[发明专利]一种快速测量含膏岩石膨胀力的试验方法

说明书

本发明公开了一种快速测量含膏岩石膨胀力的试验方法，包括以下步骤：选取不同水化程度的岩石样品分成多组；将岩石样品调整至贴合仪器的形状；将岩石样品分步骤加热，第一次加热至烘干岩石样品内自由水，第二次加热至烘干样品内结晶水后自然冷却，分别记录加热前后岩石样品的质量；将冷却至常温的岩石样品置入试验仪器中进行膨胀力测试；对不同水化程度的多组岩石样品进行重复膨胀力测试；数据处理。本发明在试验前添加水化程度鉴定和加热步骤，使用取样分组和加热，加速了含膏岩石膨胀力试验，缩短了试验时间；在试验后添加对应的数据处理，估测的试验结果相近于或略大于含膏岩石实际数年出现的膨胀结果；不因试验缓慢而影响设计周期。

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，尤其涉及一种快速测量含膏岩石膨胀力的试 验方法。

背景技术

随着我国工程建设的逐步发展，工程设计人员在工程中接触到了各种各 样的工程地质条件。其中，含膏岩层是一类具有特殊膨胀性质的岩层，从古 生代寒武纪到新生代第三纪，几乎每个地质时代都有含膏岩层的沉积。由于 在沉积时或沉积后的地质环境不同，现今发现的含膏岩层通常为不同水化程 度的石膏混合沉积，并时常与其他碳酸盐岩共存，其不稳定的膨胀性对工程 设计容易造成较大影响，出现问题将造成严重的经济损失。如湖北恩施的十 字垭隧道，隧道中部揭示含石膏角砾，完工后次年出现路面起拱变形、二衬 边墙、拱墙裂缝、施工缝渗水、局部水沟边墙混凝土软化等病害现象，在施 工方治理病害后一年后，再次发生类似工程问题。

目前，对膨胀土和泥质岩石膨胀性的研究较多，其中黏土矿物的膨胀机 理相近，相关理论较成熟。对含膏岩石膨胀性的研究较少。现实情况下，工 程人员多参考膨胀土和泥质岩石相关经验，或不将其视为膨胀岩进行处理， 容易产生隐患。另外，现有的含膏岩石膨胀力研究测得的膨胀力大多不到 50kpa，与工程实际的破坏情况相悖。这是由于含膏岩石中的硬石膏水化缓 慢，其水化在天然条件下通常需要数年的时间，在使用常规方法测试的过程 中，硬石膏远远没有完全水化并释放膨胀力导致的。因此，快速测量并估算 含膏岩石的膨胀力，对保障工程设计的安全性，按预定工期完成任务，推进 含膏岩石的相关研究有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速测量含膏岩石膨胀力的试验方法，加速 了含膏岩石膨胀力的测试、试验过程，给工程的安全设计提供了参考。

为实现上述目的，本发明的一种快速测量含膏岩石膨胀力的试验方法的 具体技术方案为：

一种快速测量含膏岩石膨胀力的试验方法，包括以下步骤：

步骤一，选取不同水化程度的岩石样品分成多组；

步骤二，将岩石样品调整至贴合仪器的形状；

步骤三，将岩石样品分步骤加热，第一次加热至烘干岩石样品内自由水， 第二次加热至烘干样品内结晶水后自然冷却，分别记录加热前后岩石样品的 质量；

步骤四，将冷却至常温的岩石样品置入试验仪器中进行膨胀力测试；

步骤五，对不同水化程度的多组岩石样品进行重复膨胀力测试；

步骤六，数据处理。

本发明的一种快速测量含膏岩石膨胀力的试验方法的优点在于：

1)在试验前添加水化程度鉴定和合理加热的步骤，使用合理的取样分 组和加热，加速了含膏岩石膨胀力的测试、试验过程，包含加热过程在内， 将试验时间压缩在一周以内；

2)并在试验后添加对应的数据处理，估测的试验结果相近于或略大于 含膏岩石实际数年出现的膨胀结果，得到了工程需要的数据，对工程安全性 设计提供参考；

3)提供了一种快速测量并估算含膏岩石膨胀力的改进方法，给工程的 安全设计提供了参考，不因试验缓慢而影响设计周期。