书 书 书犐犆犛 ７３ ． ０１０ 犇 ０４ 　 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 ２３５６１ ． ９ — ２００９ 煤和岩石物理力学性质测定方法 第 ９ 部分 ： 煤和岩石三轴强度及 变形参数测定方法 犕犲狋犺狅犱狊犳狅狉犱犲狋犲狉犿犻狀犻狀犵狋犺犲狆犺狔狊犻犮犪犾犪狀犱犿犲犮犺犪狀犻犮犪犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊狅犳 犮狅犪犾犪狀犱狉狅犮犽 — 犘犪狉狋 ９ ： 犕犲狋犺狅犱狊犳狅狉犱犲狋犲狉犿犻狀犻狀犵狋犺犲狋狉犻犪狓犻犪犾狊狋狉犲狀犵狋犺 犪狀犱犱犲犳狅狉犿犪狋犻狅狀狆犪狉犪犿犲狋犲狉狊狅犳犮狅犪犾犪狀犱狉狅犮犽 ２００９  ０４  ０８ 发布 ２００９  １２  ０１ 实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会 发布书 书 书前 　　 言 　　 ＧＢ ／ Ｔ２３５６１ 《 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 ； ——— 第 ３ 部分 ： 煤和岩石块体密度测定方法 ； ——— 第 ４ 部分 ： 煤和岩石孔隙率计算方法 ； ——— 第 ５ 部分 ： 煤和岩石吸水性测定方法 ； ——— 第 ６ 部分 ： 煤和岩石含水率测定方法 ； ——— 第 ７ 部分 ： 单轴抗压强度测定及软化系数计算方法 ； ——— 第 ８ 部分 ： 煤和岩石变形参数测定方法 ； ——— 第 ９ 部分 ： 煤和岩石三轴强度及变形参数测定方法 ； ——— 第 １０ 部分 ： 煤和岩石抗拉强度测定方法 ； ——— 第 １１ 部分 ： 煤和岩石抗剪试验方法 ； ——— 第 １２ 部分 ： 煤的坚固性系数测定方法 ； ——— 第 １３ 部分 ： 煤和岩石点载荷强度测定方法 ； ——— 第 １４ 部分 ： 岩石膨胀率测定方法 ； ——— 第 １５ 部分 ： 岩石膨胀应力测定方法 ； ——— 第 １６ 部分 ： 岩石耐崩解性指数测定方法 。 本部分是 ＧＢ ／ Ｔ２３５６１ 的第 ９ 部分 。 本部分的附录 Ａ 、 附录 Ｂ 、 附录 Ｃ 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 ： 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 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ２３５６１ ． ９ — ２００９ 煤和岩石物理力学性质测定方法 第 ９ 部分 ： 煤和岩石三轴强度及 变形参数测定方法 １ 　 范围 ＧＢ ／ Ｔ２３５６１ 的本部分规定了煤和岩石三轴压缩强度及变形参数测定中涉及的术语和定义 、 主要 仪器设备 、 试件规格 、 试验步骤和数据计算 。 本部分适用于在实验室条件下 ， 能够加工成标准试件的煤和岩石在轴对称三向应力 （ σ １ ＞ σ ２ ＝ σ ３ ） 条 件下 ， 煤和岩石试件强度和变形参数的测定 。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件中的条款通过 ＧＢ ／ Ｔ２３５６１ 的本部分的引用而成为本部分的条款 。 凡是注日期的引用文 件 ， 其随后所有的修改单 （ 不包括勘误的内容 ） 或修订版均不适用于本部分 ， 然而 ， 鼓励根据本部分达成 协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本 。 凡是不注日期的引用文件 ， 其最新版本适用于本 部分 。 ＧＢ ／ Ｔ２３５６１．７ — ２００９ 　 煤和岩石物理力学性质测定方法 　 第 ７ 部分 ： 单轴抗压强度测定及软化系 数计算方法 ＧＢ ／ Ｔ２３５６１．８ — ２００９ 　 煤和岩石物理力学性质测定方法 　 第 ８ 部分 ： 煤和岩石变形参数测定方法 ３ 　 术语和定义 下列术语和定义适用于 ＧＢ ／ Ｔ２３５６１ 的本部分 。 ３ ． １ 三轴压缩试验 　 狋狉犻犪狓犻犪犾犮狅犿狆狉犲狊狊犻狏犲狋犲狊狋 在恒定围压 （ 即 σ ２ ＝ σ ３ ） 下施加轴向压应力直至试件破坏的过程 。 ３ ． ２ 三轴压缩强度 　 狋狉犻犪狓犻犪犾犮狅犿狆狉犲狊狊犻狏犲狊狋狉犲狀犵狋犺 煤或岩石试件在恒定围压作用下 ， 达到破坏时所能承受的最大压应力 。 ４ 　 主要仪器设备 ４ ． １ 　 试件加工机械 钻石机 、 锯石机 、 磨石机或磨床 。 ４ ． ２ 　 检验工具 试验样品的检验工具如下 ： ａ ） 　 游标卡尺 ， 最小分度值 ０．０２ｍｍ ； ｂ ） 　 万能角度尺 、 百分表架及百分表 ； ｃ ） 　 水平检测台 。 ４ ． ３ 　 设备 ４ ． ３ ． １ 　 材料试验机 材料试验机精度应不低于一级 。 加载范围应满足式 （ １ ）： １ 犌犅 ／ 犜 ２３５６１ ． ９ — ２００９ １ ． ２５ 狆 ｍａｘ ＜ 狆 ０ ＜ ５ 狆 ｍａｘ ………………………………（ １ ） 　　 式中 ： 狆 ０ ——— 材料试验机度盘最大值 ， 单位为千牛 （ ｋＮ ）； 狆 ｍａｘ ——— 预计试件的最大破坏载荷 ， 单位为千牛 （ ｋＮ ）。 试验机附加的三轴压力室及能保持侧向应力稳定的侧向加压装置 。 压力室内上 、 下承压板硬度应 不低于 ＨＲＣ５８ ， 不平行度应小于 ０．０２ｍｍ ， 两承压板之一应带有球形座 。 ４ ． ３ ． ２ 　 电液伺服三轴试验机 电液伺服三轴试验机的精度应不低于一级 ， 并能够以 ０．５ＭＰａ ／ ｓ ～ １．０ＭＰａ ／ ｓ 的速率加载 。 上述 ２ 种试验机可任选一种 。 ４ ． ４ 　 仪器 普通材料试验机升级改造中可选择配备的试验仪器如下 ： ａ ） 　 油压传感器 ； ｂ ） 　 静态或动态电阻应变仪 ， 工作频率应不小于 ２０００Ｈｚ ； ｃ ） 　 其他具有精度为 ０．００１ｍｍ 的测量变形的装置 （ 如变形传感器及其固定支座 ）； ｄ ） 　 计算机数据采集处理系统 。 ４ ． ５ 　 材料 试验中所需材料如下 ： ａ ） 　 电阻应变片 （ 以下简称电阻片 ）： 标距 ３×１５ｍｍ ～ ３×２０ｍｍ ， 精度 ０．２ ， 电阻值 为 （ １２０±０．２ ） Ω ； ｂ ） 　 粘结剂 ： ５０２ 胶水 、 环氧树脂胶或其他类似性能的粘结剂 ； ｃ ） 　 防潮 、 防油剂 ： 环氧配胶 、 聚氯乙烯粘胶或聚乙烯缩醛胶 ； ｄ ） 　 清洁剂 ： 丙酮 、 纱布 、 分析纯乙醇和脱脂棉等 ； ｅ ） 　 防油套 ： 各种能将试件与机油隔开的乳胶套 、 橡胶套和塑料套等 。 ５ 　 试件规格 ５ ． １ 　 试件规格 ： 标准试件采用圆柱体 ， 其直径为承压板直径的 （ ０．９８ ～ １．００ ） 倍 ， 取 （ ５０ ＋６ －２ ） ｍｍ ， 高径比 为 （ ２±０．２ ）。 ５ ． ２ 　 试件层理一般应同纵向加载方向垂直 ， 其他方向应加以特别说明 。 ５ ． ３ 　 试件数量 ： 每组煤样 、 岩样至少要选五个试件做不同侧压下的三轴压缩试验 。 ５ ． ４ 　 试件的加工精度及含水状态等应按 ＧＢ ／ Ｔ２３５６１．７ — ２００９ 中第 ５ 章的规定 。 ６ 　 试验步骤 ６ ． １ 　 测定前核对煤 、 岩样的名称和编号 ， 对试件的颜色 、 颗粒 、 层理 、 节理 、 裂隙 、 风化程度 、 含水状态 、 加 载方向以及加工过程中出现的问题等进行描述 ， 并填入记录表内 ， 见附录 Ａ 。 ６ ． ２ 　 检查试件加工精度 ， 测量试件的直径和高度并填入记录表内 ， 见附录 Ａ 。 ａ ） 　 直径量测 ： 直径应在试件的上下端面附近以及中央附近的断面 ， 测定相互垂直的两个方向的直 径 ， 取其算术平均值为试件的直径 。 ｂ ） 　 高度量测 ： 高度应在试件的过中心轴的两个相交的平面内各取两点 ， 测定两个高度值 ， 取其算 术平均值作为试件的高度 。 ６ ． ３ 　 侧压力的选择 ： 如本组试件已做过单轴抗压强度试验 ， 可以此为 “ 零 ” 侧压试验数据 。 最大侧压力 可根据实际情况选定 ， 侧压力等级可按等差级数或等比级数进行选择 。 ６ ． ４ 　 选择材料试验机时应符合 ４．３．１ 。 ６ ． ５ 　 试件安装 ： 拭净上 、 下垫块端面 ， 将试件置于上 、 下垫块间 ， 使三者中心成一直线 。 垫块应按 ２ 犌犅 ／ 犜 ２３５６１ ． ９ — ２００９ ＧＢ ／ Ｔ２３５６１．８ — ２００９ 中 ７．４ 的规定 。 再将试件与垫块套上防油套 ， 用橡皮筋或密封带等封闭试件 ， 试 件安装见图 １ 。 必要时防油套与上 、 下垫块的接口处可涂上聚氯乙烯粘胶以增强封闭效果 。 然后将下 部垫块置于压力室底座中心 ， 上好压力室顶盖活塞 。 再将放好试件的压力室 ， 置于材料试验机上 、 下加 压板之间 ， 并使压力室轴线与上 、 下加压板轴线相重合 。 开动材料试验机 ， 施加 ０．１ｋＮ ～ ０．５ｋＮ 的压 力 ， 以固定试件 。 然后打开压力室的排气孔 ， 启动侧压油泵 ， 向压力室注油 ， 边注油边排空气 ， 当压力室 空气排净后拧紧排气孔 。 　　 １ ——— 上垫块 ； ２ ——— 橡皮筋 ； ３ ——— 防油胶套 ； ４ ——— 电阻应变片 ； ５ ——— 试件 ； ６ ——— 橡皮筋 ； ７ ——— 下垫块 ； ８ ——— 电阻片引线 。 图 １ 　 试件安装图 ６ ． ６ 　 加载 ： 轴向加载 ， 使压力稳定在 ２ｋＮ ～ １０ｋＮ 之间时 ， 再以 ０．０５ＭＰａ ／ ｓ 的加载速度施加侧压力至 某一预定侧向压力值 ， 在试验过程中使此侧压力值始终保持恒定 ， 变动范