地质报告中的岩土力学参数解析
岩土参数标准值和平均值
岩土参数标准值和平均值
岩土参数标准值和平均值是根据岩土工程领域的经验和实际工程需要确定的。
这些参数一般用于设计土方工程、基础工程、土壤改良等岩土工程项目。
常见的岩土参数包括：
1. 抗剪强度：一般使用内摩擦角和剪切强度来表示，标准值和平均值可以根据不同土壤类型和工程要求确定。
2. 压缩性指标：包括压缩模量、压缩系数等，用于描述土壤的变形性质，标准值和平均值根据土壤的类型和含水量等因素确定。
3. 孔隙比、孔隙水压力、水力导渗系数等：用于表征土壤的渗流性质，标准值和平均值受到土壤类型和水分条件等因素的影响。
4. 密度指标：包括干密度、湿密度等，用于描述土壤的密实程度，标准值和平均值可由野外采样和实验室试验结果确定。
以上仅是一些常见的岩土参数，具体的参数和标准可以根据工程实际情况和相关规范标准确定。
岩土力学试验及参数取值
一、概述1、岩土力学试验及参数取值的意义“岩土力学试验”——对岩土体的力学性质进行观测和度量，得到岩土体的各种物理力学指标的试验工作。
岩土体的力学性质：承受力的作用而发生变形的性能（变形性）；抵抗力的作用而保持其自身完整的抗破坏性能（抗破坏性）。
“岩土力学参数取值”——为了建筑物承载力和变形相容的要求，必须对其岩土力学特性进行现场和室内试验工作，以获得合理的、可靠的用于建筑物变形问题和稳定性评价的力学参数。
岩土力学参数取值：岩土体结构的差异性；岩土体特性构成岩土工程的特殊性和复杂性。
2、岩土力学试验及参数取值在岩土工程中的作用Terzaghi的有效应力原理建立在压缩试验中孔隙水压力的测试基础上；Darcy定律（达西定律）建立在渗透试验基础上。
反映水在岩土孔隙中渗流规律的实验定律；摩尔—库仑定律、各种岩土体本构模型几乎都建立在试验分析的基础之上。
高层建筑、水电枢纽、公路桥梁与隧洞的兴建是否经济、合理大部分取决于岩土的工程性质。
渗透试验三轴剪切试验测定土体在三向应力作用下的抗剪强度参数——内摩擦角υ角和粘聚力C值。
二、试验成果综合整理方法1目的：对各项分散的试验成果进行分析、归纳，使他们能更好的反映岩石、岩体的物理力学性质，揭露其内在规律，提出试验最佳值或给定置信概率的试验参数标准值。
2成果整理的步骤1）根据试验大纲的要求和地质描述资料，对全部试验资料进行逐项、逐类的检查、核对、分析试验成果的代表性、规律性和合理性。
2）将试验结果按已划分的工程地质单元进行分类、归纳，编制单项试验成果表和各项试验成果汇总表。
3）采用适当的成果整理方法，对各项试验成果进行综合整理，提出各项试验成果的最佳值或标准值。
三、岩块力学试验岩块单轴压缩变形试验——测试岩块在单轴压缩荷载作用下，随着荷载的不断增加而产生的轴向变形、横向变形以及破坏时的荷载和变形。
以此可确定反映岩块强度特性——单轴抗压强度和变形特性——（弹性模量和泊松比）岩块强度——岩块受力时抵抗破坏的能力，由强度指标表征。
岩土体物理力学参数
岩土体物理力学参数在边坡稳定性定量分析中，岩土体的物理力学参数往往直接控制着稳定系数和支护工程量。
常规的获取参数的方法主要有试验法、经验法、工程地质类比法、反演分析法等。
此外，当边坡稳定受成组结构面和岩桥共同控制时，仍常采用结构面连通率，即采用结构面和岩桥强度进行加权平均来求取潜在滑移面的综合抗剪强度。
以下对两种参数获取方法进行简单介绍。
1.试验法试验法一般可分为室内试验和现场试验两类。
现场试验试件尺寸一般较大，多为（50～70）cm×（50～70）cm，它能保持岩土体的原始状态，并能反映结构面二、三级起伏差对强度的影响，但加工困难，周期长，试验费用相对较高。
室内试验试件一般较小，多为扰动样，存在尺寸效应问题，但取样简单，可以开展各种不同工况下的试验，如三轴直剪试验、饱和固结快剪试验、饱和固结排水剪试验、慢剪试验等。
室内试验由于试验周期短，费用相对较低，可以大量开展。
目前，随着取样技术的发展，已具备取原状样的条件，且可在刚性伺服机上开展试验，能有效地确定有效正应力，控制剪切速度，试验成果较为真实可靠。
2.经验估算法可根据一些经验公式，如利用Hoek-Brown强度准则确定岩体的综合抗剪强度。
一般是在工程前期和缺乏试验的地区应用，该方法存在的问题是岩石强度权重偏大，应用在坚硬和极坚硬岩石中时，确定的抗剪强度常常偏高。
8.5.2 选择原则对于一些不重要或者工程前期缺乏试验资料的边坡，可通过经验法和工程地质类比法，初步确定岩土体的物理力学参数，以此估算边坡的稳定性和支护工程量。
对于一些已经失稳或正在变形的边坡，采用反演分析法来获取岩土体的物理力学参数是一种最有效的办法，但由于此时的抗剪强度已不是常规物理意义上的抗剪强度，而是岩土体抗剪强度参数、边界条件、地下水条件等因素的综合反映，因此，在应用时应严格注意条件的相似性。
同时，应考虑在工程有效期内工作条件的可能变化趋势对强度参数的影响，并适当进行调整。
地质勘查报告岩土强度参数变形参数地基承载力的建议值
地质勘查报告岩土强度参数变形参数地基承载力的建议值岩土强度参数是评价土体和岩石强度及其变形能力的重要指标。
在地质勘查过程中，通过采集野外样品、进行室内室外试验和现场观测等方法，得出岩土层的强度特性，常见的参数有强度指数、强度参数等。
变形参数是岩土体在受到荷载作用时所表现出的不同类型的变形特性的描述，也是评价地基承载力的重要指标。
常见的变形参数有压缩模量、剪切模量、泊松比等。
地基承载力是指地基土体在荷载作用下的稳定性和承载能力。
地基承载力的建议值需要综合考虑地质勘查资料、实测数据和工程经验等因素。
一般来说，地基承载力建议值应根据土体类型、压缩性、含水量、稠度等因素来确定。
在分析岩土强度参数时，可以根据钻孔、采样和室内试验数据等资料，采用常用的输尺定标法或固结试验法等进行分析，从而确定岩土强度参数的建议值。
同时，还要考虑到不同地层的差异性和不确定性，采用统计方法进行分析，以提高数据的可靠性和准确性。
在评估变形参数时，可以通过岩土体本构模型的拟合分析，采用土压力计、剪切试验仪等现场测量仪器进行现场观测，以获取准确、可靠的变形参数建议值。
同时，还要根据地质勘查资料和实际工程情况，结合工程经验进行综合评估，以确保计算结果的合理性和准确性。
对于地基承载力的建议值，可以根据地基土体的类型、压缩性、含水量、稠度和工程荷载等因素进行综合分析。
可以采用动力触探、静力触探和室内室外试验等方法，获取土体的物理力学参数，并采用合适的计算方法进行地基承载力计算，以得出建议值。
总之，岩土强度参数、变形参数和地基承载力的建议值需要根据实际工程情况和地质勘查资料进行综合分析和评估。
科学、准确的建议值对于工程设计和建设的安全和稳定性至关重要，因此在进行地质勘查报告编写时，需要慎重选择合适的方法和数据，以确保报告的可信度和实用性。
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。
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（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。
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。
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内
1 地质报告编写的内容
容
2 岩土力学参数设置
概
况
3 工程实例
1 地质报告的编写
1.1 前言 1.2 场地地形地貌
章
1.3 场区工程地质条件
1.4 场区物理力学性质
节
1.5 特殊工程地质条件以及地层岩土特征
1.6 场区水文地质条件
划
1.7 场区地震工程地质评价
分
1.8 地基基础方案选择评价
规范中依据土工试验数据划分岩土类型
无锡地铁土层物理力学性质统计表
平均值、标准差、变异系数、标准值计算
《岩土勘察规范》（GB50021-2001） 条文说明14.2.5：岩土工程勘察报告 一般只提供岩土参数的标准值，不提 供设计值。
标贯击数、静力触探统计表
无锡地区标准贯入、静力触探统计表
大。
软化系数：岩石饱含水后的极限抗压强度与干燥时的极限抗压强
度之比。
欠固结土：土体上现有上覆有效压力作用下尚未完成固结的土。
超固结土：土体现有的上覆有效压力小于先期固结压力的土。 正常固结土：土体现有的上覆有效压力等于先期固结压力的土。 压缩指数：表示土体压缩性大小的指标，是压缩试验所得的孔隙
比与有效压力对数值关系曲线上直线段的斜率。
由标贯确定 σ0 (kPa)
220 130 130 200 210 140 155 130 160 130 210 120 240 145 240 130
由静探确定 σ0 (kPa)
240 120 110 210 240 130 150 140 150 120 220 150
压缩模量、变形模量、弹性模量区分
1.9 基坑开挖和地下水处理
1.10 建议
2 岩土力学参数设置
岩土工程勘察报告中很重要的章节：
2.1 场区物理力学性质 2.2 特殊工程地质条件评价 2.3 地基基础方案评价
几个指标名词解释 天然含水率：天然状态下岩土孔隙（空隙）所含水分的质量与固体颗
粒质量之百分比。通过试验算出。
： 天然孔隙比 土体中空隙体积与固体颗粒体积之比值。
地基基础方案评价 天然地基
fa=fu/k，k一般桩基础
桩基础岩土参数设置
无锡地铁桩基础岩土参数设置
单桩承载力计算
E.P：
以前述桩基础岩土力学参数表计算直径1.0m钻孔灌注桩的 承载力，桩端分别进入③层粘土，⑤层灰岩，进入深度1.0m。 假设①层填土厚度2.0m，②层粉质粘土厚度7.0m，③层粘土厚 度3.0m，④层红粘土厚度4.0m。
土体弹性模量，压缩模量及变形模量是常用的也是很容易混淆的三 个概念。压缩模量也叫侧限压缩模量是土在完全侧限条件下竖向附加应 力与相应竖向应变的比值。变形模量是在现场原位测得的，是无侧限条 件下应力与应变的比值，可以比较准确地反映土在天然状态下的压缩性， 这也是为什么砂土要用变形模量指标的缘故。压缩模量和变形模量之间 可以互相换算，两者间是倍数的关系，土越坚硬倍数越大，软土则两者 比较接近。弹性模量是正应力与弹性（即可恢复）正应变的比值。
液限：粘性土流动状态与可塑状态间的界限含水率。液、塑限联合测定
仪试验测出。
塑限：粘性土可塑状态与半固体状态间的界限含水率。 塑性指数：从液限到塑限含水量的变化范围愈大，土的可塑性愈好。
这个范围称为塑性指数。
液性指数：判断土的软硬状态的指标。 压缩系数：土体压缩性大小的指标,是压缩试验所得e-p曲线上某一压力
剪切试验粘聚力统计成果表
剪切试验内摩擦角统计成果表
无锡地铁土层剪切试验统计表
高压固结试验统计成果表
无锡地铁高压固结试验统计成果表
地基土承载力及变形参数取值
无锡地铁地基土承载力取值
土层代号 及名称
(3)1层粘土 (3)2层粉质粘土 (5)层粉质粘土 (6)1-1层粉质粘土
(6)1层粘土 (6)2-1粉质粘土夹粉土
段的割线的斜率。
压缩模量：土试样在压缩试验条件下，竖向应力与竖向应变之比。
液塑比：这个指标一般只在红粘土地层进行统计。
： 含水比 这个指标一般只在红粘土地层进行统计，既为土的天然
含水率与液限的比值（u），含水比愈大，表明土愈软。
自由膨胀率：自由膨胀率是人工制备的烘干、碾细的土试样，在
水中膨胀增加的体积与原始体积之比，以百分率表示。它说明 土粒在无结构力影响下的膨胀特性，主要受土中粘粒含量和矿 物成分支配。粘粒含量愈高，矿物亲水性愈强，自由膨胀率愈
压缩模量和变形模量都是土的工程性质指标，但由于土的复杂性， 虽然二者之间存在着理论关系：E0=βEs，在实际上却很难表现为理论和 实践相一致。可能的原因很多，取土、试验因素等等，除此之外还可能 与应力水平、应力路径有关。
按照现行国家标准《建筑地基基础设计规范》给出的地基沉降计算 方法，勘察报告对压缩层范围的各土层，应提供压缩模量（按实际压力 段）。
GB50021-2001中规定
3 工程实例
无锡地铁1号线锡北运河岩土工程勘察报告
(6)2层粉质粘土 (7)1层粉质粘土 (7)1-1层粉质粘土
(7)2层粉砂 (8)1层粉质粘土 (8)2-2层粉土夹粉质粘土 (8)3层粉质粘土
(8)4层粉砂 (9)1层粘土 (9)2层粉砂
由土试资料 确定
σ0 (kPa) 260 110 110 220 230 160 160 120 160 120 200 100 240 160 260 120
桩端进入③层粘土的桩基础可视为摩擦端承桩，单桩承载 力按下列公式计算。
Ra=550×0.5×0.5×3.14+3.14×1（34×7+42）=1776 （kN）
桩端进入⑤层灰岩的桩基础可视为端承桩，单桩承载力按 下列公式计算。
Ra=4500×0.5×0.5×3.14=3510（kN）
基坑评价
无锡地铁基坑评价
回弹指数：土试样在压缩试验条件下，卸荷回弹所得的孔隙比与
有效压力对数值关系曲线的斜率。
固结系数：反映土体固结快慢的指标，它与试样的渗透系数(K)，
体积压缩系数(mv )和水的密度有关。
粘聚力：在同种物质内部相邻各部分之间的相互吸引力。 内摩擦角：土体中颗粒间相互移动和胶合作用形成的摩擦特性。
其数值为强度包线与水平线的夹角。