常见岩石的抗压强度和软化系数
一般岩石的抗压强度
一般岩石的抗压强度Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998一般岩石的抗压强度1、岩浆岩类(1)坚硬—软弱块—层状基性喷出岩。
火山熔岩为块状，较坚硬—坚硬，干抗压强度—兆帕，软化系数—，岩体稳定性较好；火山碎屑岩为似层状或层状，软弱—较坚硬，干抗压强度—兆帕，软化系数—，岩体稳定性差。
力学强度的高低与岩石的节理裂隙发育和风化程度有关。
中等风化玄武岩强度为微风化—新鲜的20—50%；火山碎屑岩易受风化，中等风化的锤击易碎。
(2)坚硬—较坚硬层状中—酸性喷出岩。
岩石干抗压强度多大于108兆帕。
流纹岩垂直和水平方向上的力学强度变化较大，在一定条件下可成为岩组中相对软弱的夹层。
使岩体稳定性变差。
(3)坚硬块状侵入岩。
岩石以中—粗粒或斑状结构为主，块状构造，新鲜者致密坚硬，裂隙不发育，力学强度普遍较高，尤其是新鲜花岗岩，抗压强度一般大于98兆帕。
2.变质岩类(1)软硬相间薄—中厚层状变质砂页岩。
岩层厚薄不等，软硬相间，岩石的完整性和抗风化能力差异很大，力学强度各向异性。
片岩、千枚岩、板岩等软弱岩石，节理裂隙较发育，垂直干抗压强度—113兆帕；石英岩、变质砂岩、硅质岩等硬质岩石，较坚硬—坚硬，垂直干抗压强度—260兆帕，最高达338兆帕。
风化岩石干抗压强仅40—90兆帕。
(2)坚硬块状混合岩类。
岩石呈块状，完整性好，坚硬，干抗压强度59—196兆帕，强风化者为22兆帕。
(3)软弱碎裂状构造岩。
岩石破碎，透水性强，压碎花岗岩垂直饱和抗压强度为73兆帕，部分小于20兆帕。
3.碎屑岩类(1)软弱—较坚硬，中—厚层状红色砂泥岩。
岩石呈不等厚互层状。
力学强度因岩性不同而异。
砂岩，砾岩等岩石较坚硬，干抗压强度多大于50兆帕，风化岩干抗压强度一般小于50兆帕。
泥岩、粘土岩等垂直干抗压强度为—兆帕。
(2)软硬相间薄—中层状砂页岩。
页岩常夹砂岩或与砂岩互层产出。
岩石抗压强度、软化系数.docx
检验编号：第1页 共1页
样品名称
强度等级
委托日期
检验设JTG E41-2005
单轴抗压强度（岩石烘干状态）
试件编号
试件尺寸（mm）
承压面积（mm2）
破坏荷载（N）
单轴抗压
强度（MPa）
检验结果
底面边长
顶面边长
平均值
1
2
3
软化系数（岩石饱和状态）
试件编号
试件尺寸（mm）
承压面积（mm2）
破坏荷载（N）
单轴抗压
强度（MPa）
平均值
软化系数
底面边长
顶面边长
平均值
1
2
3
备注
1.抗压强度=破坏荷载/承压面积，精确至0.1MPa；
2.软化系数=岩石饱和状态下单轴抗压强度/岩石烘干状态下单轴抗压强度，精确至0.01。
审核：检验：
岩石饱和与天然抗压强度及软化系数试验作业指导书
岩石饱和与天然抗压强度及软化系数试验作业指导书1 依据(1) 《水利水电工程岩石试验规程》SL264-2001；(2) 《工程岩体试验方法标准》GB/T50266-2013；(3) 《水利水电工程岩石试验规程（补充部分）》DL/T 5368-2007。
2 目的及范围2.1目的编制本作业指导书是为了规范、准确的完成对岩石饱和与天然抗压强度的试验。
2.2范围本作业指导书适用于能制备成规则试件的各类岩石。
3 仪器设备(1) 钻石机、锯石机、磨石机和车床；(2) 测量平台、角尺、千分卡尺、放大镜；(3) 烘箱、干燥器和饱和设备；(4) 材料试验机。
4 试验步骤4.1试件制备4.1.1试件制备应符合下列规定：(1) 标准试件为圆柱形，可用钻孔岩心或坑探槽中采取岩块加工制成。
试件在采取、运输和制备过程中应避免扰动。
(2) 制备试件时应采用纯净水作冷却液。
(3) 对于遇水崩解、溶解和干缩湿胀的岩石，应采用干法制备试件。
4.1.2规则试件尺寸应符合下列规定：(1) 圆柱体直径或方柱体边长宜为48~54mm；(2) 含大颗粒岩石的试件直径或边长应大于最大颗粒尺寸的10倍；(3) 试件高度与直径或边长之比宜为2.0~2.5。
4.1.3试件加工精度应符合下列规定：(1) 试件高度直径或边长的允许偏差为±0.3mm。
(2) 试件两端面的不平整度允许偏差为±0.05mm。
(3) 端面应垂直于试件轴线允许偏差为±0.25°。
(4) 方柱体或立方体试件相邻两面应互相垂直允许偏差为±0.25°。
4.1.4试件含水状态可根据需要选择天然状态、烘干状态或饱和状态，并应符合下列规定：(1) 天然状态：应在试样拆除密封后立即制备试件并测定其天然含水率。
(2) 烘干状态：对于不含矿物结晶水的岩石，应在105~110℃的恒温下烘24h。
对于含有矿物结晶水的岩石，应降低烘干温度，可在40±5℃恒温下烘24h。
一般岩石坚硬程度分类表
代
号
完整系数及代号
vp(m/s)
Rw
(MPa)
﹝Ó﹞
(MPa)
类
亚类
Ⅰ
kv＞0.55
Ⅱ
0.55~0.3
Ⅲ
＜0.3
硬质岩
坚硬
A
AⅠ
＞4500
＞60
＞10.8~16
中硬Байду номын сангаас
B
BⅠ
AⅡ
4500~3500
60~30
10.8~5，16~7.5
软
质
岩
较软
C
CⅠ
BⅡ
AⅢ
3500~2850
30~15
5~2.5，7.5~4
完整性受极大破坏，稳定性极差，接近松散体介质
岩体质量基本分类
完整
程度
坚硬
程度
完整
较完整
较破碎
破碎
极破碎
坚硬岩A
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
较硬岩B
ⅡB
ⅢB
ⅣB
ⅣB
ⅤB
较软岩C
ⅢC
ⅣC
ⅣC
ⅤC
ⅤC
软岩D
ⅣD
ⅣD
ⅤD
ⅤD
ⅤD
极软岩E
ⅤE
ⅤE
ⅤE
ⅤE
ⅤE
Vp（m/s）
R石(MPa）
静弹模（GPa）
1500
1.6
0.032~0.0533
较
硬
岩
锤击声较清脆，有轻微回弹，稍震手，较难击碎，有轻微吸水反应。
1、微风化的坚硬岩石；
2、未风化的大理岩、板岩、石灰岩、白云岩、钙质砂岩等。
一般岩石的抗压强度
一般岩石的抗压强度1、岩浆岩类(1) 坚硬一软弱块一层状基性喷出岩。
火山熔岩为块状，较坚硬一坚硬，干抗压强度48.CH 193.0兆帕，软化系数0.640.99,岩体稳定性较好；火山碎屑岩为似层状或层状，软弱一较坚硬，干抗压强度10.「56.0兆帕，软化系数0.4"0.54,岩体稳定性差。
力学强度的高低与岩石的节理裂隙发育和风化程度有关。
中等风化玄武岩强度为微风化一新鲜的20-50%;火山碎屑岩易受风化，中等风化的锤击易碎。
(2) 坚硬一较坚硬层状中一酸性喷出岩。
岩石干抗压强度多大于108兆帕。
流纹岩垂直和水平方向上的力学强度变化较大，在一定条件下可成为岩组中相对软弱的夹层。
使岩体稳定性变差。
(3) 坚硬块状侵入岩。
岩石以中一粗粒或斑状结构为主，块状构造，新鲜者致密坚硬，裂隙不发育，力学强度普遍较高，尤其是新鲜花岗岩，抗压强度一般大于98兆帕。
2. 变质岩类(1) 软硬相间薄一中厚层状变质砂页岩。
岩层厚薄不等，软硬相间，岩石的完整性和抗风化能力差异很大，力学强度各向异性。
片岩、千枚岩、板岩等软弱岩石，节理裂隙较发育，垂直干抗压强度12.卜113 兆帕；石英岩、变质砂岩、硅质岩等硬质岩石，较坚硬一坚硬，垂直干抗压强度43.CH260兆帕，最高达338兆帕。
风化岩石干抗压强仅40- 90兆帕。
(2) 坚硬块状混合岩类。
岩石呈块状，完整性好，坚硬，干抗压强度5卜196兆帕，强风化者为22兆帕(3) 软弱碎裂状构造岩。
岩石破碎，透水性强，压碎花岗岩垂直饱和抗压强度为73兆帕，部分小于20兆帕。
3. 碎屑岩类(1) 软弱一较坚硬，中一厚层状红色砂泥岩。
岩石呈不等厚互层状。
力学强度因岩性不同而异。
砂岩，砾岩等岩石较坚硬，干抗压强度多大于50兆帕，风化岩干抗压强度一般小于50兆帕。
泥岩、粘土岩等垂直干抗压强度为11." 17.0兆帕。
(2) 软硬相间薄一中层状砂页岩。
页岩常夹砂岩或与砂岩互层产出。
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
(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。
一般岩石的抗压强度
一般岩石的抗压强度1.岩浆岩类(1)坚硬—脆弱块—层状基性喷出岩.火山熔岩为块状,较坚硬———0.99,岩体稳固性较好;火山碎屑岩为似层状或层状,脆弱———0.54,岩体稳固性差.力学强度的高下与岩石的节理裂隙发育和风化程度有关.中等风化玄武岩强度为轻风化—新颖的20—50%;火山碎屑岩易受风化,中等风化的锤击易碎.(2)坚硬—较坚硬层状中—酸性喷出岩.岩石干抗压强度多大于108兆帕.流纹岩垂直和程度偏向上的力学强度变更较大,在必定前提下可成为岩组中相对脆弱的夹层.使岩体稳固性变差.(3) 坚硬块状侵入岩.岩石以中—粗粒或斑状构造为主,块状构造,新颖者致密坚硬,裂隙不发育,力学强度广泛较高,尤其是新颖花岗岩,抗压强度一般大于98兆帕.(1)软硬相间薄——113兆帕;石英岩.演变砂岩.硅质岩等硬质岩石,较坚硬——260兆帕,最高达338兆帕.风化岩石干抗压强仅40—90兆帕.(2)坚硬块状混杂岩类.岩石呈块状,完全性好,坚硬,干抗压强度59—196兆帕,强风化者为22兆帕.(3)脆弱碎裂状构造岩.岩石破裂,透水性强,压碎花岗岩垂直饱和抗压强度为73兆帕,部分小于20兆帕.(1)脆弱—较坚硬,中——17.0兆帕.(2)软硬相间薄—中层状砂页岩.页岩常夹砂岩或与砂岩互层产出.砂岩干抗压强度为100——27兆帕,半风化者60—70.3兆帕.(3)坚硬—较坚硬中厚层状砂砾岩.岩石致密坚硬,抗水性和抗风化才能强,力学强度高,抗压强度多大于98兆帕.(4)软硬相间层状碎屑岩夹碳酸盐岩.碳酸盐岩.石英砂岩.粉砂岩等抗压强度较高,页岩抗压强度低.但碳酸盐岩因岩溶发育,强度有所下降,尤其在断裂破裂带.该岩类的工程地质特点重要与岩石的岩熔解程度有关.(1)坚硬—较坚硬中—厚层状强岩熔解碳酸盐岩.包含灰岩.白云质灰岩.白云岩,岩溶率8—35%,新颖岩石抗压强度一般大于98兆帕.(2)坚硬—较坚硬中—————12.7兆帕.(3)坚硬—较坚硬中——66.1兆帕.—22.8兆帕,且易软化和泥化.脆弱—较坚硬薄——2.8兆帕,凝集力48—292兆帕;砂砾岩.砂岩.泥岩的工程地质特点与脆弱—较坚硬的红色砂泥岩组相当.。
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2000～3000
1500～2000
1800～2500
1100～l900
1200
1500～2400
1000～1600
950～600
1800～2500
2000
1250～1900
1500～2100
0.69～0.87
0.66～0.80
0.70～0.90
0.78～0.82
0.50～0.65
0.75～0.95
600～1300
800～1500
800～1500
600～1290
550～900
0.65～0.97
0.5～0.97
0.70～0.90
0.58～0.92
变
质
岩
片麻岩
石英片岩,角闪石片岩
硅质板岩
石英岩
800～1800
750～2200
800～2000
1500～2400
700～1800
700～1600
600～1500
1400～2300
0.75～0.97
0.70～0.93
0.75～0.79
0.94～0.96
半
坚
硬
的
岩
石
岩
浆
岩
细粒花岗岩
辉绿岩
半风化
|
强风化
250～400
300～800
120～250
46～318
0.48～0.62
0.16～0.40
火
山
碎
屑
岩
凝灰岩
凝灰质熔岩
半
风
化
617
688
325319
0.520.46
300～600
300～700
200～700
160～400
0.53～0.63
0.39～0.52
0.67～0.93
岩石极限压碎强度（坚固系数）=0.1×岩石饱和抗压强度÷软化系数
常见岩石的抗压强度和软化系数
系数,强度,岩石
岩
石
名
称
风化
程度
极限抗压强度(公斤／厘米2)
软化系数(Kd)
干燥(＜Rg)
饱和(Rc)
坚
硬
的
岩
石
岩
浆
岩
中细粒花岗岩
花岗闪长岩
闪长岩
闪长玢岩
辉绿岩
流纹斑岩
安山岩
玄武岩
霏细岩
新
鲜
1500～2100
1350～1800
2300～2700
1300～2000
1170～1455
0.75～0.80
0.80～0.95
0.85
火
山
碎
屑
岩
凝灰岩
安山凝灰块集岩
火山角砾岩
1600～3800
1400～1800
800～2200
1500～1700
1000～1400
600～2100
0.86
0.73
0.57～0.90
沉
积
岩
砂砾岩
石英砂岩
石灰岩
白云质灰岩
935～2000
900～2000
700～1600
沉
积
岩
泥质钙质砂岩
粘土岩
砂质、炭质页岩
泥质灰岩
300～800
200～450
500～600
134～1000
50～450
100～300
130～400
78～524
0.21～0.75
0.40～0.66
0.24～0.55
0.44～0.54
变
质
岩
云母片岩及绿泥石片岩
泥质板岩
千枚岩
600～l300
600～1400