常用的岩土和岩石物理力学参数
(完整版)岩土力学参数大全
基坑各向平均厚度（m）重度内摩擦角凝聚力土体与锚固体极限摩阻力标准值东向南向西向北向γφ CBC DE CD EF FA AB填土8 5 9 4 5 10 19 10 13 18 粘土 5.5 7.5 2.5 8.5 6.5 2.5 18.5 12 15 30 圆砾0.5 0.5 0.5 1 1 0.5 20 35 / 120 粉质粘土0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 19.5 19 25 60 强风化板岩 2.5 8.5 7.5 7 6.5 3.5 21.5 30 30 150 中风化板岩15 15 15 15 15 15 23.5 35 35 220常用岩土材料力学参数(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7.37.3 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。
常用的岩土和岩石物理力学参数讲解
(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 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。
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 （）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 kK 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 nm k C +=νν （）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
(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
(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。
(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得为最新版本内容。
可按规范适用范围选择使用;3、资料出处非黄底加粗字体得为引用资料,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岩土得渗透性(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《水利水电工程水文地质勘察规范》SL373-2007 62~63页Lu:吕荣单位,就是1MPa压力下,每米试段得平均压入流量。
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(2)单位吸水量一般碎块岩强烈透水;压碎岩中等透水;断层角砾岩弱透水;糜棱岩与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---- 井得半径;h1---- 抽水停止后t1时刻得水头值;h2---- 抽水停止后t2时刻得水头值;S1、S2---- t1或t2时刻从承压水得静止水位至恢复水位得距离;H---- 未抽水时承压水得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)。
《工程地质手册》第三版936页(4)水力坡降0~3、0,即Ⅰ允= Ⅰ临/2、0~3、0。
摘自长春地质学院《中小型水利水电工程地质》1978年139页出口保护情况下地基允许渗流比降见上表。
摘自《堤防工程地质勘察与评价》水规总院李广诚司富安杜忠信等。
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。
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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
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 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）
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
岩类
[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1981.10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。
土的泊松比。