T/GRM 058-2023 深部卸压工程常规三轴岩石力学测试规范

ICS01.040.073

D00/09T/GRM

中关村绿色矿山产业联盟团体标准

T/GRM058—2023

深部卸压工程常规三轴岩石力学测试规范

Specificationforconventionaltriaxialrockmechanicstestindeepstressrelieving

engineering

2023-10-31发布2023-10-31实施

中关村绿色矿山产业联盟发布

T/GRM058—2023

目  次

前言................................................................................III

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4试验原理...........................................................................2

4.1初始高地应力状态还原阶段.......................................................2

4.2初始轴向应力恒定-初始围压卸载阶段..............................................2

4.3围压恒定，以初始轴向应力为起点的轴向持续加载阶段...............................2

5仪器设备...........................................................................2

6试验试件...........................................................................3

6.1规格...........................................................................3

6.2加载方向.......................................................................3

6.3数量...........................................................................3

6.4加工精度及含水状态.............................................................3

7试验步骤...........................................................................3

7.1地应力测量.....................................................................3

7.2基础特征描述...................................................................3

7.3尺寸测量.......................................................................3

7.4质量测量与密度计算.............................................................3

7.5波速测量.......................................................................4

7.6组构辨识.......................................................................4

7.7基础力学参数测量...............................................................4

7.8围压的选择.....................................................................4

7.9试件安装.......................................................................4

7.10加卸载程序设置................................................................5

7.11变形参数测定..................................................................6

8试验结果分析.......................................................................6

8.1轴向最大主应力.................................................................6

8.2绘制应力-应变曲线..............................................................7

8.3计算弹性模量和泊松比...........................................................7

8.4计算内摩擦角φ和内聚力C........................................................8

8.5绘制莫尔圆及其包络线...........................................................9

附录A（资料性）深部煤和岩石试件对应埋深的地应力测试结果记录表....................11

附录B（资料性）深部煤和岩石试件的物理力学性质测试结果记录表......................12

I

T/GRM058—2023

附录C（资料性）深部煤和岩石试件的基本力学参数测试结果记录表......................13

附录D（资料性）三轴加卸载力学试验记录表..........................................14

附录E（资料性）三轴加卸载变形参数试验记录表......................................15

附录F（资料性）试验数据整理方法..................................................16

II

T/GRM058—2023

前  言

本标准依据GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起

草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中关村绿色矿山产业联盟提出。

本文件由中关村绿色矿山产业联盟标准工作委员会归口。

本文件起草单位：中国矿业大学（北京）、北京科技大学、武汉大学、黑龙江龙煤矿业控股集团有

限责任公司。

本文件主要起草人：张俊文、李玉琳、宋治祥、卢海峰、于会军、范文兵、董续凯、张杨、吴少康、

邓雪杰、陈见行、陈宇龙。

本文件为首次发布。

III

T/GRM058—2023

深部卸压工程常规三轴岩石力学测试规范

1范围

本文件规定了深部卸压工程常规三轴岩石力学测试的试验原理、仪器设备、试件要求、试验步骤和

试验结果整理等。

本文件适用于在实验室条件下，深部煤和岩石试件在轴对称三向应力条件下，对深部煤和岩石试件

强度和变形参数的测定。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T23561.3煤和岩石物理力学性质测定方法第3部分：煤和岩石块体密度测定方法

GB/T23561.4煤和岩石物理力学性质测定方法第4部分：煤和岩石孔隙率计算方法

GB/T23561.7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

GB/T23561.9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

GB/T23561.10煤和岩石物理力学性质测定方法第10部分：煤和岩石抗拉强度测定方法

DB/T14原地应力测量水压致裂法和套芯解除法技术规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

围压confiningpressure

深部煤和岩石试件在初始高地应力状态还原后，通过应力控制方式对初始轴向应力保持恒定，同时

通过应力控制方式采用一定的卸载速率对初始围压（σ20=σ30）进行卸载至不同水平的预设值（σ2=σ3），

该不同水平的预设值σ2=σ3即为三轴加卸载试验中的围压。

3.2

基于开挖效应下的三轴加卸载力学试验triaxialloadingandunloadingtestbasedonthe

excavationeffect

首先，对深部煤和岩石试件进行还原至深部煤和岩石试件对应埋深取样处的初始高地应力状态：

σ10＝σv，σ20＝σ30＝σh；其次，保持初始轴向应力σ10＝σv恒定，将σ20＝σ30＝σh以一定的卸载速

率卸载至不同水平的预设值σ=σ；再次，保持围压σ=σ恒定，以初始轴向应力σ为起点，在不同

232310

水平的预设值（即围压σ2＝σ3）下施加轴向应力直至深部煤和岩石试件破坏的过程。

3.3

三轴峰值强度triaxialpeakstrength

1

T/GRM058—2023

以初始轴向应力σ10为起点，在围压（σ2＝σ3）作用下持续施加轴向应力，致使深部煤和岩石试

件达到破坏时所能承受的最大轴向应力σ1cf。

4试验原理

4.1初始高地应力状态还原阶段

开挖前，对深部煤和岩石试件进行初始高地应力状态还原，即通过偏应力恒定的方式，将初始轴向

应力和初始围压分别还原至对应埋深的初始高地应力状态。

4.2初始轴向应力恒定-初始围压卸载阶段

开挖时，深部巷道围岩处于垂直主应力不变、最小水平主应力卸荷状态。试验时，需恒定深部煤和

岩石试件的初始轴向应力，卸荷初始围压，且初始围压应卸荷至不同水平下的预设值。

4.3围压恒定，以初始轴向应力为起点的轴向持续加载阶段

开挖后，需保持卸载后的围压恒定，以初始轴向应力为起点，对深部煤和岩石试件进行持续轴向加

载，直至深部煤和岩石试件进入残余变形阶段。

5仪器设备

5.1试件加工设备如下：钻石机、锯石机、磨石机或磨床。

5.2试验样品的检验工具如下：

a)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；

d)电子天平，最小分度值0.01g；

e)波速测试仪，最小分度值0.01km/s。

5.3试验仪器如下：

a)三轴岩石力学试验机，包括加载框架、三轴腔室