應力的一段鑽孔兩端封閉，然後用高壓泵向測段內壓水，一直到岩石發生破裂。紀錄到的壓力與岩體初始應力，以及破裂方向與初始應力之間存在著基本彈性理論關係，利用這一關係估算初始應力的大小和方向。通過岩體應力測試，可判斷水工建築物地區地應力的方向和量級，為合理布置地下建築物提供依據，判斷地下建築物硐室圍岩的穩定性。長期監測地應力也可為地震預報提供依據。但由於岩體應力場的隨機變化很大，各種方法測定的數據可比性差， 目前尚處於研究和探索階段。
模型試驗
根據工程的具體地質條件，用相似理論進行模型設計和建造，能夠反映岩體中的斷層、裂隙、軟弱帶和夾泥層等非均質性的強度和變形，通過試驗加荷，觀測其破壞機理和破壞過程，是評價重要建築物穩定的一種手段。模型試驗發展較晚，模型的相似性決定了成果的質量， 由於對客觀條件認識的相對性，以及各類軟弱面的複雜多變，模型製作中的必要簡化，使現階段的試驗成果仍處於定性階段。
