常用岩石力学参数

粘聚力 C
内摩擦角 φ
弹模E
泊松 比μ
/MPa
/˚
/GPa
3 ~ 8 > 55 > 25 < 0.2
1.2 ~ 3
45 ~ 55
15 ~ 25
0.2 ~ 0.25
0.4 ~ 1.2 35 ~ 45
4 ~ 15
0.25 ~ 0.3
0.1 ~ 0.4 25 ~ 35
0.8 ~3
0.3 ~ 0.4
< 0.1
< 30
< 1 > 0.4
一些煤系地 层层面力学 参数的参考
值
粘聚力 C /MPa
内摩擦角 φ
切向刚度 系数KS
法向刚 度系数
KN
/˚
/MPa /MPa
0.2
30
24.5
981
0.1
25
14.7
588
0.1
25
14.7
588
煤矿锚固材料基本性能
锚杆常用材料及其性能
屈服强度/Mpa 极限强度/Mpa 延伸率(%)
50
14.7~74.5
52~58
岩体类型 I II III IV V
层面两侧岩石
石灰岩与煤层 煤层与页岩交互
层 页岩交互层与砂
岩
表 备注
整体性好可不支护
料石碹亦可支护 刚性支护轻微破坏 刚性支护破坏很大 围岩变形有稳定期 围岩变形无稳定期
中国煤矿锚固材料基本性能 表1:锚杆常用材料及其性能
材质
部标代号 直径(mm)
钢筋类别
钢号 代号
Ⅰ
3号 Q235 YB171-69 6-40
Ⅱ
16锰 16Mn YB171-69
6-40 28-40
Ⅲ 25锰 25MnSi YB171-69 6-40
Ⅲ
5号 A5 YB171-65 6-40
抗压强度
100~250 100~350 20~170
4~49 20~170 5~100 30~250
26.0
围岩分类 Ⅰ
Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
围岩分类及巷道支护形式表
围岩松动圈/cm
分类名称 锚喷支护方式
0~40
稳定围岩 喷混凝土、短锚杆
40~100 100~150 150~200 >200~300
>300
较稳定围岩 喷混凝土、短锚杆 一般围岩 锚杆、喷混凝土
软岩 密锚网、喷混凝土 较软岩 常规方法较难支护 极软岩 常规方法较难支护
抗拉强度 抗剪强度
7~25 15~35 4~25 0.2~6 4~25 2~10 5~25
14~50 25~60 8~40
4~6 8~40 3~30 10~50
设计参 考用岩 体力学
参数
GB502 18-94
容重γ /kN/m3 27 ~ 30 25 ~ 28
23 ~ 25
21 ~ 25 20 ~ 24
6.86
4.12~70.6 9.81~2.75
内摩擦角 抗弯强度
E
（Φ）
K
3(1 2 )
16~40 28~35 11~60
G 4.71~5.96
E
2 (1 )
1.96~29.4
35~45 4.90~14.7
46
2.45~44.1 c n tan
9.81~15.2
32~70 4.12~58.8
部分岩石的天然容重
岩石名称
花岗岩 闪长岩 辉长岩 斑岩 玢岩 辉绿岩 粗面岩 安山岩 玄武岩 凝灰岩 凝灰角砾岩 注：本表引 自《岩石力 学与工程》 蔡美峰主编 科学出版社 出版
天然容重（γ） 岩石名称
/KN·m-3
23.0-28.0 砾岩
25.2-29.6 石英砂岩
25.5-29.8 硅质胶结砂岩
夹层物质成分对结构面抗剪强度的影响
软弱夹层物质成分 摩擦系数
粘结力/Mpa
泥化夹层和夹泥层 0.15-0.25
0.005-0.02
破碎加泥层
0.3-0.4
0.02-0.04
破碎夹层
0.5-0.6
0-0.1
含铁锰质角砾破碎夹层 0.65-0.85
0.03-0.15
粘聚力（c）
0.98~9.81 1.96~3.92 3.63~9.81 3.92~5.88
4.90~19.6 3.92~12.7 4.90~19.6 9.81~14.2 8.33~39.4 8.83~34.3
天然容重（γ）
/KN·m-3 29.0-33.0
27.6-30.5
24.0-26.3 23.0-30.0 29.0-29.2 30.0-33.0 28.0-29.0 26.0-27.0 21.0-27.0 23.1-27.5
45~52 9.81~15.7
力学参数 岩石名称
花岗岩 粗玄武岩
砂岩 煤 砂岩 页岩 石灰岩
3.43~46.6
35~58 4.12~27.6
12.6~34.3
45~52 9.81~19.6
19.6~49.0 7.65~39.8
13.7~255
27.3
30~50 44~80
11.7~19.6
51~58 12.7~16.7
132.3 163.4 197.2 235.1 307.9
25MnSi钢
屈服载荷 破断载荷
76.4
116.6
96.7 119.4 144.4 180.9
234
147.6 182.2 220.5 262.2 307.9
9.81~13.9 30.4 59.8
0.15~0.25 0.05~0.36
19.6~88.3 39.2~68.6 19.6~294 58.8~98.1
1.96~17.7 2.94~11.8 2.94~19.6 3.92~12.7
泥灰质
9.81~25.5
0.18~0.35
Байду номын сангаас
9.81~255
0.98~24.5
48.2
76.4
56.3
100.1
61.1
96.7
71.3
127.3
75.4 91.2 108.5 147.8
119.4 144.4 171.8
234
88 106.4 126.6 172.4
157.1 190.1 226.1 307.9
单位:kN 16Mn钢
屈服载荷 破断载荷
68.3
104.5
86.5 106.8 129.2 153.7 197.2
27.0-27.4 砂岩
24.0-28.6 25.3-29.7 23.0-26.7 23.0-27.0 25.0-31.0 22.9-25.0 22.0-29.0
坚固的页岩 砂质页岩 页岩 硅质灰岩 白云质灰岩 泥质灰岩 灰岩
天然容重（γ）
岩石名称
/KN·m-3
24.0-26.6 新鲜花岗片麻岩
26.1-27.0 角闪片麻岩
主焦煤 无烟煤 页岩
0.29~2.45 2.45~6.37 8.83~22.6
0.1~0.5 0.09~0.35
4.9~49 9.81~15.7 4.5~78.5 19.6~49
0.24~5.79 1.47~2.45 0.98~39.6 1.96~9.81
砂质页岩 15.7~23.7
软砂岩 致密砂岩 石英砂岩
78.5~137
4.9~12.7
0.20~0.35 0.17~0.36
39.2~24598.1~1 11.4~15.3
3497~245
3.92~28.4
98.1~147
9.81~14.7
0.10~0.35
147~294
7.61~39.2
0.2~0.35 0.2~0.35 0.12~0.27
196~245 29.4~186 78.5~118 49~275 157~196 88.3~491 167~343
25.0
混合片麻岩
22.0-27.1 片麻岩
28.0 26.0 23.0-29.0 28.1-29.0 28.0 23.0 23.0-27.7
片岩 特别坚硬的石英岩 片状石英岩 大理岩 白云岩 板岩 蛇纹岩
岩石力学
单轴压缩弹模 泊松比（v） 单轴抗压强度 单轴抗拉强度（σ
（E）/Gpa
（σC）/Mpa t）/Mpa
δ5 δ10
240
380
25 21
320
520 500
16
400
580
14
280
500
19 15
杆体直径 mm
16 18 20 22 24 28
毛截面积 mm2
201 254.5 314.2 380.1 452.4 615.8
表2:锚
表2:锚杆常用圆钢端面承载能力
3号钢
5号钢
屈服载荷 破断载荷 屈服载荷 破断载荷
石砂岩
石灰岩 白云岩 花岗岩
23.5~68.6 44.1~83.4 30.4~82.8
玄武岩
39.2~98.1
大理岩
9.81~67.3
片麻岩
15.5~57.3
石英岩
40.2~147
注：1、带 有横线的格 子中，横线 上方代表“ 范围”，下 方代表“一 般”。 2、本表引 自 李世平 编 《岩石 力学简明教 程》 中国 矿业大学出