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巖石吸水率（吸水率、飽和吸水率）檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-30 09:01:02 更新時(shí)間：2025-07-29 09:01:02

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

巖石吸水率概述

巖石吸水率是巖石物理性質(zhì)檢測(cè)中的重要指標(biāo)，它反映了巖石在特定條件下吸收水分的能力，對(duì)評(píng)估巖石的耐久性、強(qiáng)度和工程應(yīng)用具有至關(guān)重要的意義。巖石吸水率通常分為吸水率（也稱為自然吸水率）和飽和吸水率（也稱為強(qiáng)制吸水率）兩個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)目。吸水率是指在常溫常壓下，巖石樣品在空氣中干燥后浸入水中一定時(shí)間（如24小時(shí)）所吸收的水分質(zhì)量占干燥質(zhì)量的百分比；飽和吸水率則是通過真空或壓力浸水方法使巖石完全飽和后吸收的水分質(zhì)量占比。這兩個(gè)指標(biāo)的區(qū)別在于，吸水率模擬巖石在自然條件下的吸水行為，而飽和吸水率則代表巖石的最大吸水潛力，常用于預(yù)測(cè)巖石在潮濕環(huán)境中的膨脹、凍融破壞或強(qiáng)度退化風(fēng)險(xiǎn)。在工程地質(zhì)、建筑基礎(chǔ)、隧道開挖和水壩建設(shè)等領(lǐng)域，巖石吸水率檢測(cè)是不可或缺的環(huán)節(jié)，它直接影響工程設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和安全性。例如，高吸水率的巖石可能易發(fā)生風(fēng)化或裂縫擴(kuò)展，導(dǎo)致滑坡或結(jié)構(gòu)失效。因此，準(zhǔn)確檢測(cè)巖石吸水率不僅有助于優(yōu)化材料選擇，還能為災(zāi)害預(yù)防提供科學(xué)依據(jù)。本篇文章將重點(diǎn)圍繞巖石吸水率的檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)儀器、檢測(cè)方法及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行詳細(xì)闡述。

檢測(cè)項(xiàng)目

巖石吸水率檢測(cè)的核心項(xiàng)目包括吸水率和飽和吸水率兩個(gè)部分。吸水率（常用符號(hào)Wa）定義為巖石樣品在自然狀態(tài)下浸水后的水分吸收量，計(jì)算公式為：Wa = ((m_濕 - m_干) / m_干) × 100%，其中m_干為干燥質(zhì)量，m_濕為浸水后質(zhì)量。飽和吸水率（常用符號(hào)Wsa）則通過強(qiáng)制飽和方式獲得，計(jì)算公式類似：Wsa = ((m_飽和 - m_干) / m_干) × 100%，但要求巖石完全吸水至無氣泡狀態(tài)。這兩個(gè)項(xiàng)目密切相關(guān)，吸水率通常低于飽和吸水率，其差值可反映巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和吸水動(dòng)力學(xué)特性。在實(shí)際檢測(cè)中，還需關(guān)注相關(guān)輔助項(xiàng)目，如巖石的干燥質(zhì)量、浸水時(shí)間控制及計(jì)算精度，以確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可比性。這些項(xiàng)目共同服務(wù)于工程評(píng)估，例如在巖土工程中，高飽和吸水率可能提示巖石易受水壓影響，需采取加固措施。

檢測(cè)儀器

進(jìn)行巖石吸水率檢測(cè)時(shí)，需要使用一系列專業(yè)儀器，以確保測(cè)量的精度和重復(fù)性。核心儀器包括：干燥箱（用于將巖石樣品在105℃±5℃下烘干至恒重，確保初始干燥狀態(tài)）、電子天平（精度需達(dá)到0.01g或更高，用于精確稱量干燥和濕重質(zhì)量）、浸泡容器（如玻璃缸或塑料槽，容積需足夠容納樣品且避免污染）、真空泵（專用于飽和吸水率檢測(cè)，通過抽真空去除孔隙空氣，促進(jìn)水完全滲透）、計(jì)時(shí)器（控制浸水時(shí)間，通常為24小時(shí)）以及濕度計(jì)和溫度計(jì)（監(jiān)控環(huán)境條件）。輔助儀器可能包括恒溫水浴槽（保持水溫恒定）和壓力設(shè)備（用于高壓飽和實(shí)驗(yàn)）。儀器的選用必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，例如電子天平應(yīng)定期校準(zhǔn)，干燥箱溫度需精確控制。這些儀器的協(xié)同工作能有效減少誤差，確保檢測(cè)數(shù)據(jù)可靠。

檢測(cè)方法

巖石吸水率檢測(cè)方法分為吸水率和飽和吸水率兩個(gè)子過程，遵循標(biāo)準(zhǔn)化步驟以確保一致性。首先，樣品準(zhǔn)備：取代表性巖石樣品（尺寸通常為40-50mm立方體或圓柱體），清潔表面雜質(zhì)；放入干燥箱中烘干（105℃，24小時(shí)），冷卻后稱重記錄m_干。吸水率檢測(cè)方法：將樣品浸入室溫水中（水位高于樣品），定時(shí)（通常24小時(shí)）后取出，用濕布擦干表面水分，立即稱重得m_濕，計(jì)算Wa。飽和吸水率檢測(cè)方法：樣品置于真空容器中，抽真空至負(fù)壓（如-0.1MPa），緩慢注入水保持真空狀態(tài)數(shù)小時(shí)，確保完全飽和；然后釋放真空，取出擦干稱重得m_飽和，計(jì)算Wsa。關(guān)鍵點(diǎn)包括控制浸水時(shí)間、環(huán)境溫度（20±2℃）和擦干操作（避免水分蒸發(fā)影響）。整個(gè)過程需重復(fù)三次取平均值，以減少誤差。方法執(zhí)行中應(yīng)注重安全，如真空操作需防護(hù)設(shè)備。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

巖石吸水率檢測(cè)需嚴(yán)格遵循國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)，以保障結(jié)果的權(quán)威性和可比性。主要標(biāo)準(zhǔn)包括中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50266-2013《工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了吸水率和飽和吸水率的檢測(cè)步驟、儀器要求和數(shù)據(jù)計(jì)算（如允許誤差不超過0.5%）。國際標(biāo)準(zhǔn)如ASTM D6473《飽和巖石吸水率試驗(yàn)方法》和ISO 17892-12《巖土工程試驗(yàn)》也廣泛應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)真空飽和技術(shù)及環(huán)境控制。此外，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)如水利行業(yè)的SL 237-1999《土工試驗(yàn)規(guī)程》補(bǔ)充了特定條件下的檢測(cè)規(guī)范。標(biāo)準(zhǔn)的核心要求包括：樣品尺寸標(biāo)準(zhǔn)化（避免邊緣效應(yīng)）、檢測(cè)環(huán)境控溫（防止溫度波動(dòng)）、數(shù)據(jù)記錄格式（單位使用百分比%）以及報(bào)告內(nèi)容（必須包含平均值、偏差和檢測(cè)條件）。采用這些標(biāo)準(zhǔn)可確保檢測(cè)結(jié)果在工程實(shí)踐中具有法律效力，并促進(jìn)全球協(xié)作。