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2026/08/11
GB/T 23561煤和岩石物理力学性质测定方法系列标准速查(2026版)
GB/T 23561煤和岩石物理力学性质测定方法系列标准速查(2026版)

 

GB/T 23561煤和岩石物理力学性质测定方法系列标准速查(2026版)

核心摘要:GB/T 23561系列共14部分,覆盖煤和岩石真密度、含水率、单轴/三轴强度、抗拉/抗剪强度、膨胀率、耐崩解性等全部核心物理力学参数。2024年已更新第8、11、12部分,其余多为2009-2010版。本文提供方法选择决策表、干扰物速查和版本演进指南,帮助检测人员快速选对方法、避开实操陷阱。


核心结论速查

结论1:测定煤和岩石单轴抗压强度必须选用GB/T 23561.7-2009,该部分同时给出软化系数计算方法,是煤矿围岩分级和工程设计的基础依据。

结论2:2024年新修订的第8、11、12部分分别对应变形参数、抗剪强度和坚固性系数,新版本在试样尺寸、加载速率和数据处理上均有技术更新,检测机构应尽快完成方法变更。

结论3:测定岩石膨胀率和膨胀应力需分别依据第14部分和第15部分,两者试样制备条件完全相同,但前者测径向变形、后者测轴向应力,不可混用。

结论4:第9部分三轴强度试验是系列中操作最复杂、设备要求最高的项目,需要围压系统和伺服加载系统配合,普通压力机无法完成。

结论5:2009版第2、3、5、6部分为基础物性参数测定方法,原理成熟、操作简单,至今无修订计划,检测机构无需等待新版即可放心使用。


一、系列概述

GB/T 23561《煤和岩石物理力学性质测定方法》是我国煤炭行业和岩石工程领域最核心的检测方法系列标准,共14个部分,系统规定了从煤岩基础物性(密度、含水率、吸水性)到力学强度(单轴、三轴、抗拉、抗剪)、再到特殊性质(膨胀性、耐崩解性、坚固性)的完整测试方法体系。该系列适用于煤炭开采、隧道掘进、边坡治理、地下空间开发等工程中的煤岩试样检测,是煤矿冲击地压评估、围岩稳定性分析、支护设计等工作的数据基础。

系列中第8、11、12部分已于2024年完成修订换版,其余11个部分仍为2009-2010年版本。各方法均以圆柱体或立方体试样为基础,配合相应的加载设备和测量系统完成测试。

二、方法选择决策表

检测项目对应标准方法原理检测范围检测时间关键试剂/设备
真密度GB/T 23561.2-2009比重瓶法(煮沸脱气)1.0~3.0 g/cm³4~6h比重瓶、恒温水槽、真空泵
块体密度GB/T 23561.3-2009量积法/蜡封法0.5~3.0 g/cm³2~3h游标卡尺、蜡封装置、天平
吸水性GB/T 23561.5-2009自由吸水法0.1%~15%24h(浸泡)水槽、天平、干燥箱
含水率GB/T 23561.6-2009烘干称量法0.1%~10%12~24h干燥箱、干燥器、天平
单轴抗压强度及软化系数GB/T 23561.7-2009单轴压缩试验5~300 MPa1~2h/件压力试验机、应变测量系统
变形参数GB/T 23561.8-2024单轴压缩+应变测量弹性模量0.5~100 GPa2~3h/件伺服压力机、引伸计、应变片
三轴强度及变形参数GB/T 23561.9-2009常规三轴压缩(围压)围压0~60 MPa4~6h/件三轴压力室、围压泵、伺服系统
抗拉强度GB/T 23561.10-2010劈裂法(巴西圆盘)0.5~30 MPa1h/件压力试验机、弧形垫条
抗剪强度GB/T 23561.11-2024变角板剪切法黏聚力0.5~50 MPa2~3h/组剪切夹具、压力机、角度块
坚固性系数GB/T 23561.12-2024落锤破碎法(f值)f=0.1~5.01h/样落锤装置、筛网、天平
点载荷强度指数GB/T 23561.13-2010点荷载试验0.5~15 MPa0.5h/件点载荷仪、游标卡尺
岩石膨胀率GB/T 23561.14-2010自由膨胀率(径向)0~30%48h(浸水)膨胀仪、百分表、水槽
岩石膨胀应力GB/T 23561.15-2010侧向约束膨胀应力0~5 MPa48h(浸水)膨胀应力仪、刚性环、测力计
耐崩解性指数GB/T 23561.16-2010干湿循环+转筒筛分0~100%3~5天转筒机、干燥箱、标准筛

方法选择建议:常规煤岩力学参数测试(强度、变形、密度)优先选用第2、3、6、7、8部分组合方案;遇软岩或遇水易软化岩层时,必须加做第5部分吸水性和第16部分耐崩解性试验;涉及膨胀性围岩(如泥岩、页岩)时,第14、15部分应同时测定,两者数据联合用于膨胀压力计算;煤矿突出危险性评估场景下,第12部分坚固性系数为必测项,现场快速测定可先做第13部分点载荷强度指数作为辅助筛选。

三、干扰物与注意事项速查

以下为各方法实操中高频出现的干扰因素和操作要点:

  • 含水率状态干扰:所有力学强度测定(第7、8、9、10、11部分)均要求试样处于指定含水状态。天然含水率试样需密封保存防止水分蒸发;饱和试样需采用真空饱和法(抽气2h+浸水24h),禁止仅用煮沸法,以免改变岩石内部结构。
  • 试样端面平整度干扰:单轴和三轴压缩试验(第7、8、9部分)中,试样端面不平整度超过0.02mm会导致应力集中,强度结果偏低20%~40%。必须采用端面磨平机处理,并控制两端面平行度≤0.05mm。
  • 膨胀率测定中的侧向摩擦:第14部分膨胀率测定时,百分表测杆与试样接触点需保持垂直,且试样侧向应包裹滤纸防止崩解颗粒落入测量系统;同时膨胀仪需放置在无振动的恒温环境中,温度波动≤±2°C,否则读数漂移会淹没真实膨胀量。
  • 三轴试验的围压系统泄漏:第9部分三轴试验中,围压系统微小泄漏会导致围压波动,直接影响强度参数。试验前需对压力室进行24h保压检验,压降≤0.5%方可使用;同时注意液压油中不得混入气泡。

四、系列版本演进

GB/T 23561系列最早版本可追溯至2009年发布的首批6个部分(第2、3、5、6、7、9部分),2010年补充发布第10、13、14、15、16部分,形成覆盖主要物理力学指标的完整体系。2024年完成第8部分(变形参数)、第11部分(抗剪强度)、第12部分(坚固性系数)三个部分的修订换版,主要变化方向为:加载速率控制精度提升(从手动控制升级为伺服闭环控制)、试样尺寸公差收紧(直径误差从±0.5mm缩小至±0.1mm)、数据处理引入自动采集系统替代人工读数。值得注意的是,第2、3、5、6、7、9、10、13、14、15、16部分仍为2009-2010版,其中第7部分单轴抗压强度作为应用最广的方法,其加载速率控制要求(0.5~1.0MPa/s)已明显落后于国际标准(ISRM建议0.5MPa/s恒速率),建议检测机构在出具报告时备注方法局限性。

五、常见问题解答

FAQ1:测煤的坚固性系数,GB/T 23561.12-2024和旧版有什么区别?

2024版主要修改了落锤质量和落距的配合方式,将原先的单一落锤改为可调质量组合(2.4kg/4.8kg),以适应不同硬度煤样的破碎能量需求;同时筛分粒度从0.5mm统一为0.25mm,f值计算精度更高。新版还增加了试样含水率记录要求,因为水分对破碎功影响显著。

FAQ2:岩石膨胀率和膨胀应力两个指标必须同时测吗?

两者物理意义不同:膨胀率反映岩石浸水后的自由变形能力(径向),膨胀应力反映在侧向约束条件下产生的轴向压力。对于膨胀性围岩的支护设计,膨胀应力是直接设计参数;膨胀率用于评价岩层的膨胀潜势。建议两者同时测定,数据配合使用。若仅需初步判断膨胀性,可只测第14部分膨胀率。

FAQ3:现场没有三轴试验设备,能否用单轴强度推算三轴强度参数?

不建议。第9部分三轴试验可获取黏聚力和内摩擦角两个强度参数,而单轴试验仅能获得单轴抗压强度。工程上常用的经验公式(如Hoek-Brown准则)需要大量数据拟合才能建立地区性相关关系,直接推算的误差可达30%~50%。若现场条件受限,可至少完成3个围压级别(如2MPa、5MPa、10MPa)的三轴试验,配合单轴数据建立强度包络线。

本文基于国家标准正式文本和检测实验室实操经验编写。具体检测参数以供试标准正式文本和CMA资质检测机构出具的检测报告为准。

发布时间:2026年7月 | 数据版本:能力项目库2026-07-01