岩石物理力学性质一览表_secret

第2章岩石力学性质与分级

类别钎刃磨钝宽度（mm）
磨蚀性
表2-6 岩石磨蚀性分级
1 ＜0.2
弱
2 0.3~0.6
中
3 ＞0.7
强
2.3.2 按点载荷强度进行可钻性分级
点载荷试验是国际岩石力学学会（ISRM）试验委员会推荐的一种便携式测量方法。点载荷试验是将试样置于试验机的两个压头之间，逐渐加载，使试样破坏，再用下式求得点载荷强度：
2
3
式中:V—岩石爆破漏斗体积，m3 ； K1—大块率（＞30 cm），% ； K2—平均合格率，%； K3—小块率（＜5 cm），% ； (ρ C)—岩体波阻抗，KPa ； e—自然对数之底。
表2-4 岩石爆破性分级表
级别爆破性指数 N 爆破性程度
代表性岩石
Ⅰ Ⅰ1 Ⅰ2
<29 29.001~38
表2-2 几种岩石动、静载强度试验结果
2.2 岩石凿岩爆破性的判据和分级
岩石分级是按照岩石作业工艺，从量上分别对岩石进行分级，为设计、生产、管理和研究部门提供科学依据。
2.2.1 普式岩石坚固性分级
早在1926年前，普氏提出了用岩石试块七项指标的平均值来表征岩石的坚固性。发展到现在还有一个指标——岩石试块的静载极限抗压强度有意义,但单位由原来的公斤米制变为牛米制，所以现在的普氏岩石坚固性分级实质已经不是原来普氏的分级，而是岩石单轴抗压强度（牛米制单位）的换算值，即普氏系数 f。根据 f值将岩石分为10级， f值大，则难钻岩、难爆破、岩石稳定，反之， f值小，则易钻岩、易爆破、岩石不稳定。
图2-1 岩石凿测器 1-钎头；2-承击台；3-插销；4-导向杆；5-落锤；
6-△形环；7-操作绳；8-导杆顶；9-转动把手
（1）凿碎比功凿碎比功是指凿碎单位体积岩石所消耗的功，其值按下式计算：

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 闪长岩 2.72～2.99 2.86 泥质页岩— 2.64 黑云母花岗闪长岩— 2.60 煤质页岩— 2.63 辉长岩 2.55～3.09 3.00 粘土岩 2.24～2.60 2.50 橄榄岩——砂质粘土岩— 2.56 石英斑岩 2.56～2.63 2.60 泥灰岩 2.32～2.65 2.50 斑岩 2.60～2.89 2.67 石灰岩 2.68～2.84 2.73 粗面岩 2.30～2.77 2.58 贝壳灰岩——安山岩 2.44～3.10 2.62 硅质灰岩 2.81～2.90 —玢岩——白云质灰岩— 2.80 蛇纹岩 2.50～2.80 2.65 泥质灰岩— 2.30 玄武岩 2.60～3.21 2.90 盐岩 2.28～2.41 2.60 辉绿岩 2.53～3.12 2.94 白垩 1.20～2.20 1.70 硅长斑岩 2.20～2.74 —石膏——安山凝灰集块岩— 2.62 花岗片麻岩 2.30～3.20 2.8 凝灰角砾岩 2.20～2.90 —片麻岩 2.59～3.00 2.78 火山凝灰岩 1.60～1.95 1.80 白云岩 2.10～2.90 2.55 凝灰岩0.75～2.40 1.80 板岩 2.60～2.90 2.75 凝灰质熔岩— 2.64 大理岩 2.69～2.87 2.78 砾岩 1.90～2.80 2.35 云母片岩 2.54～2.97 2.73 砂岩 2.45～2.72 2.60 绿泥石片岩 2.77～2.78 2.77 粗砂岩— 2.57 粘土质片岩——中砂岩— 2.60 角闪石片岩 2.67～3.05 2.90 细砂岩— 2.65 石英岩 2.30～2.70 2.50 粉砂岩— 2.59 千枚岩 2.71～2.86 2.78 石英砂岩 2.61～2.70 2.65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ω1（%）变化范围平均值花岗岩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————0.29～3.761.714.91——1.351.0318.0012.0020.0011.6512.0026.401.701.651.351.007.702.402.002.960.792.103.601.30——2.30～6.00———1.00～5.000.20～6.40——————0.14～0.30——0.02～0.280.10～0.300.110.08～0.420.55～1.120.54～3.310.70板岩表3 不同成因粘土的有关物理力学性质指标（一）土类孔隙比e 液性指数I L含水量W（%）液限W L（%）塑性指数I p 下蜀系粘性土0.6～0.9 ＜0.8 15～25 25～40 10～18 一般粘性土0.55～1.0 0～1.0 15～30 25～45 5～20 新近沉积粘性土0.7～1.2 0.25～1.2 24～36 30～45 6～48淤泥或游泥质土沿海1.0～2.0 ＞1.0 36～70 30～65 10～25 内陆山区云贵红粘土 1.0～1.9 0～0.4 30～50 50～90 ＞17 表4 不同成因粘土的有关物理力学性质指标（二）土类容许承载力R（×105Pa）压缩模量E（×105Pa）内聚力C（×105Pa）内摩擦角φ（°）下蜀系粘性土30＞80 ＞150 0.4～1.0 22～30 一般粘性土10＞45 40～150 0.1～0.5 15～22 新近沉积粘性土8＞14 20～75 0.1～0.2 7～15淤泥或游泥质土沿海4＞10 10～500.05～0.15 4～10 内陆5＞11 20～50山区3＞8 10～60云贵红粘土10＞32 50～160 0.3～0.8 5～10表5 几种土的渗透系数表土类渗透系数K（以cm/s）土类渗透系数K（以cm/s）粘土＜1.2×10-6细砂 1.2×10-3～6.0×10-3亚粘土 1.2×10-6～6.0×10-5中砂 6.0×10-3～2.4×10-2轻亚粘土 6.0×10-5～6.0×10-4粗砂 2.4×10-2～6.0×10-2黄土 3.0×10-4～6.0×10-4砾砂 6.0×10-2～1.8×10-1粉砂 6.0×10-4～1.2×10-3表6 土的平均物理、力学性质指标（一）土类孔隙比e 天然含水量塑限W P容重γ内聚力C（×105Pa）内摩擦角变形模量EoW（%）（%）（×104N/m3）标准的计算的φ（°）（×105Pa）砂土粗砂0.4～0.5 15～18 2.05 0.02 0 42 4600.5～0.6 19～22 1.95 0.01 0 40 4000.6～0.7 23～25 1.90 0 0 38 330 中砂0.4～0.5 15～18 2.05 0.03 0 40 4600.5～0.6 19～22 1.95 0.02 0 38 4000.6～0.7 23～25 1.90 0.01 0 35 330 细砂0.4～0.5 15～18 2.05 0.06 0 38 3700.5～0.6 19～22 1.95 0.04 0 36 2800.6～0.7 23～25 1.90 0.02 0 32 240 粉砂0.5～0.6 15～18 2.05 0.08 0.05 36 1400.6～0.7 19～22 1.95 0.06 0.03 34 1200.7～0.8 23～25 1.90 0.04 0.02 28 100表7 土的平均物理、力学性质指标（二）土类孔隙比e 天然含水量W（%）塑限W P（%）容重γ（×104N/m3）内聚力C（×105Pa）内摩擦角φ（°）变形模量Eo（×105Pa）标准的计算的粘性土亚粘土轻亚粘土0.4～0.5 1.5～18 2.10 0.10 0.06 30 1800.5～0.6 1.9～22 ＜9.4 2.00 0.07 0.05 28 1400.6～0.7 2.3～25 1.95 0.05 0.02 27 1100.4～0.5 1.5～18 2.10 0.12 0.07 25 2300.5～0.6 1.9～22 9.512.4 2.00 0.08 0.05 24 1600.6～0.7 2.3～25 1.95 0.06 0.03 23 130粘土0.4～0.5 1.5～18 2.10 0.42 0.25 24 4500.5～0.6 1.9～22 12.5～15.4 2.00 0.21 0.15 23 2100.6～0.7 2.3～25 1.95 0.14 0.10 22 1500.7～0.8 2.6～29 1.90 0.07 0.05 21 1200.5～0.6 1.9～22 2.00 0.50 0.35 22 3900.6～0.7 2.3～25 1.95 0.25 0.15 21 1800.7～0.8 2.6～20 15.5～18.4 1.90 0.10 0.10 20 1500.8～0.9 3.0～34 1.85 0.11 0.03 19 1300.9～1.0 3.5～40 1.80 0.08 0.05 18 800.6～0.7 2.3～25 1.95 0.68 0.40 20 3300.7～0.8 2.6～29 18.5～22.4 1.90 0.34 0.25 19 190 粘0.8～0.9 3.0～34 1.85 0.28 0.20 18 1300.9～1.0 3.5～40 1.80 0.19 0.10 17 90土0.7～0.8 2.6～291.90 0.82 0.60 18 280 0.8～0.9 3.0～34 22.5～26.4 1.85 0.41 0.30 17 160 0.9～1.13.5～401.75 0.36 0.25 16 110 0.8～0.9 3.0～34 26.5～30.4 1.85 0.94 0.65 16 2400.9～1.1 3.5～401.750.470.3515140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。

我国岩石物理力学性质指标

我国岩石物理力学性质指标一.岩石的主要物理性质指标值（一）岩石比重一般岩石的比重岩石名称比重岩石名称比重花岗石 2.5-2.84 页岩 2.63-2.73 流纹岩 2.65左右泥质灰岩 2.7〜2.8 凝灰岩 2.56左右石灰岩 2.48-2.76 闪长岩 2.6〜3.1 白云岩 2.78左右斑岩 2.3~2・8 贝壳灰岩 2.70左右盼岩 2.6〜2.9 板岩 2.7-2.84 辉长岩 2.7 〜3.2 大理岩 2.7-2.87 辉绿岩 2.6〜3.1 石英片岩 2.6〜2.8 玄武岩 2.5 〜3.3 绿泥石片岩 2.8 〜2.9 橄榄岩 2.9〜3.4 粘土质片岩 2.4~2・6 蛇纹岩 2.4〜2.8 角闪片麻岩 3.07左右响岩 2.4〜2.7 花岗片麻岩 2.63左右砂岩 1.8-2.75 石英岩 2.63-2.84（二）岩石的密度各种岩石的一般天然密度岩石名称天然密度(g/cm3) 岩石名称天然密度(g/cm3) 花岗右 2.3 〜2.8 坚固的页岩 2.80左右止长岩 2.5 〜3.0 砂质页岩 2.60左右闪长岩 2.52-2.96 砂质钙质页岩 2.50左右辉长岩 2.55-2.98 页岩 2.30左右辉绿岩 2.53-2.97 硅质灰岩2・81〜2.90轨长斑岩 2.20-2.74 白云质灰岩 2.80左右盼岩 2.40-2.86 坚硬致密灰岩 2.70左右粗面岩 2.30-2.77 致密灰岩 2.50左右玄武岩 2.60-3.10 泥质灰岩 2.30左右安山岩 2.70-3」0 新鲜花岗片麻岩 2.90-3.30蛇纹岩 2.60左右强化风花岗片麻岩 2.30-2.50 火山凝灰岩 1.60-1.95 角闪片麻岩 2.76-3.05凝灰岩0.75-1.40 混合片麻岩 2.40-2.63 凝灰角砾岩 2.20-2.90 特别坚硬的石英岩 3.00-3.30含岩浆岩卵石的砾岩 2.90左右坚固细粒石英岩 2.80左右钙质胶结砾岩230左右片状石英岩 2.80-2.90 粘土质胶结砾岩 2.20左右风化的片状石英岩 2.70左右胶结不好的砾岩 1.90左右坚硬白云岩 2.90左右石英砂岩 2.61-2.70 白云岩 2.10-2.70 硅质胶结砂岩 2.50左右大理岩 2.70左右泥质胶结砂岩 2.20左右板岩 2.60左右（三）岩石的孔隙性各种岩石的孔隙率岩石名称孔隙率（％）岩石名称孔隙率（％）花岗岩0.04-2.8 页岩0.7-1.87 闪长岩0.25左右砂质页岩0.8-4.15 辉绿岩0.29-1.13 泥质页岩0.4-10辉长岩0.29-1」3 泥灰岩16-52斑岩0.29-2.75 石灰岩0.53-27.0 玄武岩 1.28左右口云岩0.3-25粗面凝灰岩25.07 白垩 3.0-53蛇纹岩0.56左右石膏0.1-4.0一般砂岩 1.60-28.30 片麻岩0.3 〜2.4 第三纪砂岩 2.2-42 大理岩0.1 〜6白垩纪砂岩7.2-37.7 板岩0.45左右侏罗纪砂岩 4.2-24.6 石英岩0-8.7三叠纪砂岩0.6-27.7 结晶片岩0.02-1.85 （四）岩石的水理性质各种岩石的一般吸水范围岩石名称吸水率（％）岩石名称吸水率（％）花岗岩花岗闪长岩0.10-0.700.30-0.38石灰岩泥质灰岩0.10-4.452.14^8.16正长岩0.47-1.94 花岗片麻岩0.10-0.70辉绿岩0.80-5.00 角闪片麻岩0.10-3.11. 玄武岩0.30左右混合片麻岩0.64-3.15 坊岩0.07-0.64 冇英片岩0.10-0.20 闪长玲岩 1.0-2.0 角闪片岩0.10-0.20 伟晶岩0.20-0.40 云母片岩0.10-0.20 霏细岩0.10-1.21 板岩0.10-0.30 角砾岩 1.00-5.00 大理岩0.10-0.80砂岩0.20-7.0 石英岩0.10-1.45各种岩石的软化系数岩石名称抗压强度(MPa)软化系数岩石名称抗压强度(MPa)软化系数湿试样干试样湿试样干试样粗粒花岗岩208.0 239.0 0.87 粘土页岩11.0 24.0 0.46 细粒花岗岩241.0 265.0 0.91 泥灰岩21.0 46.0 0.46 花岗斑岩230.0 250.0 0.92 软质变质岩0.44068闪长岩80.0^100.090413000.7-0.8变质片麻岩——0.7484安山岩218」256.3 0.85 L±J IJU石浆石0.1645玄武岩186.5 266.3 0.70 0.68 砂岩102.8 109.3 0.93 0.50 石灰岩76.5 115.1 0.66 中等毗白繇端0.40 石英砂岩122.0 133」0.92 中o ro 0.54 粘土质砂岩36.0 54.0 0.67 新第三系红般0.33二.岩石的力学性质指标值(-)岩石的变形岩石的变形模量和泊松比岩石名称边界条件变形模量泊松比抗压强度(MPa) 应力范围(MPa) (104MPa)- L J-I花冈石105.0 1.0-13.0 1.94 0.10105.0 1.0-35.0 2.92 0.14 片麻岩133.2 1.0-61.0 3.17133.2 1.0-41.0 2.80 0.033133.2 1.0-5.0 2.10 0.015 大理岩147.5 1.0-6.0 5.60 0.032110.0 5.0〜15.0 7.88 0.026110.0 1.0-20.0 8.56 0.023 石灰岩8&7 1.0-9.0 9.75 0.037145.0 1.0-9.0 8.17 0.03284.6 1.0-25.0 7.83 0.032 砂岩76.5 0.5-50.0 1.1345.3 1.0-23.0 0.74 0.04374.6 0.5 〜1.5 0.33 0.013岩石的弹性模量及泊松比(室内静力试验) 岩石名称弹性模量E (104MPa) 泊松比卩平行层理垂直层理平行层理垂直层理粗粒花岗岩 4.94 5.02 0.22 0.21 细粒花岗岩8.53 8.44 0.24 0.29 花岗闪长岩 6./6 5.78 0.23 0.20 片麻岩 4.25 3.86大理岩 6.86 5.02 0.22 0.06 片岩7.30 4.50云母石英片岩0.25 石英岩7.14 6.58 0.15 0.16-0.36 粗砂岩 1.93-4.19 1.73-4.54 0.10-0.45 0.10-0.22 中砂岩 2.87-4.19 2.86-3.37 0.12 0.15-0.36 细砂岩 2.88-4.95 2.90-4.60 0.10-0.22 0.28-0.47 粉砂岩 1.01-3.23 1.91-3.05 0.15-0.50 0.14 页岩 4.28 4.22 0.09 0」4 石英砂岩 5.92 5.52 0.14(-)岩石的抗压强度各种岩石不同层理方向的单轴抗压强度(室内试验)岩石名称单轴抗压强度(MPa) 岩石名称单轴抗压强度(MPa)岩石名称单轴抗压强度(MPa)砂岩160.0〜180.0 带状页岩 6.0〜&0 石灰岩80.0-100.0砂岩 6.0〜7.0 煤质页岩丄25.0 〜58.0 石灰岩70.0-90.0 砂岩 4.5-10.0 1 40.0-80.0 石灰岩30.0-50.0 长石砂岩248.0-292.0 黑页岩丄66.4 石灰岩25.0-55.0 石英砂岩68.0-102.5 II 128.0 石灰岩17.0片状砂岩丄80.3 黑泥灰岩25.0-30.0 石灰岩10.0 II 130.0 泥灰岩 3.5-1 &0 石灰岩128.0-168.0 片状砂岩丄50.0-110.0 大理岩81.0-107.5 石灰岩丄180.0 II 70.0-140.0 石英岩87.0 151.0粗粒砂岩丄142.3-176.0 石英岩225.0〜360.0 有层理丄108.9 〜136.9II 118.5-136.8 斑岩136.0 的砂岩II 98.1中粒砂岩丄147.0 〜206.0斑岩159.0〜240.0 壯施款壯丄34.1 II 117.0-216.0 玄武岩180.0-260.0 岐纺的）II 23.6细粒砂岩丄133.5-220.5 L±j uLu 花冈石179.2〜246.4 粘土质丄60.81 137.8〜241.0 花岗岩94.0 页岩（碳II 45.7粉砂岩丄55.4 〜114.7-FH t I J x_L|花冈石87.5 酸盐类II 34.4〜104.5 L U花冈石75.0-86.0 胶结）软页岩20.0 石灰岩71.2-169.5柱：表中“丄”、“ II ”分别表示压力方向垂直于平行层理方向。

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。

岩石的物理力学性质

(2)大开空隙率nb:即岩石试件内大开型空隙的体积（Vnb) 占试件总体积(V)的百分比。
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。

岩石的物理力学性质

第27页，共72页。
（1）0A段：微裂隙闭合阶段,微裂隙压密极限σA。（2）AB段：近似直线，弹性阶段，σB 为弹性极限。
（3）BC段：屈服阶段，σC为屈服极限。
（4）CD段：破坏阶段，σD为强度极限，即单轴抗压强度。
（5）DE段：即破坏后阶段,σE为残余强度。
第28页，共72页。
1、单向无侧限岩石抗压试验的应力应变关系
w
Ww V
w wg
（g/cm3） (kN /m3)
式中：WW——饱水状态下岩石试件的质量 (g)； V——岩石试件的体积(cm3)；
g——重力加速度。
第5页，共72页。
（二）岩石的比重（岩石相对密度）
岩石的比重就是指岩石固体的质量与同体积水的质量之比值。岩石固体体积，就是指不包括孔隙体积在内的体积。岩石的比重可在实验室进行测定，其计算公式为：
第22页，共72页。
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.
第23页，共72页。
三、岩石的主要力学性质
岩石的变形和强度特性
第19页，共72页。
5、岩石的崩解性
岩石的崩解性是指岩石与水相互作用时失去粘结性并变为完全丧失强度的松散物质的性质。
岩石的崩解性一般用耐崩解指数 Id2 的表示。其指标可在实验室用干湿循环试验确定。
试验过程：将经过烘干的试块（500g,分成约10块），放在带有筛孔的圆筒内，使该圆筒在水槽中以20r/min,连续旋转10 min,然
线呈线性关系，曲线上任一点P的

岩体力学02-岩石的基本物理力学性质.资料

波速比（Kv）：风化岩石弹性波纵波波速（cp）与新鲜岩块弹性波纵波波速（rp）之比的平方。
风化系数（Kf）：风化岩石的饱和单轴
抗压强度（cw’）与新鲜岩石饱和单轴抗压强度（cw）之比。
Iw
mw mrd
Kv
vcp vrp
2
Kf
' c
w
cw
硬质岩石风化风化程度分类表
风化程度全风化强风化
中等风化微风化未风化
代表性岩石
硬质岩石
极硬岩石次硬岩石
＞60 30~60
花岗岩、花岗片麻岩、闪长岩、玄武岩、石灰岩、石英砂岩、石英岩、
大理岩、硅质砾岩等
软质岩石
次软岩石极软岩石
5~30 ＜5
粘土岩、页岩、千枚岩、绿泥石片岩、云母片岩等
§2.2 岩石的基本物理性质
岩石是由固体、液体和气体三相组成的。岩石的力学性质常与岩石中三相的比例关系及固相与水相互作用有密切的关系。
m g/cm 3
V—岩石试件的总体积；
V
m—岩石试件的总质量
岩石天然密度越大，其工程性质越好。影响因素是矿物成分、孔隙与微裂隙发育程度以及含水量。
测定方法有量积法、水中称重法、蜡封法等，试件数量不少于5个
2、饱和密度（ sat）
岩石中空隙全部被水充填时单位体积的质量，即
sa tm s V V vw g/c3 m
•岩石的粒间连结分结晶连结与胶结连结 •结晶连结：矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起，它是通过共用原子或离子使不同晶粒紧密接触。 •胶结连结：矿物颗粒通过胶结物连结在一起。胶结连结的岩块强度：硅质胶结>铁质、钙质>泥质胶结
三、岩块的风化
岩石经过风化，矿物组成和结构改变，岩块的物理力学性质改变：强度降低、抗变形性能减弱、空隙率增大、渗透性加大。

岩石物理力学性质

矿物名称滑石石膏方解石萤石磷灰石正长石石英黄玉刚玉金刚石
野外简易鉴定方法用软铅笔划时留下条痕，用指甲容易刻划用指甲可刻划用黄铜板刻划可留下条痕，用小刀很容易刻划小刀可刻划用削铅笔刀刻划时可留下明显划痕，不能刻划玻璃小刀可勉强留下看得见的划痕，能刻划玻璃用小刀不能刻划能刻划玻璃，难于刻划石英能刻划石英能刻划石英
2019/10/18
2019/10/18
浅成岩
多为岩床、岩墙、岩脉等小侵入体。岩石多呈现斑状结构。
煌斑岩为一种浅成岩，通常颜色较深，含有由暗色矿物组成的斑晶，在肉眼观察时，其标本闪闪发光，因此而得
名。
2019/10/18
喷出岩
喷出岩是一种火成岩，也被称为火山岩，是由火山喷出的岩浆在地表迅速冷却后形成的岩石，由于冷却速度很快，一般喷出岩的结构会形成细粒、隐晶，或形成玻璃质，经常包含有碎屑和斑晶。
变质岩——在已有岩石的基础上，经过变质混合作用后形成的岩石。变质岩的性质与变质作用பைடு நூலகம் 特点及原岩的性质有关。其岩石力学性质差别很大。
2019/10/18
岩浆岩（火成岩）
是由熔融的岩浆冷凝结晶形成的，而岩浆又是地下的岩石在高温（625～1200℃）下溶化形成的。
科学家估计，地心的温度可能有5000℃。大多数热通过对流和传导的方式从地心传到固体的地球外壳。热也能够在岩石圈子下部通过磨擦而产生，俯冲的地壳板块也能产生足够的热和压力熔化岩石，这个事实解释了一些沿大陆板块边缘分布的火山。
母、角闪角闪石、
石
辉石
角闪石、辉辉石、角石、黑云母闪石、橄
榄石
橄榄石、辉石
花岗岩正长岩

常用的岩石物理力学参数

12.1
第5页
江西大坳
小什字水库绿水河石景山龙口灰坝小井沟长滩水库太平湾下马岭江垭
以礼河一级
小什字
备注 *室内三轴值
Sheet2
岩石名称岩石性状
(裂隙、风化、夹层)
容重 g/cm3
吸水率 %
软岩物理力学参数汇总表
干抗压
湿抗压
E
抗剪强度抗剪强度
工程名称
Mpa Mpa Gpa tgψ C(Kpa)
细砂岩
1.98 8.19 15.3 11.6
陕西王圪堵水库
灰岩
粘土岩砂页岩
薄层,风化
2.55
2.36 2.66
1.61 6.5
30
40.6 14.3
11.2
11.4 11.1
恒山
三岔徐州铜山
绢英千枚岩
薄片，微风化
2.60 0.20
25
10
0.53
10
碧口
石英砾岩泥灰岩泥岩
2.58 1.01
7.6
上饶大坳五强溪岗南水库
石景山龙口灰坝
2.55
2.25 2.35 2.62 2.27 2.62
2.48 39
7.6 3.18 1.92
20.6 14.3 13.1 14
7 5.39
6.7 1.85 6.2 3.23 5.9 5.7 5.5 4.6
江西奉新
淮阳葛洲坝陆浑升钟巩河水库
绿泥石片岩
泥质紫红色
2.37 3.32 14.1 2.25 4.98 7
2.59 1.01
2.14 2.35 2.25
10.24 20.6 24.9

岩石物理力学性质一览表_secret

岩石物理力学性质一览表性质岩性岩石密度(g/cm3)液限% 塑限% 塑性指数变形模量（MPa）孔隙比%抗拉强度内聚力C摩擦角备注碎石（堆积）类土2.65~2.7土粒密度20~40 0.4~0.6 一般假定一般假定0 36~42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 一般假定0.03~0.06（老）0.01~0.033(新)15~25（老）17.8~28.4(新)含水率%10~25粘性土 1.8~2.05 23~55 16~30 7~25 4~12（压缩模量）0.7~1.0 一般假定0.005~0.06 8~26 含水率%20~40岩石密度(g/cm3)孔隙率吸水率软化系数变形模量（103MPa）抗压强度抗拉强度内聚力C摩擦角泥岩0.03~0.37（粘土岩）20.7~59（干粘土岩）0.010.04~0.09（粘土岩）2315~30（粘土岩）页岩 2.3~2.62 0.4~10.0 0.5~3.2 0.24~0.74 16~20 10~100 2~10 3~20 15~30 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 0.07~1.7 29~59石英砂岩2.6~2.71 54~58 68~102.5 1.9~3.0 13（寒武）54（震旦）75~82.5（似内摩擦角）摩擦系数0.54（寒武）0.49（震旦）砂岩 2.2~2.71 1.6~28.0 0.2~9.0 0.65~0.97 17~41 20~200 4~25 8~40 35~50 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 35~50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）3.5~2040~600.3~1.42.8~4.20.32（新鲜岩体）37（新鲜岩体）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 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 26~65千枚岩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（裂隙较发育岩体）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 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 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 53~55 辉长岩 2.55~2.98 0.3~4.0 0.5~4.0 180~300 15~36 10~50 50~55 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 45~50 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注：未注明为岩体的数据，均为岩石试验数据。

常用的岩石物理力学参数

灰岩鲕状 2.770.0948.630.4石英砾岩 2.660.2830.2绢英千枚岩微风化 2.600.206530灰岩含燧石结核 2.640.5639.830泥岩 2.65 1.5433.430石英砂岩 2.28 4.6544.229.9 1.22灰岩 2.6072.929.232.5粉砂岩泥质 2.52 3.103329云母片麻岩弱风化49.428.2云母片麻岩 2.50 3.4245.328.1粘土岩砂质 2.574227.9灰岩泥质 2.53 3.936527.8页岩 2.61 2.753527.5砂岩39.127.3 2.54角砾岩 2.43 3.7256.627.3闪长玢岩岩脉,弱风化 2.950.2454.926.80.78灰岩薄层,条带5526.528.4芒硝岩 2.0126.410.2砂岩弱风化 2.15 6.654126 4.6粉砂岩弱风化 2.59 1.9132.825.7角砾岩 2.46 3.354.625.6砂岩弱风化 2.19 5.147.125.5细砂岩全风化 2.188.0148.125.1石英片岩含白云母,弱风化 2.1725.0 1.3灰岩 2.6479.224.847.5砂岩 2.28 2.6436.524.8花岗岩强风化 2.33 5.65402318.4角砾岩 2.580.834224灰页岩 2.61 2.342924油页岩 2.0915.526.1砂岩强风化 2.22 5.658.223.9砂岩钙质，弱风化 2.33 5.344423.5灰岩 2.33 4.436.223.5灰岩白云质,微风化 2.770.4143.723.3细砂岩泥质 2.22 5.6542.723.1灰岩泥质 2.610.1473.823花岗岩强风化 2.33 5.65402318.4绿泥石片岩 2.740.693423粘土岩 2.58 2.913123页岩砂质 2.63 1.3537.222.7云母片岩弱风化 2.69 1.245.322.0白云岩灰质 2.690.2564.621.9粉细砂岩新鲜 2.1739.221.7 6.7安山岩凝灰质63.821.4粉砂岩灰黑色 2.81 1.3254.521.2水云母页岩 2.44 3.7629.921.317.8粉砂岩泥质 2.52 3.1645.321灰岩33.721砂岩泥钙质 2.4175.220.9粘土岩砂质 2.41 3.0620.5 1.82粘土岩砂质 2.51 2.53819.6粘土岩砂质 2.54 2.8431.619.6砂岩泥质 2.58 2.8181.319.3粘土岩砂质 2.62 1.9834.519粘土岩砂质 2.59 2.6443.118.6页岩砂质微风化 2.51 3.9671.718.2粘土岩砂质 2.56 2.1252.718白云岩泥质 2.530.553518页岩 2.5625.718页岩3317.8板岩风化 2.55 2.7233.917.537.3页岩砂质 2.52 2.0863.517.3细砂岩钙质 2.51 1.583617.3砂岩弱风化 2.35 6.5045.517.28.2糜棱岩片状 2.740.903117泥灰岩 2.48 2.3628.316.5 1.9粘土岩砂质 2.5531.716.3片麻岩 2.48 2.8216.10.017粉砂岩泥质 2.41 3.6546.115.9辉长辉绿岩强风化 2.705415.7砂岩泥质 2.57 1.4937.515.6页岩 2.63 2.0321.415.5 1.1粉砂岩 2.41 3.3252.414.7粘土岩砂质 2.54 2.725.214.6玄武岩软弱 2.65 3.719.214.4细砂岩、泥岩互层 2.670.7322.814.2砾岩强风化 2.49 2.933614砂岩变质,强风化 2.52 2.774713.919.8粘土岩 2.56 3.2545.913.9云母片岩全风化 2.65 1.8430.813.8细砂岩 2.72 1.9256.013.5细砂岩弱风化 2.26 4.1718.213.3泥岩砂质 2.42 4.3514.813.6粗砂岩砾质 2.207.7838.412.9玢岩 2.610.3815.912.5灰岩 2.620.8123.212.3玄武岩节理发育,全风化 2.47 3.1741.112.1砾岩砂质 2.593412.1细砂岩 1.988.1915.311.6灰岩薄层,风化 2.55 1.613011.2粘土岩 2.36 6.540.611.4砂页岩 2.6614.311.1绢英千枚岩薄片，微，风化 2.600.202510石英砾岩 2.58 1.0110.7泥灰岩 2.25 6.1617.310.621.5泥岩 2.487.282810.6 6.5粉砂岩 2.6316.610.59.7绢英千枚岩薄片状，弱风化 2.900.27301010.0粘土岩 2.5331.69.9粉砂岩泥质 2.31 4.5530.69.9页岩 2.6026.39.8 2.66芒硝岩 2.309.2粘土岩 2.50 6.3634.98.7粘土岩 2.33 6.1616.28.6粘土岩砂质 6.535.28.4砂岩钙质 2.6137.58.322.3粉砂岩 2.55 4.8142.88.3 1.21角砾岩 2.21 5.339.58.2云母片岩松软,全风化 2.53 2.58198.2砂岩强风化 2.34 5.27178 6.45砂岩条带状 2.3925.37.8大理岩16.97.6大理岩集块状 2.62 3.36437.6花岗闪长岩强风化 2.55 2.48397 5.39页岩紫红色 2.257.620.6 6.7 1.85粉砂岩粘土质 2.35 3.1814.3 6.2 3.23玄武玢岩强风化 2.62 1.9213.1 5.9粘土岩 2.2714 5.7粘土岩砂质 2.62 5.5 4.6绿泥石片岩弱风化 2.5714.6 5.3页岩强风化 2.40 4.15 5.2砂岩微风化 2.21 6.1414.5 5.1砂岩变质,强风化 2.26 5.6818515.9粘土岩 2.51 1.945砂岩集块状 2.44 5.0913.5 4.2粉砂岩 2.37 3.3214.14千枚岩强风化 2.25 4.9874石英砂岩 2.59 1.01 3.7粉砂岩泥质 2.1410.2420.6 1.5 1.17芒硝岩 2.3524.929.6泥岩紫红色 2.257.620.6页岩 2.6520粘土岩 2.6920.710.3粘土岩 2.60 1.713.3芒硝岩 2.0812.6粘土岩 2.25 4.4页岩全风化 2.41 4.3丰满碧口江垭天升桥一级电站山西北引黄徐州铜山柳泉矿0.2970葫芦口岗南水库广元香水渡狮子滩龙门紫坪铺升钟漫湾潘家口(杨叉子坝址隔河岩华东盐矿葫芦口水库万安漫湾0.4150小井沟水库云南、丰收河大寨电站1.093000黄龙徐州铜山小井沟水库江西七星水库万安陆浑0.253900龙口矿区沱江水库升钟偏窗子恒山陕西王圪堵水库江垭江西七星水库丹江口罗江口电站0.4044龙门(甘泽坡坝址)绿水河鲁布革陕西王圪堵水库0.886辽闹得海水库大藤峡鄂利川长顺电站1.0*120小什字*现场抗剪断马鞍山桃中铁矿三岔水库升钟四九滩电站东西关寨水库月江口上洞水库偏窗子六郎洞月江口普定徐州铜山葫芦口安微冬至小什字水库陕西王圪堵水库黑龙潭丹江口龙口电站下洞水库河南长竹河水库太平湾丹江口万县威池水库0.682680*彭水*室内三轴值太平湾葫芦口水库以礼河二级天升桥一级柘林江西大坳小什字水库绿水河石景山龙口灰坝小井沟长滩水库太平湾下马岭江垭以礼河一级小什字陕西王圪堵水库恒山三岔徐州铜山0.5310碧口丰满河口村0.67520淮阳鄂巩河水库0.510碧口狮子滩太平湾乌江渡抗切380华东盐矿蒲江小河子水库黑龙潭红旗水库鄂、巩河水库石景山灰坝0.48*0六郎洞*岩石粗面摩擦绿水河上饶大坳五强溪岗南水库石景山龙口灰坝江西奉新淮阳葛洲坝陆浑升钟巩河水库冯家山水库0.5582陆浑0.6718新疆咯拉咯尔电站江西高湖小井沟石景山灰坝葛洲坝江口河南白沙水库1.03190安微淮阳抗切380华东盐矿1.23760淮阳0.45430天生桥二级来风塘口1.0770偏窗子抗切250华东盐矿0.247升钟六郎洞。

常用岩土材料参数和岩石物理力学性质一览表

(E, ν) 与(K, G)的转换关系如下：)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 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。

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）。

岩石物理力学指标参数表

1/20 1/20 1/20 1/20 1/20 1/20 1/20 4/89 1/20 1/20 1/20 1/20 1/20 1/20 1/20 1/20 1/20 1/21 1/20 2/41 1/20 1/20
1/20
几点说明：
1）岩石的种类繁多，工程性质极为复杂，差别很多，表中所列岩石只是河南段所遇岩石的一部分。

2）岩石的分类可分为地质分类和工程分类。

地质分类用地质名称加风化程度表达，包括定塔位时描述地质成因矿物成分，结构、构造，风化程序等。

工程分类主要是对岩体性状进行研究评价，包括岩块的“坚硬程度”岩体的“完整程度”和“岩体质量等级”。

地质分类是基础，工程分类的目的是较好的概括评价某工程性质。

考虑到山区丘陵区岩石裸露区或第四系较薄地段多采用嵌固式基础，基础埋深一般在3~6m，施工方法多采用掏挖法，塔基受力荷载不大，岩石地基的强度和变形均能满足设计要求，在制表中只列出了岩石的坚硬程度和岩体完整程度，未考虑岩体基本质量等级。

3）岩石坚硬程度，岩体完整程度，风化程度，岩石抗剪强度，承载特征值宜综合考虑防止自相矛盾，参数表中的数值仅供参考。

4）山区丘陵一般地下水埋藏较深，可不考虑地下水对施工和岩体的影响。

5）在深度8~15m范围很难见到未风化新鲜的岩石，微风化的岩石也不多见，故表中未列岩石示风化微风化岩石物理力学参数，如有请参考参数表适当提高。

6）对全风化，强风化，当与残积土难以区分时按土考虑。

7）岩石坚硬程度的定性分类可参阅“国标”附录A.0.1 P135
岩体完整程度的定性分类可参阅“国标”附录A.0.2 P135
，风镐加爆破锤
，风镐加放炮
，爆破锤加放炮。

岩石的物理性质

22
Vs d
5
工程意义：
是岩石物理性质的一个重要指标。
对岩块和岩体的水理、热学性质及力学性质影响很大。
空隙率愈大→岩石
中的孔隙和裂隙愈多
→岩石的力学性质越
差(岩石的强度愈小、
塑性变形越大），渗
透性愈大，抗风化能
力愈差等。
6
三、吸水性
定义：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。
KR
cw c
• 岩石中含有较多的亲水性和可溶性矿物，且含大开空
隙较多时，岩石的软化性较强，软化系数较小。
• 软化系数KR＞0.75时，岩石的软化性弱，同时也说明岩石的抗冻性和抗风化能力强。而KR＜0.75的岩石则是软化性较强和工程地质性质较差的岩石
10
•工程意义：
岩石的软化系数愈小，说明岩石吸水饱和后其抗压强度降低的越多,岩石软化性愈强。如粘土岩和泥质胶结的岩石，其 KR 一般为 0 . 4 ～ 0.6。对水下建筑影响大。
另外，软化系数是评价岩石力学性质的一个重要物理性质指标。
11
五、抗冻性
• 岩石抵抗冻融破坏的能力，称为抗冻性。
• 抗冻系数(Rd)是指岩石试件经反复冻融后的干抗压强
度(σc2)与冻融前干抗压强度(σc1)之比，用百分数表
示，即
Rd
c2 c1
100%
• 质量损失率(Km)是指冻融试验前后干质量之差(ms1－ ms2)与试验前干质量(ms1)之比，以百分数表示，即
的渗透流速，cm/s或m/d
U KJ
渗透流速
水力梯度
•渗透系数大小主要取决于岩石空隙的数量、大小、方向及其
连通性等，水只能通过连同的空隙渗透。因此，裂隙岩体的渗透系数（透水性）远大于岩块的渗透系数，