岩石物理力学性质指标经验数据
常用的岩土和岩石物理力学参数
(E, ν) 与(K, G)的转换关系如下：)21(3ν-=EK)1(2ν+=EG （7.2）当ν值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5，因为计算的K 值将会非常的高，偏离实际值很多。
最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计)，然后再用K 和ν来计算G 值。
表7.1和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。
岩石的弹性（实验室值）（Goodman,1980） 表7.1土的弹性特性值（实验室值）（Das,1980） 表7.2中弹性常量：E 1, E 3,ν12,ν13和G 13；正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E 1,E 2,E 3,ν12,ν13,ν23,G 12,G 13和G 23。
这些常量的定义见理论篇。
均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。
一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。
表3.7给出了各向异性岩石的一些典型的特性值。
横切各向同性弹性岩石的弹性常数（实验室） 表7.3流体弹性特性——用于地下水分析的模型涉及到不可压缩的土粒时用到水的体积模量K f ，如果土粒是可压缩的，则要用到比奥模量M 。
纯净水在室温情况下的K f 值是2 Gpa 。
其取值依赖于分析的目的。
分析稳态流动或是求初始孔隙压力的分布状态（见理论篇第三章流体-固体相互作用分析），则尽量要用比较低的K f ，不用折减。
这是由于对于大的K f 流动时间步长很小，并且，力学收敛性也较差。
在FLAC 3D中用到的流动时间步长,∆ tf 与孔隙度n ，渗透系数k 以及K f 有如下关系：'f f k K nt ∝∆ （7.3） 对于可变形流体（多数课本中都是将流体设定为不可压缩的）我们可以通过获得的固结系数νC 来决定改变K f 的结果。
f'K nm k C +=νν （7.4）其中3/4G K 1m +=νf 'k k γ=其中，'k ——FLAC 3D使用的渗透系数k ——渗透系数，单位和速度单位一样（如米/秒）f γ——水的单位重量考虑到固结时间常量与νC 成比例，我么可以将K f 的值从其实际值（Pa 9102⨯）减少，利用上面得表达式看看其产生的误差。
整理[物理]岩石、碎石土分类及其力学性质指标
![整理[物理]岩石、碎石土分类及其力学性质指标](https://img.taocdn.com/s3/m/728544d7910ef12d2af9e734.png)
(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。
常用的岩土和岩石物理力学参数
(E v) •与(K. G)的转换关系如下:3(1-2v)G = ------------ (7.2)2(1+ v)当v 值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5,因为汁算的K 值将会非常的高，偏离 实际值很多。
最好是确左好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计)，然后再用K 和v 来计算G 值。
表7」和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。
各向异性弹性特性一一作为各向异性弹性体的特姝情况，横切各向同性弹性模型需要 5中弹性常量：E], E 3, V 12, VI 3和On ；正交％向异性弹性模型有9个弹性模量E h E 2,E 3, V12, V13, V23,G12,G13 GlJo 这些常量的定义见理论篇。
均质的节理或是层状的岩仃一般表现出横切各向同性弹性特性。
一些学者已经给出了 用各向同性弹性特性参数、巧理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。
表3.7给出了 各向异性岩石的一些典型的特性值。
1 / 10页岩66.849.50」70.2125.3大理石6&650.20.060.2226.6花岗岩10.7 5.20.200.41 1.2流体弹性特性一一用于地F水分析的模型涉及到不可压缩的土粒时用到水的体积模量K…如果土粒是可压缩的，则要用到比奥模量M o纯净水在室温情况下的K「值是2 Gpa Q 其取值依赖于分析的目的。
分析稳态流动或是求初始孔隙压力的分布状态（见理论篇第三章流体■固体相互作用分析），则尽量要用比较低的Kr,不用折减。
这是由于对于大的K（流动时间步长很小，并且，力学收敛性也较差。
在FLAC3D中用到的流动时间步长,△"与孔隙度m渗透系数k以及心有如下关系：(7.3)对于可变形流体（多数课本中都是将流体设左为不可压缩的）我们可以通过获得的固结系数C,来决定改变&的结果。
(7.4)英中1m|z = -------------K + 4G/3 k = k /f其中，k—一FLAC3D使用的渗透系数k一一渗透系数，单位和速度单位一样（如米/秒）r r——水的单位重量考虑到固结时间常量与G，成比例，我么可以将K（的值从英实际值（2xlOSd）减少，利用上面得表达式看看其产生的误差。
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。
岩石的物理力学指标及其试验方法、强度特性、变形特性、强度理论、工程岩体分级标准
（一）掌握岩石的物理力学指标及其试验方法；了解岩石的强度特性、变形特性、强度理论；掌握工程岩体分级标准。
1.物理力学指标（物理性质指标）
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/m³）。
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。
密度：单位体积所具有的质量称为密度，公式ρ=m/V(kg/m3);单位体积所具有的重量称为容重，公式γ=G/V（N/m3)，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/m³）。
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。
单轴压缩试验试件要求：
端部效应是指试样受压时，两端部受其与试验机承压极间摩擦力的束缚、不能自由侧向膨胀而产生的对强度试验值的影响。
渗透系数
2.物理力学指标（变形性质指标）
弹性模量
变形模量
泊松
弹性模量：单位应变的应力。
3.物理力学指标（强度性质指标）
强度指标：抗压强度、抗剪强度、抗剪断强度、抗切强度、抗拉强度
三轴压缩试验：
岩石的强度特性、变形特性、强度
岩石三轴试验要求尽可能地使岩石处于三轴受力情况下
、。
常用的岩土和岩石物理力学参数
常用的岩土和岩石物理力学参数岩土和岩石物理力学参数是指描述岩土和岩石力学性质的一些重要参数，对于工程和地质领域的研究和实践具有重要意义。
以下是一些常用的岩土和岩石物理力学参数。
1.密度：岩土和岩石的密度是指单位体积的质量。
岩土和岩石的密度是其成分和结构的重要表征，常用单位是千克/立方米。
2.孔隙度：岩土和岩石内部的空隙或孔隙的体积与总体积的比值。
孔隙度是描述岩土和岩石中孔隙性质的重要参数，通常用百分比表示。
3.孔隙水压力：岩土和岩石中存在的地下水与孔隙水压力是一种重要的物理力学参数。
孔隙水压力对岩土和岩石的稳定性、渗透性和强度等产生重要影响。
4.饱和度：饱和度是指岩土和岩石中孔隙所含的水的含量与孔隙容量的比值。
饱和度是衡量岩土和岩石中含水情况的一项指标。
5.孔隙比：孔隙比是指岩土和岩石中孔隙体积与固体体积的比值。
孔隙比是岩土和岩石的一个重要参数，它关系到其渗透性、存储性以及力学性质等。
6.孔隙率：岩土和岩石中孔隙的比例，描述含孔岩体的空间特征的参数。
7.饱和度指数：饱和度指数是指岩土和岩石中各向同性材料，当孔隙度小于50%时，饱和度指数与孔隙度有关，其表征了岩土和岩石中孔隙数量和大小对其力学性质的影响。
8.波速：岩土和岩石中机械波传播的速度是一项重要的物理力学参数。
根据波速可以推算岩土和岩石的弹性模量和泊松比等力学参数。
9.阻尼比：用来描述岩土和岩石中振动能量的衰减情况，是衡量动力响应特性的一个重要参数。
10.岩石强度参数：包括抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等，是衡量岩石材料抵抗各种力学载荷的重要参数。
11.几何参数：岩土和岩石中的几何参数包括颗粒形状、颗粒大小分布、颗粒间隙度等，对岩土和岩石的物理力学性质具有重要影响。
总之，岩土和岩石的物理力学参数是描述其物理性质和力学性质的重要参数，对于工程和地质领域的研究和实践具有重要意义。
不同的参数描述了岩土和岩石在不同方面的力学性质，研究者和工程师需要根据具体情况选择合适的参数进行分析和计算。
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。
常用的岩土和岩石物理力学参数
(E, ν) 与(K, G)的转换关系如下：)21(3ν-=EK)1(2ν+=EG （7.2）当ν值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5，因为计算的K 值将会非常的高，偏离实际值很多。
最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计)，然后再用K 和ν来计算G 值。
表7.1和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。
岩石的弹性（实验室值）（Goodman,1980） 表7.1土的弹性特性值（实验室值）（Das,1980） 表7.2各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况，横切各向同性弹性模型需要5中弹性常量：E 1, E 3, ν12,ν13和G 13；正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E 1,E 2,E 3, ν12,ν13,ν23,G 12,G 13和G 23。
这些常量的定义见理论篇。
均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。
一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。
表3.7给出了各向异性岩石的一些典型的特性值。
横切各向同性弹性岩石的弹性常数（实验室） 表7.3流体弹性特性——用于地下水分析的模型涉及到不可压缩的土粒时用到水的体积模量K f ，如果土粒是可压缩的，则要用到比奥模量M 。
纯净水在室温情况下的K f 值是2 Gpa 。
其取值依赖于分析的目的。
分析稳态流动或是求初始孔隙压力的分布状态（见理论篇第三章流体-固体相互作用分析），则尽量要用比较低的K f ，不用折减。
这是由于对于大的K f 流动时间步长很小，并且，力学收敛性也较差。
在FLAC 3D 中用到的流动时间步长,∆ tf 与孔隙度n ，渗透系数k 以及K f 有如下关系：'f f kK nt ∝∆ （7.3） 对于可变形流体（多数课本中都是将流体设定为不可压缩的）我们可以通过获得的固结系数νC 来决定改变K f 的结果。
f'K m k C +=νν （7.4）其中3/4G K 1m +=νf 'k k γ=其中，'k ——FLAC 3D 使用的渗透系数k ——渗透系数，单位和速度单位一样（如米/秒） f γ——水的单位重量考虑到固结时间常量与νC 成比例，我么可以将K f 的值从其实际值（Pa 9102⨯）减少，利用上面得表达式看看其产生的误差。
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。
常用的岩土和岩石物理力学参数
（E, ν） 与（K, G ）的转换关系如下:)21(3ν-=EK)1(2ν+=EG （7。
2）当ν值接近0。
5的时候不能盲目的使用公式3。
5，因为计算的K 值将会非常的高，偏离实际值很多.最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计），然后再用K 和ν来计算G 值.表7.1和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。
岩石的弹性（实验室值）(Goodman,1980） 表7。
1土的弹性特性值(实验室值）（Das ，1980) 表7.2各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况,横切各向同性弹性模型需要5中弹性常量：E 1， E 3, ν12，ν13和G 13；正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E 1，E 2，E 3, ν12,ν13,ν23，G 12,G 13和G 23.这些常量的定义见理论篇。
均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。
一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。
表3。
7给出了各向异性岩石的一些典型的特性值.横切各向同性弹性岩石的弹性常数（实验室） 表7.3流体弹性特性—-用于地下水分析的模型涉及到不可压缩的土粒时用到水的体积模量K f ，如果土粒是可压缩的,则要用到比奥模量M 。
纯净水在室温情况下的K f 值是2 Gpa.其取值依赖于分析的目的。
分析稳态流动或是求初始孔隙压力的分布状态(见理论篇第三章流体-固体相互作用分析），则尽量要用比较低的K f ，不用折减.这是由于对于大的K f 流动时间步长很小，并且，力学收敛性也较差。
在FLAC 3D 中用到的流动时间步长,∆ tf 与孔隙度n,渗透系数k 以及K f 有如下关系：'f f kK nt ∝∆ （7。
3） 对于可变形流体（多数课本中都是将流体设定为不可压缩的)我们可以通过获得的固结系数νC 来决定改变K f 的结果。
f'K n m k C +=νν （7。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
1800
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
4.3-7.1
0.30-0.16 1800-5250
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 1.0-3.3
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
24.5 21.6-22.6
20 20-40 3.5-20 40-60 25-30
1.4 1.4-2.7 0.3-1.4 3.7-4.1 1.8-2.1
岩石物理力学性质指标经验
抗剪强度τ剪 (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
24.5-32.4 120-250
3.3-7.0
26.5-28.4 24.5-
25.5-27.5 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
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 (104MPa) 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
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
6800 3700-5000 5300-6500
3000-6500
3000-6500 3000-6500
3000-6500
900-4200 900-3000 3000-4200 900-0
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
7.0-11.2
0.16-0.05 3000-6800
12-50
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
26.6 15.2-16.2
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
5.0-5.6 2.2-2.7 3.9-5.0
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
0.36-0.16 0.16
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
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°
30.0
21.6-26.5 26.5-29.4
10-17 25-55 70-128 180-200
40-120 120-140
0.6-1.0 1.5-3.2 4.2-7.4 10.5-11.6
1.1-3.3 3.3-3.9
0.9-1.4 2.1-4.5 5.7-10.4 14.7-16.2
2.1-7.9 8.5-9.3
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
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
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
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
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
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
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
4.9-9.8
1.7 1.7-3.2 0.3-1.7 3.2-4.9 2.1-2.5
石灰岩
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
16.7-21.6 21.0-21.5 24.5-27.0
岩类 岩浆岩 变质岩
沉积岩
名称
花岗岩
正长岩
闪长岩 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
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