常用的岩土和岩石物理力学参数

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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

(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。

岩土物理参数指标

岩土物理参数指标
330
中砂
0.4~0.5
15~18
2.05
0.03
0
40
460
0.5~0.6
19~22
1.95
0.02
0
38
400
0.6~0.7
23~25
1.90
0.01
0
35
330
细砂
0.4~0.5
15~18
2.05
0.06
0
38
370
0.5~0.6
19~22
1.95
0.04
0
36
280
0.6~0.7
23~25
1.90
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
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
板岩
0.04~2.80
1.10~3.40
0.25~3.00
0.8~0.9
3.0~34
26.5~30.4
1.85
0.94
0.65
16
240
0.9~1.1
3.5~40
1.75
0.47
0.35
15
140
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。

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

(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。

常用土层和岩石物理力学性质

常用土层和岩石物理力学性质

(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)(Goodm a n,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,G13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。

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Kf ‎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Kf 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‎结系数来决‎νC 定改变Kf ‎的结果。

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

(E, ν与) (K, G) 的转换关系如下:KE3(1 2 )GE(7.2)2(1 )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干密度 (kg/m 3)E(GPa) ν K(GPa)G(GPa)砂岩 19.3 0.38 26.8 7.0 粉质砂岩26.30.22 15.6 10.8石灰石 2090 28.5 0.29 22.6 11.1页岩 2210-25711.10.298.84.3大理石 270055.8 0.25 37.2 22.3花岗岩73.80.2243.930.2土的弹性特性值(实验室值) (Das,1980)表 7.2松散均质砂土 密质均质砂土松散含角砾淤泥质砂土 密实含角砾淤泥质砂土硬质粘土 软质粘土 黄土软质有机土冻土3弹性模量 E(MPa)泊松比 ν 干密度 (kg/m ) 1470 10-260.2-0.41840 34-690.3-0.45163019400.2-0.41730 6-14 0.2-0.5 1170-1490 2-30.15-0.251380610-820 2150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 E 3 , ν12 , ν 和 G 13 ;正交各向异性弹性模型有9 个弹性模量 E1, 131,E 2,E 3,ν12 , ν , ν 和 G 23。

这些常量的定义见理论篇。

1323 ,G 12,G 13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。

岩土的物理力学性质参数

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)。

常用土层和岩石物理力学性质

常用土层和岩石物理力学性质

(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 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。

(水利水电)部分常用岩土物理力学参数经验数值

(水利水电)部分常用岩土物理力学参数经验数值

(水利水电)部分常用岩土物理力学参数经验数值-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN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《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB50307-1999 139~140页土体的渗透系数值2《水利水电工程水文地质勘察规范》SL373-2007 62~63页岩土体渗透性分级Lu:吕荣单位,是1MPa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3《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(ω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4注:透水率1Lu(吕荣)相当于单位吸水量0.01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1.57γ(h2-h1)K= ———————t (S1+S2)式中:γ---- 井的半径;h1---- 抽水停止后t1时刻的水头值;h2---- 抽水停止后t2时刻的水头值;S1、S2---- t1或t2时刻从承压水的静止水位至恢复水位的距离;H---- 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l/γ<4时0.366Q 2lK= ———— lg ———Ls γ式中:K—渗透系数(m/d);l---试验段或过滤器长度(m);Q---稳定注水量(m3/d);s---孔中水头高度(m);γ---钻孔或过滤器半径(m)。

常见岩石物理力学参数一览表

常见岩石物理力学参数一览表

岩性岩石密度(g/cm3) 液限% 塑限% 塑性指数 变形模量(MPa) 孔隙比%碎石(堆积)类土2.65~2.720~400.4~0.6土粒密度黄土类土 干1.3~1.5 23~33 15~20 8~13 新黄土具有湿陷性 0.8~1.1粘性土 1.8~2.05 23~55 16~30 7~25 4~12(压缩模量) 0.7~1.0抗压强度岩性岩石密度(g/cm3)孔隙率 吸水率 软化系数 变形模量(103MPa)泥岩 0.03~0.37(粘土岩) 20.7~59(干粘页岩 2.3~2.62 0.4~10.0 0.5~3.2 0.24~0.7416~20 10~100泥板岩 2.3~2.8 0.1~0.5 0.1~0.3 0.39~0.52 123~199(干板岩)粉砂岩10~32石英砂岩 2.6~2.71 54~58 68~102.517~41 20~200砂岩 2.2~2.71 1.6~28.0 0.2~9.0 0.65~0.97砾岩 2.40~2.66 0.8~10.0 0.3~2.4 0.50~0.96 6.7~16.2(新鲜岩体) 10~150 2~15 8~50 泥灰岩 2.3~2.7 1.0~10.0 0.5~3.0 0.44~0.54 1.3~2.6(新鲜岩体) 3.5~20 /Us+>v g!40~60 0.3~1.4 + /%4E %`9SS2.8~4.2 0.32(新鲜岩体) 37(新鲜岩体) /8]ZUK 灰岩 2.3~2.77 16.0~52 0.1~4.45 0.7~0.94 35~39 50~200 5~20 10~50 35~50 Z白云岩 2.1~2.7 0.3~25.0 0.1~3.0 6.7~32 80~250 15~25 20~50 35~50 zK 1\InP 片岩 2.69~2.92 0.02~1.85 0.1~0.2 0.53~0.69(绿泥石片岩) 44~72 10~100 1~10 1~20 千枚岩 0.4~3.6 0.5~1.8 0.67~0.96 10(石英千枚岩) 10~100 1~10 1~20 26~65 qkc 板岩 2.3~2.75 0.45左右 0.1~0.3 5.0(新鲜岩体) 60~200 7~15 2~20 45~60 JUDZ_c 大理岩 2.6~2.7 0.1~6.0 0.1~1.0 49~67 70~140 2.0~4.0 4.9(裂隙较发育岩体) 52(裂石英岩 2.4~2.8 0.1~8.7 0.1~1.5 0.94~0.96 65~70 150~350 15~30 10~50 50~60 I|Hc 花岗岩 2.3~2.8 0.5~4.0 0.1~4.0 0.72~0.97 30~37 100~250 7~25 14~50 45~60 >2}*L 闪长岩 2.52~2.96 0.2~5.0 0.3~5.0 0.6~0.8 1.5~8.5(具裂隙岩体) 100~250 10~25 10~50 辉长岩 2.55~2.98 0.3~4.0 0.5~4.0 180~300 15~36 10~50 50~55 F U} - .Ki=8p[ (<F=流纹岩 2.5~3.3 180~300 15~30 10~50 45~60安山岩 2.3~2.7 1.1~4.5 0.3~4.5 0.81~0.91 8.3~12.0(具裂隙岩体) 100~250 10~20 10~40\玄武岩 2.5~3.1 0.5~7.2 0.3~2.8 0.3~0.95 83 180~300 15~36 10~50 50~55 n Zx^ej 注:未注明为岩体的数据,均为岩石试验数据。

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

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

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)。

关于常用的岩土和岩石物理力学参数

关于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:)1(2ν+=EG ()当ν值接近的时候不能盲目的使用公式,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。

表和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) 表土的弹性特性值(实验室值)(Das,1980) 表各向异性弹性特性——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 ∝∆ () 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 ()其中其中,'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。

岩土主要物理力学指标参考值

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。

岩土地物理力学性质全参数

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。

岩土的物理力学性质参数

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
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
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)。

岩土物理力学参数表

岩土物理力学参数表

岩土物理力学参数表
岩土物理力学参数表是用于描述岩石和土壤等地质材料力学性质的一份表格。

这些参数可以用于建立地质力学模型或进行地震学研究等领域。

以下是一些常见的岩土物理力学参数及其解释:
1. 压缩模量(压缩弹性模量):是描述岩土材料在压缩载荷下的弹性变形特性的一种参数。

它的单位是帕斯卡(Pa)或兆帕(MPa)。

压缩模量越大,表示岩土材料的刚度越大。

2. 剪切模量(剪切弹性模量):是描述岩土材料在剪切载荷下的弹性变形特性的一种参数。

它的单位也是帕斯卡(Pa)或兆帕(MPa)。

剪切模量越大,表示岩土材料的抗剪强度越大。

3. 泊松比:是描述岩土材料在受力后沿垂直于力方向的横向收缩程度的参数。

它没有单位,通常用一个小数来表示。

泊松比越小,表示岩土材料的横向收缩程度越小,即更加刚性。

4. 内摩擦角:是描述岩土材料在受到剪切力时,自身内部出现抗阻力的一种参数。

它的单位是度数。

内摩擦角越大,表示岩土材料的抗剪能力越强。

5. 屈服强度:是描述岩土材料在受到载荷作用下出现塑性变形或破坏的一种参数。

它的单位是帕斯卡(Pa)或兆帕(MPa)。

屈服强度越大,表示岩土材料的抗压强度越大。

6. 杨氏模量:是描述岩土材料在受到拉伸载荷下的弹性变形特性的一种参数。

它的单位也是帕斯卡(Pa)或兆帕(MPa)。

杨氏模量越大,表示岩土材料的拉伸刚度越大。

以上是一些常见的岩土物理力学参数及其解释。

需要注意的是,不同的地质材料具有不同的力学性质,因此在实际应用中需要根据具体情况选择合适的参数。

一般岩土参数汇总

一般岩土参数汇总

一般岩土参数汇总岩土工程是土力学和岩石力学的综合应用,用于土壤和岩石的工程性质和行为的研究,以及基于这些特性的地下结构的设计和施工。

岩土参数是指描述土壤和岩石工程性质的一系列参数,包括物理性质、力学性质和水文性质等。

以下是一些常见的岩土参数的汇总:1.土壤物理性质-饱和度:表示土壤中孔隙空间被水饱和的程度。

-干度:表示土壤中的固体颗粒与孔隙的比例。

-孔隙度:表示土壤中空隙的体积比例,可以反映土壤的压缩性和渗流性能。

-孔隙比:孔隙总体积与固体总体积之比,反映土壤贮水能力。

-饱和导水率:表示水在饱和状态下通过土壤的能力。

2.土壤力学性质-压缩性指数:描述土壤的压缩性,反映了土壤孔隙结构变化的能力。

-剪切强度:表示土壤的抗剪切性能,通常包括剪切强度角、黏聚力和内摩擦角。

-体积重:土壤单位体积的重量。

-压缩模量:表示土壤的抗压缩性能。

-密度:土壤单位体积的质量。

-稠度:土壤颗粒排列的紧密程度。

3.土壤水文性质-渗透系数:描述土壤中水流通过的能力。

-吸力:表示土壤中的水分对负压的能力,反映土壤持水性能。

-比渗透率:表示单位负压条件下单位时间内通过单位面积的水分流量。

-饱和导水率:表示饱和状态下土壤中的水流速度。

4.岩石力学性质-抗压强度:岩石承受压力的抵抗能力。

-弹性模量:岩石在受力后恢复原状的能力。

-破坏韧度:岩石的破坏性能和抵抗破坏的能力。

-岩石饱和度:岩石孔隙中被水饱和的程度。

-岩石渗透系数:描述岩石中液体流动的能力。

除了上述的岩土参数,还有一些特殊的参数用于描述特定地质情况下的岩土性质:-风化程度:岩石的风化程度是指岩石中颗粒的破碎程度和颗粒之间的结合强度。

-腐殖质含量:描述土壤或岩石中有机物质的含量。

-土壤粒径分布:表示土壤颗粒的大小范围和分布情况。

这些岩土参数在工程设计、施工和监测中起到重要的作用,用于评估土壤和岩石的工程性质,指导地下结构的设计和施工,并评估地质灾害的潜在风险。

不同地区、不同类型的土壤和岩石具有不同的物理性质、力学性质和水文性质,因此在进行岩土参数的测定和分析时,需要充分考虑地质和地形条件的差异。

岩土的物理力学性质参数

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)。

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(E, ν) 与(K, G)的转换关系如下:
)
21(3ν-=
E
K
)
1(2ν+=
E
G (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
E x (GPa) E y (GPa) νyx νzx G xy (GPa) 砂岩 43.0 40.0 0.28 0.17 17.0 砂岩 15.7 9.6 0.28 0.21 5.2 石灰石 39.8 36.0 0.18 0.25 14.5 页岩 66.8 49.5 0.17 0.21 25.3 大理石 68.6 50.2 0.06 0.22 26.6 花岗岩
10.7
5.2
0.20
0.41
1.2
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 n
t ∝
∆ (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 (7.4)
其中
3
/4G K 1
m +=
ν
f '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 9
102⨯)减少,利用上面得表达式看看其产生的误差。

流动体积模量还会影响无流动但是有空隙压力产生的模型的收敛速率(见1.7节流动与力学的相互作用)。

如果K f 是一个通过比较机械模型得到的值,则由于机械变形将会产生孔隙压力。

如果K f 远比k 大,则压缩过程就慢,但是一般有可能K f 对其影响很小。

例如在土体中,孔隙水中还会包含一些尚未溶解的空气,从而明显的使体积模量减小。

在无流动情况下,饱和体积模量为:
n
K K K f
u +
= (7.5) 不排水的泊松比为:

G 3K (22G
3K u u u +-=
ν (7.6)
这些值应该和排水常量k 和ν作比较,来估计压缩的效果。

重要的是,在FLAC 3D
中,排水特性是用在机械连接的流变计算中的。

对于可压缩颗粒,比奥模量对压缩模型的影响比例与流动。

7.3 固有的强度特性
在FLAC 3D
中,描述材料破坏的基本准则是摩尔-库仑准则,这一准则把剪切破坏面看作直线破坏面:
s 13N f φσσ=-+ (7.7)
其中 )sin 1/()sin 1(N φφφ-+=
1σ——最大主应力 (压缩应力为负); 3σ——最小主应力
φ——摩擦角
c ——粘聚力
当0f s <时进入剪切屈服。

这里的两个强度常数φ和c 是由实验室的三轴实验获得的。

当主应力变为拉力时,摩尔-库仑准则就将失去其物理意义。

简单情况下,当表面的在拉应力区域发展到3σ等于单轴抗拉强度的点时,t
σ ,这个次主应力不会达到拉伸强度—例如;
t 3t f σσ-= (7.8)
当0f t >时进入拉伸屈服。

岩石和混凝土的抗拉强度通常有由西实验获得。

注意,抗拉强度不能超过σ3, 这是和摩尔-库仑关系的顶点的限制是一致的。

最大的值由下式给出
φ
σtan c
t
max =
(7.9) 表7.4列出了一系列具有代表性的典型的岩石标本的粘聚力、摩擦角和抗拉强度值。

土体的具有代表性的典型粘聚力和摩擦角的具有代表性的典型值见表7.5。

土体强度用无侧限抗压强度u q 表示,u q 与粘聚力C 和摩擦角φ的关系由下式确定
/2)2ctan(45q u φ+= (7.10)
岩石的强度特性值(实验室测定) 表7.4
土体的强度特性值(排水实验测定)表7.5
岩石物理力学性质一览表----岩石物理力学性质各项指标土类
页脚内容5
岩类
页脚内容6
页脚内容7
注:未注明为岩体的数据,均为岩石试验数据。

页脚内容8
[1] 唐大雄刘佑荣张文殊王清工程岩土学(第二版)地质出版社 1998 北京
[2] 重庆建筑工程学院同济大学岩体力学中国建筑工业出版社 1981.1 0北京
[3] 工程地质手册编写委员会工程地质手册(第三版)中国建筑工业出版社1992.12北京
[4]李先炜岩体力学性质煤炭工业出版社
泊松比范围为0~0.5,不会大于0.5。

砂岩泊松比0.22左右,煤岩0.3左右。

一般岩石弹性模量量级为10,单位Pa。

煤岩弹性模量量级为9,Pa。

在岩石的弹性工作范围内,μ一般为常数,但超越弹性范围以后,μ随应力的增大而增大,直到μ=0.5为止。

常用的塑胶材料
土的泊松比
页脚内容11。

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