



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。
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。
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。
| 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/cm³ | 4~6h | 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/cm³ | 2~3h | 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 MPa | 1~2h/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 GPa | 2~3h/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 MPa | 4~6h/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 MPa | 1h/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 MPa | 2~3h/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=0.1~5.0 | 1h/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 MPa | 0.5h/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 MPa | 48h(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。
以下为各方法实操中高频出现的干扰因素和操作要点:
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。
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。
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。
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