岩石物理力学性质指标经验数据
整理[物理]岩石、碎石土分类及其力学性质指标
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(一) 岩土工程地质分类按照GB 50007—2002《建筑地基基础设计规范》,作为建筑地基的岩土, 可分为岩石、碎石、砂土、粉土、黏性土和人工填土等。
1.岩石的分类岩石应为颗粒间牢固联结, 呈整体或具有节理裂隙的岩体。
岩石的分类有地质分类和工程分类。
地质分类主要根据岩石的成因, 矿物成分、结构构造和风化程度, 可用地质名称加风化程度表达, 如强风化花岗岩、微风化砂岩等。
岩石按成因的类型, 可分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩(水成岩) 和变质岩三大类。
工程分类主要根据岩体的工程性状加以分类。
地质分类是一种基本分类, 工程分类是在岩石分类的基础上进行的。
(1)根据岩石的成因, 岩石可分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩 (水成岩) 和变质岩三大类。
岩浆在向地表上升过程中, 由于热量散失逐渐经过分异等作用冷凝而成岩浆岩。
岩浆岩的分类见表Ⅰ-1。
表Ⅰ -1 岩浆岩的分类沉积岩是由岩石、矿物在内外力的作用下破碎成碎屑物质后,再经水流、风吹和冰川等的搬运、堆积在大陆低洼地带或海洋,再经胶结、压密等成岩作用而成的岩石。
沉积岩的分类见表Ⅰ-2。
表Ⅰ -2 沉积岩的分类变质岩是岩浆岩或沉积岩在高温、高压或其他因素作用下,经变质所形成的岩石。
变质岩的分类见表Ⅰ-3。
表Ⅰ -3 变质岩的分类(2)根据岩石的坚硬程度,岩石的分类见表Ⅰ-4。
表Ⅰ-4 岩石坚硬程度的划分(3)根据岩体完整程度的分类见表Ⅰ-5。
表Ⅰ -5 岩体完整程度划分注完整性指数为岩体纵波波速与岩块纵波波速之比的平方。
(4)根据岩体基本质量等级的分类见表Ⅰ-6。
表Ⅰ-6 岩体基本质量等级分类(5)根据风化程度,岩石的分类见表Ⅰ-7和表Ⅰ-8。
表Ⅰ -7 岩体风化带表Ⅰ-8 岩石按风化程度分类注 1.波速比Kv为风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比。
2.风化系数Kf为风化岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比。
3.花岗岩类岩石,可采用标准贯入试验划分,N≥50为强风化;50>N≥30为全风化; N<30为残积土。
岩土的物理力学性质参数
岩土的物理力学性质指标
岩上的物理力学性质指标应根据工程地质划分的扇形区及各区的边坡变形破坏特点，选取与之有关的试样进行力学试验，测左岩石及软弱夹层物理力学性质指标。
岩石及软弱夹层的物理性质指标详见表1至表7o
干枚岩
常
抗剪断0. 620. 25|0. 650. 320. 46 0. 23
与大理抗剪
单点抗剪0. 360. 2()0. 330. 04
规
岩互层0. 580. 120. 310. ()7
常规抗剪断0. 640. 330. 620. 4X0. 5() 0. 39
干枚岩抗剪0. 460. 250. 270. 13
单点抗剪().560. IX0. 340. ()6
表1 部分岩石的容重
表2 部分岩石的孔隙率与吸水率
表3 不冋成因粘上的有关物理力学性质指标（一）
表5 几种丄的渗透系数表
表6 土的平均物理、力学性质指标(一)
注：1・平均比重取：砂为2. 65：轻亚粘土为2. 70；亚粘土为2.71：粘±2. 74.
2.粗砂与中砂的EO值适用于不均系数Cu=3时，当Cu>5时应按表中所列值减少2∕3o CU为中间值时，EO值按内插法确左。
3.对于地基稳左计算，采用内摩擦角e的计算值低于标准值2° O
岩石及软弱夹层的力学性质指标见表8至表25*。
岩石物理力学性质指标经验数据
1.0-11.2
0.4-1.2 0.0005-0.0025
0.78-5.3 6.0
0.8-2.2 2.6-5.4 2.6-5.4 0.0005-0.0025 2.0-3.5 1.3-2.1 1.3-2.1 0.4-2.1 1.3-2.1
动弹性模量Ed (104MPa)
2.5 5.6-11.8 2.0-3.9 3.3-3.9
1.1-2.7 3.3-4.4 4.4-7.0
1.9-2.9 0.2-0.3 1.4-5.1 2.3-3.7 1.5-4.1 1.8-5.5 4.6-8.9 0.4-0.6
22.6-25.5 60-120
4.2-8.4
17.7-19.6 19.6-26.5 22.6-23.1
0.25-0.10 0.10-0.02
0.16 0.2-0.16 0.16-0.02 0.16-0.1 0.10-0.02 0.16-0.02
波速V0 (m/s)
600-3000 3000-6800
6800
600-3000 3000-6800
3000-6000 6000-6800
5200 3900-7500 3800-7500 5200-5800 5800-6800 3000-6800
70°-80°30'
45°-65° 45°-76° 9°-85° 65°-76° 65°-70°
27°-60° 60°-73° 70°-85°
85°
65°-83° 87°
17.4-19.3 6.5-9.8 11.8-17.6
8.4 19.3-34.5 6.9-13.7 10.0-11.8 3.9-9.8 10.0-13.2 13.2-20.9 6.8-10.2 0.5-1.0 4.7-17.8 7.9-12.7 5.0-13.9 6.2-19.6 16.2-31.4 1.4-2.1
岩土的物理力学性质参数
岩土的物力学性质指标
岩土的物理力学性质指标应根据工程地质划分的扇形区及各区的边坡变形破坏特点，选取与之有关的试样进行力学试验，测定岩石及软弱夹层物理力学性质指标。
岩石及软弱夹层的物理性质指标详见表 1 至表7。
表 1 部分岩石的容重
表 2 部分岩石的孔隙率与吸水率
表 3 不同成因粘土的有关物理力学性质指标（一）
表 4 不同成因粘土的有关物理力学性质指标（二）
表 5 几种土的渗透系数表
表 6 土的平均物理、力学性质指标（一）
表7 土的平均物理、力学性质指标（二）
注： 1. 平均比重取：砂为 2.65 ；轻亚粘土为 2.70 ；亚粘土为 2.71 ；粘土 2.74 。
2. 粗砂与中砂的Eo值适用于不均系数Cu=3时，当Cu>5时应按表中所列值减少2/3 。
Cu为中间值时，Eo 值按内插法确定。
3. 对于地基稳定计算，采用内摩擦角φ 的计算值低于标准值2
岩石及软弱夹层的力学性质指标见表8 至表25。
表8 岩石力学性质指标的经验数据（一）。
水利水电部分常用岩土物理力学参数经验数值
使用说明：1、资料涉及各行各业；2、资料出处为黄底加粗字体的为最新版本内容。
可按规范适用范围选择使用；3、资料出处非黄底加粗字体的为引用资料，很多为老版本，参考用。
水利水电工程部分岩土物理力学参数经验数值1岩土的渗透性(1)渗透系数岩土的渗透系数经验值《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》〜页土体的渗透系数值《水利水电工程水文地质勘察规范》页岩土体渗透性分级Lu：吕荣单位，是IMPa压力下，每米试段的平均压入流量。
以L/min计摘自《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-99 附录J 66页表F 岩土体渗透性分级《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487-2008) 109页附录F (2)单位吸水量各种构造岩的单位吸水量(3值)上表可以看出：同一断层内，一般碎块岩强烈透水；压碎岩中等透水；断层角砾岩弱透水；糜棱岩和断层泥不透水或微透水。
摘自高等学校教材天津大学《水利工程地质》第三版113页坝基(肩)防渗控制标准注：透水率lLu （吕荣）相当于单位吸水量摘自高等学校教材天津大学《水利工程地质》第三版118页（3）简易钻孔抽注水公式1）简易钻孔抽水公式根据水位恢复速度计算渗透系数公式丫（h2~hi）K= ---------------------t （S,+S2）式中：Y --一井的半径；h】一一抽水停止后h时刻的水头值；h：—一抽水停止后B 时刻的水头值；S】、S：-一- S或匕时刻从承压水的静止水位至恢复水位的距离；H-一-未抽水时承压水的水头值或潜水含水层厚度。
《工程地质手册》第三版927页2）简易钻孔注水公式当1/丫V4时21lg 21Ls Y式中：K-渗透系数(m/d)； 1-一试验段或过滤器长度(m)； Q一-稳定注水量(m3/d)；s 孔中水头高度(m)； Y 钻孔或过滤器半径(m)o《工程地质手册》第三版936页(4)水力坡降各种土允许水力坡降参考表允许水力坡降等于临界水力坡降被安全系数除，一般安全系数值取、, 即I允二I摘自长春地质学院《中小型水利水电工程地质》1978年139页各种土地基上水闸设计的允许渗流比降土层与混凝土建筑物接触面间发生接触冲刷时的破坏比降除以安全系数得出在无渗流出口保护情况下地基允许渗流比降见上表。
岩土所考博复习资料岩石力学(个人总结)第二章 岩石的基本物理力学性质
第二章岩石的基本物理力学性质第一节概述第二节岩石的基本物理性质一岩石的密度指标1 岩石的密度:岩石试件的质量与试件的体积之比，即单位体积内岩石的质量。
（1）天然密度：是指岩石在自然条件下，单位体积的质量，即（2）饱和密度：是指岩石中的孔隙全部被水充填时单位体积的质量，即（3）干密度：是指岩石孔隙中液体全部被蒸发，试件中只有固体和气体的状态下，单位体积的质量，即（4）重力密度：单位体积中岩石的重量，简称重度。
2 岩石的颗粒密度：是指岩石固体物质的质量与固体的体积之比值。
公式二岩石的孔隙性1 岩石的孔隙比：是指岩石的孔隙体积与固体体积之比，公式2 岩石的孔隙率：是指岩石的孔隙体积与试件总体积的比值，以百分率表示，公式孔隙比和孔隙率的关系式：三岩体的水理性质1 岩石的含水性质（1）岩石的含水率：是指岩石孔隙中含水的质量与固体质量之比的百分数，即（2）岩石的吸水率：是指岩石吸入水的质量与试件固体的质量之比。
2 岩石的渗透性：是指岩石在一定的水力梯度作用下，水穿透岩石的能力。
它间接地反映了岩石中裂隙间相互连通的程度。
四岩体的抗风化指标1 软化系数：是指岩石饱和单轴抗压强度与干燥状态下的单轴抗压强度的比值。
它是岩石抗风化能力的一个指标，反映了岩石遇水强度降低的一个参数：2 岩石耐崩解性：岩石与水相互作用时失去粘结性并变成完全丧失强度的松散物质的性能。
岩石耐崩解性指数：是通过对岩石试件进行烘干，浸水循环试验所得的指数。
它直接反映了岩石在浸水和温度变化的环境下抵抗风化作用的能力。
3 岩石的膨胀性：岩石浸水后体积增大的性质。
（1）岩石的自由膨胀率：是指岩石试件在无任何约束的条件下浸水后所产生膨胀变形与试件原尺寸的比值。
（2）岩石的侧向约束膨胀率：是将具有侧向约束的试件浸入水中，使岩石试件仅产生轴向膨胀变形而求得膨胀率。
（3）膨胀压力:岩石试件浸水后，使试件保持原有体积所施加的最大压力。
五岩体的其他特性1 岩石的抗冻性:岩石抵抗冻融破坏的性能。
岩石的物理力学性质
nb Vnb 100% V
(3)小开空隙率nl:即岩石试件内小开型空隙的体积（Vnl) 占试件总体积(V)的百分比。
nl Vnl 100% V
(4)总开空隙率（孔隙率）n0: 即岩石试件内开型空隙的 总体积（Vn0)占试件总体积(V)的百分比。
cf ） , 以
此强度下降值与融冻试验前的抗压强度 σ c之比的百
c cf Cf 100% c
可见：抗冻系数Cf 越小，岩石抗冻融破坏的能力越强。
7.岩石的碎胀性
岩石破碎后的体积VP 比原体积 V增大的性能称为岩石
的碎胀性，用碎胀系数ξ 来表示。
VP V
碎胀系数不是一个固定值，是随时间而变化的。 永久碎胀系数（残余碎胀系数）――不能再压密时 的碎胀系数称为永久碎胀系数.
岩石的软化性是指岩石在饱水状态下其强度相对 于干燥状态下降低的性能，可用软化系数η 表示。
软化系数指岩石试样在饱水状态下的抗压强度
σ
cb与在干燥状态下的抗压强度σ c之比，即
cb c c
各类岩石的η c=0.45～0.9之间。 η η
c c
Байду номын сангаас
>0.75,岩石软化性弱、抗水、抗风化能力强； <0.75，岩石的工程地质性质较差。
1 与 主 应 力 差 ( σ 1-
σ 3) 的关 系 曲 线 表 示 。
反复加卸载对岩石变形的影响
围压对岩石变形的影响
三轴应力状态下大理岩的应力－应变曲线
围压对岩石刚度的影响
砂岩：孔隙较多，岩性较软， σ3增大，弹性模量变大。 辉长岩：致密坚硬， σ3增大，弹性模量几乎不变。
岩石物理力学性质(物理力学指标)
岩石的物理力学指标（目标：掌握岩石的物理力学指标及其试验方法）密度：单位体积所具有的质量称为密度，公式ρ=m/V(kg/m 3);块体密度(或岩石密度)是指岩石单位体积内的质量，按岩石的含水状态，又有干密度、饱和密度和天然密度之分，在未指明含水状态时一般指岩石的天然密度。
试验方法：岩石颗粒密度是岩石固相物质的质量与体积的比值，采用比重瓶法或水中称量法测定。
比重瓶法测定岩石的颗粒密度，又分为土工试验方法、岩石试验方法和建筑材料试验方法三种。
岩石的块体密度是指单位体积的岩石质量，是岩石试件的质量与其体积之比。
岩石的块体密度试验量积法适用于能制备成规则试件的岩石;水中称量法适用于除遇水不崩解、不溶解和不干缩湿胀的其他各类岩石:密封法适用于不能用量积法或直接在水中称量进行试验的岩石。
岩石的比重：岩石的比重就是绝对干燥时岩石固体部分实体积(即不包含孔隙的体积)的重量与同体积水(4℃)的重量之比。
岩石的容重：单位体积内岩石(包括孔隙体积)的重量称为岩石的容重，单位（N/m ³）。
公式γ=G/V （N/m 3)，容重等于密度和重力加速度的乘积，即γ=ρg ，单位是牛/立方米（N/m ³）。
干容重：就是指不含水分状态下的容重。
一般用于表示土的压实效果，干容重越大表示压实效果越好。
最大干容重：是在实验室中得到的最密实状态下的干容重。
含水率：岩石含水率反映了岩石在天然状态下的实际情况，用烘干前的质量减去烘干后的质量与烘干后的质量之比来表示。
试验方法：烘干法。
％10000⨯-=d d m m m w岩石试件的含水率对测试成果的影响尤为明显，因为具有膨胀特性的岩石，吸水膨胀。
试验前试件的含水率应尽量接近天然含水状态，实行干法加工。
岩石膨胀特性稳定时间:膨胀试验时间一般在48h 以内，膨胀压力试验则往往超过48h 。
水理性质：岩石在水溶液作用下表现出来的性质； 吸水性：岩石在一定的试验条件下吸收水分的能力，称为岩石的吸水性。
岩土主要物理力学指标参考值
岩土主要物理力学指标参考值（2）溢洪道工程地质条件坝址溢洪道位于左坝肩斜坡顶部，进口段至坡顶地形较平缓，坡顶至出口段为降坡段，斜坡坡度25～28°。
浅表层为全、强风化石英闪长岩，工程地质条件与大坝左坝肩基本一致，但全、强风化石英闪长岩风化严重，抗冲刷能力较弱。
（3）放水、冲沙洞工程地质条件①隧洞地质条件洞区地形、地质条件较简单，主要物理地质作用为自然风化、剥蚀，无滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用，未见断裂构造通过，整体稳定。
隧洞进口段为第四系冲洪积砾砂土覆盖层，结构松散，强度低，对洞口边坡需进行加固护坡。
隧洞洞身前段主要由弱风化石英闪长岩组成，岩体较破碎，岩体基本质量等级为Ⅳ级，自稳能力较差，成洞后稳定性差，隧洞开挖容易产生局部塌方、掉块等挤压形式变形破坏；隧洞中段主要由微风化石英闪长岩组成，岩体较完整，自稳能力较好，开挖后可基本稳定，局部可能会出现岩块位移错动掉块；隧洞出口段主要由弱风化石英闪长岩组成，岩体较破碎，自稳能力较差，隧洞开挖容易产生局部塌方、掉块等挤形式压变形破坏。
隧洞出口段该段地层为第四系冲洪积漂石土覆盖层，结构松散，强度低，开挖易产生塌方。
②隧洞岩土物理力学特性隧洞岩土物理力学特性主要物理力学指标参考前表。
工程岩体分级标准（上）2010-04-15 | 作者：| 来源：中国地质环境信息网| 【大中小】【打印】【关闭】1 总则1.0.1 为建立统一的评价工程岩体稳定性的分级方法；为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据，制定本标准。
1.0.2 本标准适用于各类型岩石工程的岩体分级。
1.0.3 工程岩体分级，应采用定性与定量相结合的方法，并分两步进行，先确定岩体基本质量，再结合具体工程的特点确定岩体级别。
1.0.4 工程岩体分级所必需的地质调查和岩石试验，除应符合本标准外，尚应符合有关现行国家标准的规定。
2 术语、符号2.l 术语2.1.1 岩石工程rock engineering以岩体为工程建筑物地甚或环境，并对岩体进行开挖或加固的工程，包括地下工程和地面工程。
岩土的物理力学性质参数
岩土的物理力学性质指标
岩土的物理力学性质指标应根据工程地质划分的扇形区及各区的边坡变形破坏特点.选取与之有关的试样进行力学试验.测定岩石及软弱夹层物理力学性质指标。
岩石及软弱夹层的物理性质指标详见表1至表7。
表1 部分岩石的容重
表2 部分岩石的孔隙率与吸水率
表3 不同成因粘土的有关物理力学性质指标（一）
表4 不同成因粘土的有关物理力学性质指标（二）
表5 几种土的渗透系数表
表6 土的平均物理、力学性质指标（一）
表7 土的平均物理、力学性质指标（二）
注：1.平均比重取：砂为2.65；轻亚粘土为2.70；亚粘土为2.71；粘土2.74。
2.粗砂与中砂的Eo值适用于不均系数Cu=3时.当Cu＞5时应按表中所列值减少2/3。
Cu为中间值时. Eo 值按内插法确定。
3.对于地基稳定计算.采用内摩擦角φ的计算值低于标准值2°。
岩石及软弱夹层的力学性质指标见表8至表25。
表8 岩石力学性质指标的经验数据（一）。
岩石的物理力学性质讲解
4、岩石的崩解性
式中：
Id2
mr md
W2 W0 100% W1 W0
Id2 ——两次循环试验求得的耐崩解指数，在0～100% 之间变化；
md——试验前试块的烘干质量； mr——残留在圆筒内试块的烘干质量； W1 ——试验前试件和圆筒的烘干重量； W2——第二次循环后试件和圆筒的烘干重量； W0——试验结束冲洗干净后圆筒的烘干重量。
2、干密度（ρ d）和干重度(γ d )
干密度是指岩石孔隙中的液体全部被蒸发后单位体积 岩石的质量，相应的重度即为干重度。
d
Ws V
d d g
（g/cm3） (kN /m3)
式中：Ws——岩石试件烘干后的质量(g)； V——岩石试件的体积(cm3)；
g——重力加速度。
3、饱和密度（ρ ）和饱和重度(γw)
E切＝
a a
2 2
a1 a1
割线模量：
是曲线上某一点与坐 标原点连线的斜率。
E割
工程上常用E50 ：
E50
50 50
初始模量反映了岩石中微裂隙的多少。 切线模量反映了岩石的弹性变形特征 割线模量反映了岩石的总体变形特征。
c 具有粘性的弹性岩石
由于应变恢复 有滞后现象，即加 载和卸载曲线不重 合，加载曲线弹模 和卸载弹模也不一 样。P点加载弹模 取过P点的加载曲 线的切线斜率，P 点卸载弹模取过P 点的卸载曲线的切 线斜率。
nb
Vnb V
Ws V
Vnb Ws
Ws Vnb1 d1
V W1
w
式中：W s为干燥岩石的重量；γ d,γ w分别为干燥岩石和水的重度。
（2）岩石的饱水率（ω2）
第二章岩石的基本物理力学性质
ms——岩石固体的质量。
试验方法：105~110℃烘24h。
1.岩石的密度
（4）重力密度：单位体积中岩石的重量，简称重度。 由密度乘上重力加速度而得，单位kN/m3。
♪工程中应用最广泛的参数之一，不仅反映了岩石的致 密程度，还可计算岩体的自重应力。
2.岩石的颗粒密度
岩石固体物质的质量与固体的体积之比。(比重瓶)
二、岩石的孔隙性 反映裂隙发育程度的指标
1.孔隙比 e VV / Vs VV——孔隙体积（水银充填法求出）
2.孔隙率
n VV 100% V
V=Vs+VV
e~n关系
e VV Vs
VV / V Vs / V
VV V
V VV V
n 1 n
n 1 d s
三、岩石的水理性质
1.岩石的含水性质
(1)含水率：岩石孔隙中含水量mW与固体质量之比的百分数
具有侧向约束的试件浸入水中，使岩石试件仅产生轴向 膨胀变形而求得的膨胀率。
VHP
H HP H
100%
3、膨胀压力：岩石试件浸水后，使试件保持原有体积所 施加的最大压力。
五、岩石的抗冻性
Kf
Rf Rs
Kf—抗冻性系数； Rf—岩石冻融后的饱和单轴抗压强度； Rs—岩石冻融前的饱和单轴抗压强度。
冻融条件下强度损失原因： 1.各种矿物的膨胀系数有差异； 2.空隙中的水结冰，体积增大。
（3）岩石的膨胀性(含有粘土矿物的岩石)
——评价膨胀性岩体工程的稳定。
1、自由膨胀率 —无约束条件下，浸水后膨胀变形与原尺寸之比。
轴向自由膨胀
VH
H H
100%
（%）H——试件高度
径向自由膨胀
VD
岩土地物理力学性质全参数
岩土的物理力学性质指标
岩土的物理力学性质指标应根据工程地质划分的扇形区及各区的边坡变形破坏特点，选取与之有关的试样进行力学试验，测定岩石及软弱夹层物理力学性质指标。
岩石及软弱夹层的物理性质指标详见表1至表7。
表1部分岩石的容重
岩石名称
容重γ（g/cm3）
岩石名称
容重γ（g/cm3）
变化范围平均值变化范围平均值
花岗岩 2.25～2.80 2.65 泥质砂岩— 2.28 响岩——粘土质砂岩— 2.52 正长岩 2.50～3.00 2.79 页岩 2.3～2.6 2.50 流纹岩——砂质页岩 2.08～2.65 2.36 流纹斑岩 2.49～2.63 2.60 粘土质页岩 2.51～2.72 2.65
表2部分岩石的孔隙率与吸水率
表3不同成因粘土的有关物理力学性质指标（一）
表4不同成因粘土的有关物理力学性质指标（二）
表5几种土的渗透系数表
表6土的平均物理、力学性质指标（一）
表7土的平均物理、力学性质指标（二）
注：1.平均比重取：砂为2.65；轻亚粘土为2.70；亚粘土为2.71；粘土2.74。
2.粗砂与中砂的Eo值适用于不均系数Cu=3时，当Cu＞5时应按表中所列值减少2/3。
Cu为中间值时， Eo 值按内插法确定。
3.对于地基稳定计算，采用内摩擦角φ的计算值低于标准值2°。
岩石及软弱夹层的力学性质指标见表8至表25。
表8岩石力学性质指标的经验数据（一）。
岩土的物理力学性质指标
岩土的物理力学性质指标岩土的物理力学性质指标是边坡的稳定性计算的基本参数和重要依据。
应根据工程地质划分的扇形区及各区的边坡变形破坏特点，选取与之有关的试样进行力学试验，测定岩石及软弱夹层物理力学性质指标。
岩石及软弱夹层的物理性质指标详见表1至表7。
表2 部分岩石的孔隙率与吸水率岩石名称孔隙率n （%）吸水率^（%）变化范围平均值H-R UJ-J U-J 花冈石流纹斑岩闪长岩正长岩安山岩玄武岩辉绿岩霏细岩凝灰岩火山角砾岩安山凝灰集块岩砾岩砂岩砂岩（第三纪）砂岩（白垩纪）砂岩（侏罗纪）砂岩（三迭纪）砂岩新鲜的风化的石英砂岩0.04 〜2.801.10 〜3.400.25 〜3.00—0.29 〜1.131.10 〜4.301.00 〜2.200.29 〜5.101.59 〜2.230.90 〜7.540.40 〜4.102.00 〜5.101.04 〜9.305.00 〜20.002.20〜42.007.20〜37.704.20〜24.600.60 〜27.70—0.952.001.252.540.702.301.702.201.803.202.103.205.0413.0015.3017.1013.2019.3021.112.260.10 〜1.700.14 〜1.650.18 〜1.000.48—0.20 〜1.000.30 〜0.800.20 〜1.000.18 〜0.350.34 〜2.120.14 〜4.000.40 〜1.000.14 〜4.101.00 〜9.00—————石英砂岩新鲜的风化的页岩砂质页岩泥质页岩煤质页岩泥灰岩石灰石石灰岩（第三纪）石灰岩（中生代）石灰岩（古生代）白垩石膏硬石膏片麻岩大理岩白云岩石英岩石英片岩角闪石片岩云母片岩绿泥石片岩千枚岩——0.70 〜7.000.80 〜4.15——1.00 〜52.000.53 〜27.00—1.20 〜26.500.80 〜27.005.00 〜58.000.10 〜4.000.63 〜6.260.30 〜2.400.10 〜6.000.30 〜25.000.00 〜8.701.53 〜2.80—1.714.91——1.35I.0318.0012.0020.00II.6512.0026.401.701.651.351.007.702.402.002.960.792.103.60——2.30 〜6.00———1.00—5.000.20 〜6.40——————0.14 〜0.30——0.02 〜0.280.10〜0.300.110.08 〜0.420.55〜1.12表3 不同成因粘土的有关物理力学性质指标（一）表4 不同成因粘土的有关物理力学性质指标（二）表5 几种土的渗透系数表表6 土的平均物理、力学性质指标（一）表7 土的平均物理、力学性质指标(二)注：1.平均比重取：砂为2.65；轻亚粘土为2.70；亚粘土为2.71 ；粘土2.74。
岩石力学特性测试方法及数据分析
岩石力学特性测试方法及数据分析一、引言岩石力学特性测试方法及数据分析是地质学和工程领域中重要的研究内容之一。
通过了解岩石的力学性能，可以为地质灾害预测、岩土工程设计以及矿山开采等提供科学依据。
本文将介绍岩石力学特性测试的一般方法，并对数据的分析与应用进行探讨。
二、岩石力学特性测试方法1. 野外取样：在进行岩石力学特性测试前，需要首先野外进行取样工作。
取样方法包括钻孔取样和露头取样两种。
钻孔取样适用于需要获取深部岩石样本的情况，而露头取样则适用于岩石露头暴露的情况。
2. 实验室测试：在实验室中进行的岩石力学特性测试包括力学性质测试和物理性质测试两个方面。
a. 力学性质测试：包括抗压强度、抗拉强度、剪切强度、弹性模量、泊松比等指标的测试。
其中，抗压强度是最常用的力学参数，可以通过压力载荷下的试验来测定。
b. 物理性质测试：包括密度、孔隙度、饱和度、渗透性等指标的测试。
这些参数主要用于描述岩石材料的含水、渗透和破坏性。
3. 效应测试：岩石在变应力和变变形下的特性测试。
主要包括应力应变关系、岩石的蠕变、岩石的断裂以及破碎过程等。
三、数据分析与应用1. 统计分析：对于得到的测试数据，需要进行合理的统计分析。
常用的统计参数包括平均值、方差、标准差、可信区间等。
通过统计分析，可以了解不同岩石样本的力学特性之间的差异，并基于这些数据为工程设计和实践提供参考依据。
2. 岩石类别划分：通过测试数据的分析，可以将不同的岩石样本划分为不同的类别。
这些类别可以是基于不同力学特性的区分，也可以是基于岩石的结构和成分的区分。
岩石类别的划分对于岩土工程设计和地质灾害预测具有重要意义。
3. 参数拟合与预测：通过对测试数据进行参数拟合，可以建立岩石力学特性与其他参数之间的数学模型。
这些模型可以用于预测未知岩石样本的力学特性，并为实际工程中的决策提供依据。
4. 数值模拟：基于岩石力学特性测试数据，可以进行数值模拟分析。
采用有限元分析等方法，可以模拟真实工程场景下不同岩石样本的应力、应变和破坏过程。
岩石物理力学性质指标经验数据
岩石物理力学性质指标经验数据在岩石物理学中，岩石的物理力学性质指标是评估岩石力学行为的重要参数，包括岩石的强度、变形性质、破裂特性等。
这些指标的经验数据非常重要，能够为岩石物理学的研究和实际工程应用提供有效的参考。
下面将介绍一些常见的岩石物理力学性质指标的经验数据。
岩石的抗压强度是指在垂直于施加力的方向上，岩石能够抵抗的最大压缩应力。
不同类型的岩石具有不同的抗压强度。
常见的岩石抗压强度经验数据如下：-砂岩：5-25MPa-灰岩：25-100MPa-花岗岩：100-250MPa-片麻岩：50-150MPa-麻岩：50-200MPa2. 抗张强度（Tensile strength）：岩石在拉伸条件下能够承受的最大应力称为抗张强度。
由于岩石的抗拉强度较低，因此常常使用岩石抗压强度的一半作为岩石的抗拉强度估计值。
常见的岩石抗张强度经验数据如下：-砂岩：1-5MPa-灰岩：5-20MPa-花岗岩：20-100MPa-片麻岩：10-50MPa-麻岩：10-50MPa3. 剪切强度（Shear strength）：岩石的剪切强度是指岩石在剪切应力作用下能够抵抗剪切破坏的最大强度。
常见的岩石剪切强度经验数据如下：-砂岩：3-15MPa-灰岩：15-30MPa-花岗岩：30-100MPa-片麻岩：15-50MPa-麻岩：20-60MPa4. 弹性模量（Young modulus）：弹性模量是岩石在弹性变形范围内的刚度指标，表示岩石在受力时变形程度的大小。
常见的岩石弹性模量经验数据如下：-砂岩：1-30GPa-灰岩：10-100GPa-花岗岩：50-200GPa-片麻岩：10-50GPa-麻岩：5-50GPa5. 泊松比（Poisson's ratio）：泊松比表示材料体积收缩时的径向收缩与轴向延伸之比，常用来表征岩石的变形特性。
-砂岩：0.1-0.4-灰岩：0.1-0.35-花岗岩：0.2-0.35-片麻岩：0.1-0.4-麻岩：0.2-0.4需要注意的是，以上数据仅为经验值，实际岩石的物理力学性质受多种因素的影响，包括岩石类型、成分、结构、孔隙度等。
岩土主要物理力学指标参考值
岩土主要物理力学指标参考值（2）溢洪道工程地质条件坝址溢洪道位于左坝肩斜坡顶部，进口段至坡顶地形较平缓，坡顶至出口段为降坡段，斜坡坡度25～28°。
浅表层为全、强风化石英闪长岩，工程地质条件与大坝左坝肩基本一致，但全、强风化石英闪长岩风化严重，抗冲刷能力较弱。
（3）放水、冲沙洞工程地质条件①隧洞地质条件洞区地形、地质条件较简单，主要物理地质作用为自然风化、剥蚀，无滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用，未见断裂构造通过，整体稳定。
隧洞进口段为第四系冲洪积砾砂土覆盖层，结构松散，强度低，对洞口边坡需进行加固护坡。
隧洞洞身前段主要由弱风化石英闪长岩组成，岩体较破碎，岩体基本质量等级为Ⅳ级，自稳能力较差，成洞后稳定性差，隧洞开挖容易产生局部塌方、掉块等挤压形式变形破坏；隧洞中段主要由微风化石英闪长岩组成，岩体较完整，自稳能力较好，开挖后可基本稳定，局部可能会出现岩块位移错动掉块；隧洞出口段主要由弱风化石英闪长岩组成，岩体较破碎，自稳能力较差，隧洞开挖容易产生局部塌方、掉块等挤形式压变形破坏。
隧洞出口段该段地层为第四系冲洪积漂石土覆盖层，结构松散，强度低，开挖易产生塌方。
②隧洞岩土物理力学特性隧洞岩土物理力学特性主要物理力学指标参考前表。
工程岩体分级标准（上）2010-04-15 | 作者：| 来源：中国地质环境信息网| 【大中小】【打印】【关闭】1 总则1.0.1 为建立统一的评价工程岩体稳定性的分级方法；为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据，制定本标准。
1.0.2 本标准适用于各类型岩石工程的岩体分级。
1.0.3 工程岩体分级，应采用定性与定量相结合的方法，并分两步进行，先确定岩体基本质量，再结合具体工程的特点确定岩体级别。
1.0.4 工程岩体分级所必需的地质调查和岩石试验，除应符合本标准外，尚应符合有关现行国家标准的规定。
2 术语、符号2.l 术语2.1.1 岩石工程rock engineering以岩体为工程建筑物地甚或环境，并对岩体进行开挖或加固的工程，包括地下工程和地面工程。
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花岗岩
正长岩 闪长岩 岩浆岩 斑岩 安山岩 玄武岩 辉绿岩 流纹岩、凝灰岩 火山角砾岩 火山块集岩 花岗片麻岩 片麻岩 变质岩 石英岩 大理岩 千枚板岩 砾岩 石英砂岩 砂岩 片状砂岩 炭质砂岩 炭质页岩 黑页岩 带状页岩 砂质页岩 云母页岩 软页岩 页岩 泥灰岩 黑泥灰岩
沉积岩
石灰岩
16.7-21.6 21.0-21.5 24.5-27.0 30.0
27° -60° 60° -73° 70° -85° 85° 65° -83° 87°
岩石物理力学性质指标经验
岩类 名称 容重γ 3) （kN/m 25.8-26.8 27.5-30.0 30.0-32.4 24.5 26.5-27.5 27.5-32.4 24.5-28.4 28.4-32.4 27.5 24.5-26.5 26.5-32.4 26.5 28.4 24.5-32.4 24.5-32.4 26.5-28.4 24.525.5-27.5 25.6 27.5-29.4 24.5-32.4 24.5-32.4 21.6-24.5 27.5-28.4 28.4-32.4 25.5-26.6 21.6-29.4 27.1 21.6-29.4 19.6-25.5 26.6 15.2-16.2 22.6-25.5 17.7-19.6 19.6-26.5 22.6-23.1 24.5 21.6-22.6 抗压强度Re (MPa) 75-110 120-180 180-200 80-100 120-180 180-200 120-200 200-250 160 120-160 160-250 160-180 200-250 120-250 120-250 180-200 80-100 140-180 87 200-360 70-140 120-140 40-100 120-160 160-250 68-102 4.5-10 47-110 80-130 50-140 25-80 66-130 6-8 60-120 20 20-40 3.5-20 40-60 25-30 抗拉强度Rt (MPa) 2.1-3.2 3.3-5.0 5.0-5.6 2.3-2.7 3.3-5.0 5.0-5.6 3.3-5.6 5.6-7.0 5.3 3.3-4.4 4.4-7.0 4.4-5.0 5.6-7.0 3.3-7.0 3.3-7.0 5.0-5.6 2.2-2.7 3.9-5.0 2.5 5.6-11.8 2.0-3.9 3.3-3.9 1.1-2.7 3.3-4.4 4.4-7.0 1.9-2.9 0.2-0.3 1.4-5.1 2.3-3.7 1.5-4.1 1.8-5.5 4.6-8.9 0.4-0.6 4.2-8.4 1.4 1.4-2.7 0.3-1.4 3.7-4.1 1.8-2.1 抗剪强度τ (MPa) 5.0-7.4 8.8-11.8 11.8-13.2 5.3-6.7 7.9-11.8 11.8-16.7 7.9-13.2 13.2-16.7 10.1 7.9-10.6 10.6-16.7 10.6-11.8 13.2-16.7 7.9-16.7 7.9-16.8 12.0-13.2 5.3-6.6 9.3-12 5.8 13.2-24 4.7-9.4 7.9-9.3 2.6-6.6 7.9-10.6 10.6-16.8 5.2-7.8 0.3-0.8 3.1-13.7 6.1-9.8 3.8-11.1 2.1-6.5 5.4-9.9 0.5-0.7 4.9-9.8 1.7 1.7-3.2 0.3-1.7 3.2-4.9 2.1-2.5
波速V0 (m/s) 600-3000 3000-6800 6800 600-3000 3000-6800 3000-6000 6000-6800 5200 3900-7500 3800-7500 5200-5800 5800-6800 3000-6800 3000-6800 6800 3700-5000 5300-6500 3000-6500 3000-6500 3000-6500 3000-6500 900-4200 900-3000 3000-4200 900-4200 4000-4150 1800-5250 1800-5250 1800 1800-5250 1800 1800-5250 1800-2800 2800-5250 1800
2500-2800 3500-4400 4800-6300 6700 3000-6800
0.3-2.9 1.2-7.8 5.9-19.6 11.8-19.6 2.0-11.8 11.8-19.6
1.0-3.3
似内摩擦角φ' 70° -82° 75° -87° 87° 82° 30'-85° 82° 30'-80° 87° 75° -87° 87° 85° 75° -85° 87° 85° 87° 75° -87° 80° -87° 87° 78° -82° 80° -87° 80° 87° 70° -82° 30' 75° -87° 70° -82° 30' 75° -85° 80° -87° 75° -82° 30' 27° -45° 70° -85° 72° 30 65° -85° 65° -75° 75° 30° -40° 70° -80° 30' 45° -65° 45° -76° 9° -85° 65° -76° 65° -70°
4
泊松比μ 0.36-0.16 0.16-0.10 0.10-0.02 0.36-0.16 0.16-1.0 0.10-0.02 0.25-0.10 0.10-0.02 0.16 0.2-0.16 0.16-0.02 0.16-0.1 0.10-0.02 0.16-0.02 0.16-0.05 0.20-0.05 0.30-0.20 0.20-0.05 0.20-0.16 0.15-0.10 0.36-0.16 0.16 0.36-0.20 0.20-0.16 0.16-0.05 0.25-0.05 0.30-0.25 0.20-0.05 0.25-0.05 0.25-0.08 0.20-0.16 0.20-0.16 0.30-0.25 0.30-0.16 0.30-0.25 0.25-0.16 0.40-0.30 0.30-0.20 0.30-0.250
10-17 25-55 70-128 180-200
0.6-1.0 1.5-3.2 4.2-7.4 10.5-11.6
0.9-1.4 2.1-4.5 5.7-10.4 14.7-16.2
21.6-26.5 40-120 1.1-3.3 2.1-7.9 26.5-29.4 120-140 3.3-3.9 8.5-9.3 注：1.似内摩擦角是考虑岩石粘着力在内的假想摩擦角(φ')，计算公式为arctg c/σ+f=φ' 2.本表摘自《岩石地下建筑技术措施工程地质勘测》一书。 白云岩
1.8-2.9 4.4-9.6 12.5-22.3 31.4-34.3 3.9-12.9 10.0-11.8
2.1-6.2
1.0-1.6 2.8-4.0 4.9-7.8 7.9-9.2 3.2-7.0 7.0-7.6
0.50-0.31 0.31-0.25 0.25-0.16 0.16-0.04 0.36-0.16 0.16
4
动弹性模量Ed (10 MPa) 4.9-6.9 7.0-8.9 8.9-9.2 5.3-6.9 7.0-8.9 8.9-11.2 7.6-9.2 9.2-11.2 8.4 7.0-8.4 8.4-11.2 8.4-8.9 9.2-11.2 7.0-11.2 7.0-11.2 8.9-9.2 4.9-6.9 7.6-8.9 5.5 9.2-13.9 4.9-8.0 7.0-7.6 3.2-6.8 7.0-8.4 8.4-11.2 4.0-6.2 0.5-1.0 3.6-8.9 4.9-7.8 3.9-7.6 2.7-5.3 4.9-7.3 0.7-0.9 4.3-7.1 1.8 1.86-3.2 0.5-1.8 3.2-4.3 2.8-3.5
弹性抗力系数K0 (MPa) 6-20 12-50 50 6-20 12-50 50 12-50 20-50 12-20 12-20 20-50 20-50 12-53 12-50 35-50 6-20 12-50 8-20 20-50 6-20 12-20 2.0-11.8 11.8-49.0 19.6-49.0 3.9-19.6 0.3-0.5 2.0-34.3 3.9-19.6 2.9-19.6 0.2-11.8 3.9-19.6 0.3-0.5 2.9-11.8 0.6-2.9 0.6-3.9 0.3-2.0 2.0-5.9 2.0-3.9
岩石物理力学性质指标经验数据
抗弯强度R弯 (MPa) 4.5-9.8 10.0-15.0 15.0-19.3 6.8-8.2 10.0-15.0 15.0-20.6 10-16.8 16.8-20.9 15.8 19-13.2 13.2-20.9 13.2-15 16.8-20.9 10-20.9 10-20.9 17.4-19.3 6.5-9.8 11.8-17.6 8.4 19.3-34.5 6.9-13.7 10.0-11.8 3.9-9.8 10.0-13.2 13.2-20.9 6.8-10.2 0.5-1.0 4.7-17.8 7.9-12.7 5.0-13.9 6.2-19.6 16.2-31.4 1.4-2.1 14.7-29.4 4.9 4.7-9.8 0.9-4.9 9.8-14.7 6.2-7.2 静弹性模量E0 (10 MPa) 1.4-5.5 5.3-6.8 1.5-11.2 2.2-11.2 6.5-6.9 4.2-10.4 4.2-10.4 6.8-7.7 2.2-11.2 1.0-11.2 7.2-9.2 1.5-6.9 4.4-13.9 1.0-3.3 2.2-3.35-0.0025 0.78-5.3 6.0 0.8-2.2 2.6-5.4 2.6-5.4 0.0005-0.0025 2.0-3.5 1.3-2.1 1.3-2.1 0.4-2.1 1.3-2.1