ICS73.020 CCSP70 GRM 中关村绿色矿山产业联盟团体标准 T/GRM137—2025 硬岩微波作用前后强度折减测试技术规程 Technicalrequirementforstrengthdegradationtestingofhardrockbeforeandafter microwaveirradiation 2025-08-11发布 2025-08-11实施 中关村绿色矿山产业联盟  发布 全国团体标准信息平台 T/GRM137—2025 I目次 前言...................................................................................II 1范围................................................................................1 2规范性引用文件......................................................................1 3术语和定义..........................................................................1 4基本规定............................................................................1 5硬岩采集、制备与成分测定............................................................2 6硬岩升温特性测定....................................................................2 7硬岩物理力学参数劣化测定............................................................4 8硬岩参数变化率......................................................................7 附录A（资料性）力学参数测定记录....................................................10 附录B（资料性）硬岩升温特性及参数变化率分析记录....................................11 全国团体标准信息平台 T/GRM137—2025 II前言 本文件按照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并归口。 本文件起草单位：深圳大学、四川大学、中国矿业大学、新疆燕园地空科技发展有限责任公 司、东南大学 本文件主要起草人：高明忠、杨本高、宫凤强、谢晶、郝海春、高亚楠、冯淦、唐瑞烽、 王云龙、张洋、白彦博、杨磊、王轩、周雪敏、赵希远。 全国团体标准信息平台 T/GRM137—2025 1硬岩微波作用前后强度折减测试技术规程 1范围 本文件规定了硬岩微波作用前后强度折减测试过程中涉及的硬岩采集与制备、硬岩升温特性测定、 硬岩物理力学参数劣化测定和硬岩参数变化率等内容。 本文件适用于硬岩微波作用前后强度折减测试。 本文件可运用在地下隧道、水电硐室、交通隧道、煤炭井下开采、金属矿井下开采等硬岩破碎领域。 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/T23561.1煤和岩石物理力学性质测定方法第1部分：采样一般规定 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/T50266工程岩体试验方法标准 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 崩裂破裂burstfracture 在微波作用过程中，硬岩因微波加热效应导致矿物间的热应力和蒸汽压力超过岩石的抗拉强度，完 整的岩石试样崩碎为岩石碎块，产生新的自由面的现象。 3.2 破裂时长durationoffracture 在给定的微波功率下硬岩试样在发生熔融或崩裂破裂时的微波作用时长。 3.3 微波致裂microwave-inducedcracking 微波作用时，在硬岩试样发现熔融或崩裂破裂前，硬岩试样因微波加热在表面或内部产生微裂纹， 试样保持完整且无新的自由面产生的过程。 3.4 微波作用腔体microwaveirradiationcavity 由金属材料加工成的放置岩石负载的空间，通过波导将微波引入该空间内并形成稳定的电磁场。 3.5 劣化degradation 由微波辐照导致的岩石内部结构损伤和物理力学性能（强度、硬度、完整性等）不可逆降低的过程。 4基本要求 安全要求 4.1.1微波试验过程中微波腔体封闭门应紧闭，对试验场使用微波辐射探测仪监测并设定最高微波功 率限额，保证试验人员安全。 4.1.2微波试验前应排查安全隐患，检查实验设备应正常运转，腔体应能正常封闭。 技术要求 全国团体标准信息平台 T/GRM137—2025 24.2.1硬岩取样可按照GB/T23561.1执行。 4.2.2给定微波功率的破裂试验每组应至少取3块试样。 4.2.3试样应保证均质性。 4.2.4微波试验方案应基于硬岩的升温曲线和平均破裂时长，分阶段设置微波作用时间，梯度选取应 覆盖裂纹萌生至宏观破裂全过程，兼顾热响应与安全控制要求，具体如下： a)微波作用时间设置应覆盖从裂纹萌生到宏观破裂的完整热作用阶段； b)依据岩石温升速率，合理调整时间间隔，避免遗漏关键响应； c)根据试验目标控制最大作用时间，兼顾设备安全与数据准确性。 4.2.5微波试验前应测定硬岩试样的电磁学、矿物学、热力学等基础物理参数。 4.2.6微波试验开始前应通过三销钉调节负载腔体的微波入射效率达到最高。 4.2.7微波试验时应控制工业摄像机开始时间与微波输出时间相当，应准确记录硬岩试样上裂纹的萌 生、发育和破裂时间。 4.2.8每个试样应监测温度和表面形貌。 4.2.9当硬岩试样出现熔融或崩裂破裂时，应立即停止微波输出。 5硬岩采集、制备与成分测定 硬岩采样 5.1.1采样前应分析采样地区地质综合柱状图，确定采样地点地层结构。 5.1.2分析局部区域硬岩强度时，应在研究地点附近，根据需要选择有代表性的采样点采样。 5.1.3分析范围较大的硬岩性质时，应根据岩性变化情况，在代表性采样点采样。 5.1.4硬岩样品采样点应避开冲蚀带、断层破碎带及其影响区域等地段。 硬岩采样规格 5.2.1采集硬岩岩样应每组不少于4块，岩样尺寸不应小于250mm×250mm×250mm，不应包含 明显裂隙。 5.2.2目标区域存在层理面时，采集岩样高度方向应垂直岩层层理。 硬岩制备 5.3.1微波致裂试验应采用直径50mm×高度100mm的圆柱体试样测试。 5.3.2试样加工精度应为试样相对端面平行度小于0.1mm；试样任意轴向长度偏差不得大于0.2mm。 硬岩基础物性参数 5.4.1矿物组分测定时，每组岩样宜随机选取3份样品开展岩相薄片测试，确定每组样品中矿物组成， 以及相对应比例以及粒度。 5.4.2电磁-热参数测定时，应将每组岩样以及成岩矿物放入测试试管中并置于脊波导中间，被测样品 完全填充两脊波导空隙开展电磁参数测定，确定波导两端散射参数进行反演确定被测样品的复介电系数。 5.4.3硬岩试件质量测量前，试样表面应清洁、平整，采用高精度电子天平精确测量，精度为0.01g。 每个试样质量应重复测量3次并记录，计算算数平均值。 5.4.4硬岩试件尺寸测定时，直径应在试件的上下端面附近以及中央附近的断面，测定相互垂直的3 个方向的直径，取平均值为试件的直径。长度量测时，高度应在试件的中心轴线的两个相交的平面内各 取2个点，测定3个高度值，取算术平均值作为试件尺寸长度。 5.4.5岩石试件密度应按质量算术平均值(g)、直径算术平均值(mm)以及长度的算术平均值(mm)计算。 6硬岩升温特性测定 一般要求 一般要求应包括下列内容： a)适用于输出微波功率从0~15kW连续可变、微波频率2450MHz±30MHz的系统。 全国团体标准信息平台 T/GRM137—2025 3b)待测样品应充分干燥消除试样内不均匀含水的影响。 c)待测样品的温升和破裂特征依靠腔体集成的实时红外热成像系统、高清摄像模块监测。 d)微波激励模块输入电压应为三相AC380V±10%，50Hz±2Hz，冷却方式应采用8L/min水 冷系统。 e)电磁波传输应采用BJ26型矩形波导，并且只传输主模TE10。 测试设备 测试设备应微波作用腔体（见图1），并应符合下列要求： a)微波作用腔体应集成红外热成像模块实时监测模块，光学分辨率不应小于382×288像素，测 温范围宜为-20~900℃。 b)测试精度：量程应为±2℃，监测角度应为360°。 c)微波作用腔体应集成高清图像实时监测，像素不应小于1000万，可实时查看，监测角度为360°。 d)微波作用腔体内应集成称重模块，测