2020年常见岩石的强度性质
岩石坚固性和稳定性分级表
(1)完整岩层：层理和节理裂隙的间距大于1.5米。2)层状岩层，层与层间距小于1.5米。(3)块状岩层，节理裂隙间距小于1.5米，大于0.3米。(4)破碎岩层，节理裂隙间距小于0.3米。
2、当地下水影响围岩的稳定性时，应考虑适当降级。
3、Rb为岩石的饱和抗压强度。
1.0
Ⅶa
软岩
微砂质粘土，黄土，细砾石。
0.8
Ⅷ
土质岩石
腐植土，泥煤，微砂质粘土，湿砂。
0.6
Ⅸ
松散岩石
砂，细砾，松土，采下的煤。
0.5
Ⅹ
流砂状岩石
流砂，沼泽土壤，饱含水的黄土及饱含水的土壤。
0.3
表2 煤矿锚喷支护巷道围岩分类
围岩分类
岩层描述
巷道开掘后围岩的稳定状态（3～5米跨度）
岩种举例
类别
名称
4
Ⅴa
坚固性中等的岩石
各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩。
3
Ⅵ
相当软的岩石
软的页岩，很软的石灰岩，白垩，岩盐，石膏，冻土，无烟媒，普通泥灰岩，破碎的砂岩，胶结的卵石及粗砂砾，多石块的土。
2
Ⅵa
相当软的岩石
碎石土，破碎的页岩，结块的卵石及碎石，坚硬烟煤，硬化的粘土。
1.5
Ⅶ
软岩
致密的粘土，软的烟煤，坚固的表土层。
Ⅳ
稳定性较差岩层
1.较软的完整岩层，Rb<200公斤/厘米2，
2.中硬的层状岩层，
3.中硬的块状岩层，Rb=200～400公斤/厘米2。
围岩的稳定时间仅有几天。
页岩，泥岩，胶结不好的砂岩，硬煤。
Ⅴ
不稳走岩层
一般岩石的抗压强度之欧阳理创编
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48.0—193.0兆帕，软化系数0.64—0.99，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10.9—56.0兆帕，软化系数0.43—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—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12.0—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43.0—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11.8—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—169兆帕，比片岩高几倍至十几倍，而砂岩强度又容易受风化影响，风化者为3.8—27兆帕，半风化者60—70.3兆帕。
岩石坚固性和稳定性分级表
Ⅲ
中等稳定岩层
1.完整的中硬岩层，Rb=200～400公斤/厘米2；
2.层状岩层以坚硬岩层为主，夹有少数软岩层；
3.比较坚硬的块状岩层，Rb=400～600公斤/厘米2。
能维持一个月以上稳定，会产生局部岩块掉落。
砂岩，砂质页岩，粉砂岩，石灰岩，硬质凝灰岩，
Ⅳ
稳定性较差岩层
软的页岩，很软的石灰岩，白垩，岩盐，石膏，冻土，无烟媒，普通泥灰岩，破碎的砂岩，胶结的卵石及粗砂砾，多石块的土。
2
Ⅵa
相当软的岩石
碎石土，破碎的页岩，结块的卵石及碎石，坚硬烟煤，硬化的粘土。
1.5
Ⅶ
软岩
致密的粘土，软的烟煤，坚固的表土层。
1.0
Ⅶa
软岩
微砂质粘土，黄土，细砾石。
0.8
Ⅷ
土质岩石
腐植土，泥煤，微砂质粘土，湿砂。
注：1、岩层描述将岩层分为完整的、层状的、块状的、破碎的种。
(1)完整岩层：层理和节理裂隙的间距大于1.5米。2)层状岩层，层与层间距小于1.5米。(3)块状岩层，节理裂隙间距小于1.5米，大于0.3米。(4)破碎岩层，节理裂隙间距小于0.3米。
2、当地下水影响围岩的稳定性时，应考虑适当降级。
3、Rb为岩石的饱和抗压强度。
0.6
Ⅸ
松散岩石
砂，细砾，松土，采下的煤。
0.5
Ⅹ
流砂状岩石
流砂，沼泽土壤，饱含水的黄土及饱含水的土壤。
0.3
表2 煤矿锚喷支护巷道围岩分类
围岩分类
岩层描述
巷道开掘后围岩的稳定状态（3～5米跨度）
岩种举例
类别
名称
Ⅰ
稳定岩层
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性土，形成无序小块和碎
屑
岩体质量基本分类
程度 完 较完 较破 破 极破
整整碎碎 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） 1500 2000 2500 3000 3500 4000
R 石(MPa） 1.6 4.0 9.6 18.5 30.6 46
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电通，力1根保过据护管生高线产中0不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置，机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资2负料2，荷试而下卷且高总可中体保资配障料置2试时32卷，3各调需类控要管试在路验最习；大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试，况卷要下安加与全强过，看度并25工且52作尽22下可护都能1关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资；中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整，高核或中对者资定对料值某试，些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位，卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置，地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中，案资要，料求编试技5写、卷术重电保交要气护底设设装。备备置管4高调、动线中试电作敷资高气，设料中课并技3试资件且、术卷料中拒管试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术，技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式；资，对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资，件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调，并试合且技理进术利行，用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活：。。在对对分于于线调差盒试动处过保，程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试，题技应，术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进，变行需压隔要器开在组处事在理前发；掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时，、，强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试，卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用，关高要技中进术资行资料检料试查，卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
一般岩石坚硬程度分类表
坚硬程
度等级
定 性 鉴 定
代 表 性 岩 石
硬
质
岩
坚
硬
岩
锤击声清脆，有回弹，震手，难击碎，基本无吸水反应。
未风化~微风化花岗岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英岩、石英砂岩、硅质砾岩、硅质石灰岩等。
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。
2、中风化~强风化的较软岩；
3、未风化~微风化的页岩、泥岩、泥质砂岩等。
极软岩
锤击声哑，无回弹，有较深凹痕，浸水后手可捏成团。
1、全风化的各种岩石；
2、Байду номын сангаас种半成岩。
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。
软
质
岩
较
软
岩
锤击声不清脆，无回弹，轻易击碎，浸水后指甲可刻出印痕。
1、中风化~强风化的坚硬岩或较硬岩；
2、未风化微风化的凝灰岩、千枚岩、泥灰岩、砂质泥岩等。
软
岩
锤击声哑，无回弹，有较深凹痕，浸水后手可捏碎，辧开。
1、；强风化的坚硬岩或较硬岩；
一般岩石的抗压强度
一般岩石的抗压强度之马矢奏春创作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———0.99，岩体稳定性较好；火山碎屑岩为似层状或层状，软弱———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—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更较大，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。
(1)软硬相间薄——113兆帕；石英岩、蜕变砂岩、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。
(1)软弱—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，抗水性和抗风化能力强，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，强度有所降低，尤其在断裂破碎带。
该岩类的工程地质特征主要与岩石的岩溶化程度有关。
(1)坚硬—较坚硬中—厚层状强岩溶化碳酸盐岩。
包含灰岩、白云质灰岩、白云岩，岩溶率8—35%，新鲜岩石抗压强度一般大于98兆帕。
(2)坚硬—较坚硬中—————12.7兆帕。
岩石分类及硬度级别
岩石分类及硬度级别岩石级别坚固程度代表性岩石Ⅰ最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他各种特别坚固的岩石。
(f=20)Ⅱ很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩，较坚固的石英岩，最坚固的砂岩和石灰岩.(f=15)Ⅲ坚固致密的花岗岩，很坚固的砂岩和石灰岩，石英矿脉，坚固的砾岩，很坚固的铁矿石.(f=10) Ⅲa 坚固坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁矿，不坚固的花岗岩。
(f=8) Ⅳ比较坚固一般的砂岩、铁矿石(f=6)Ⅳa 比较坚固砂质页岩，页岩质砂岩。
(f=5)Ⅴ中等坚固坚固的泥质页岩，不坚固的砂岩和石灰岩，软砾石。
(f=4)Ⅴa 中等坚固各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩.(f=3)Ⅵ比较软软弱页岩，很软的石灰岩，白垩，盐岩，石膏，无烟煤，破碎的砂岩和石质土壤.(f=2)Ⅵa 比较软碎石质土壤，破碎的页岩，粘结成块的砾石、碎石，坚固的煤，硬化的粘土。
(f=1.5)Ⅶ软软致密粘土，较软的烟煤，坚固的冲击土层，粘土质土壤。
(f=1)Ⅶa 软软砂质粘土、砾石，黄土。
(f=0.8)Ⅷ土状腐殖土，泥煤，软砂质土壤，湿砂。
(f=0.6)Ⅸ松散状砂，山砾堆积，细砾石，松土，开采下来的煤.(f=0.5)Ⅹ流沙状流沙，沼泽土壤，含水黄土及其他含水土壤. (f=0.3) A 表示矿岩的坚固性的量化指标.人们在长期的实践中认识到，有些岩石不容易破坏，有一些则难于破碎。
难于破碎的岩石一般也难于凿岩，难于爆破，则它们的硬度也比较大，概括的说就是比较坚固。
因此，人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。
坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数，也叫普氏硬度系数f值）。
坚固性系数f=R/100 (R单位kg/cm2)式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。
通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。
如：①极坚固岩石 f=15～20（坚固的花岗岩，石灰岩，石英岩等）②坚硬岩石 f=8 ～10（如不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等）③中等坚固岩石 f=4 ～6 （如普通砂岩，铁矿等）④不坚固岩石 f=0.8～3 （如黄土、仅为0.3）矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质，但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。
第四章 岩石的强度
第四章岩石的强度岩石强度是岩石的一种重要的力学特性。
是指岩石抵抗载荷（外力）而不受屈服或破裂的能力,是岩石承受外力的极限应力值。
岩石受力后会发生变形，一旦应力达到岩石的极限应力值，岩石就会发生破坏。
在岩石强度应力值之前，存在屈服点(应变明显增大，而应力不再需要明显增大时的应力)，超过屈服点和达到极限强度(岩石破裂要达到的最大应力值)前，一般仍有一些抵抗应变而恢复原形的能力，但达到极限强度后岩石破裂，就完全失去恢复能力。
通常所讲的岩石强度，一般是指岩石样件的测量强度，它仅代表岩体内岩块的强度，不能代表整个岩体的强度。
但在涉及岩石强度的工程问题中，一般是针对岩体的强度，而岩体往往包含一些软弱的结构面。
几组软弱结构面可以将岩体分割成各种形状和大小不同的岩块。
因此，岩体的强度取决于这些岩块强度和结构面的强度，岩块内微结构面的作用将直接反映到岩石的力学性质上。
岩石受力方式的不同，表现出的强度特性不尽相同。
如在张力、压力和剪切力的作用下，同种岩石会呈现出不同的强度特性。
因此岩石具有抗张、抗压和抗剪切强度等之分。
岩石受力条件的不同，可表现出变形、破裂、蠕变等现象，这些现象有着一定的规律性。
岩石的强度是衡量岩石基本力学性质的重要指标，是建立岩石破坏判据的重要指标，还可估计其他力学参数。
岩石的这些力学特性广泛用于建筑行业、水利水电工程、地质灾害研究与预防、断裂构造研究等方面。
4.1影响岩石强度的主要因素1)岩石成分和结构组成岩石的矿物种类及含量、矿物颗粒大小、固结程度、胶结物种类、矿物形态与分布等均影响到岩石的各种强度。
固结程度高、硅质胶结、细粒、交错结构的强度大。
2)岩石中不连续面和间断面岩石中微裂缝、微小断裂、节理层理等的发育程度和分布情况直接影响到岩石的强度，这些不连续或间断面会降低岩石在不同方向上的强度。
3)岩石孔隙度及流体性状岩石的孔隙度以及其中所含流体种类、饱和度、渗透率等因素以较复杂的关系影响着岩石强度。
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作者：非成败
作品编号：92032155GZ5702241547853215475102
时间：2020.12.13
当前位置：课程学习/第四章岩块的变形与强度性质/第三节岩块的强度性质
第三节岩块的强度性质
岩块的强度是指岩块抵抗外力破坏的能力。
根据受力状态不同，岩块的强度可分为单轴抗压强度、单轴抗拉强度、剪切强度、三轴压缩强度等。
一、单轴抗压强度σ
c
1、定义
在单向压缩条件下，岩块能承受的最大压应力，简称抗压强度（MPa）。
2、研究意义
（1）衡量岩块基本力学性质的重要指标。
（2）岩体工程分类、建立岩体破坏判据的重要指标。
（3）用来估算其他强度参数。
3、测定方法
抗压强度试验
点荷载试验
4、常见岩石的抗压强度
常见岩石的抗压强度
岩石名称抗压强度
（MPa）
岩石名称
抗压强度
（MPa）
岩石名称
抗压强度
（MPa）
辉长岩180~300辉绿岩200~350页岩10~100花岗岩100~250玄武岩150~300砂岩20~200流纹岩180~300石英岩150~350砾岩10~150闪长岩100~250大理岩100~250板岩60~200
安山岩100~250片麻岩50~200千枚岩、片
岩
10~100
二、单轴抗拉强度σt
1、定义
单向拉伸条件下，岩块能承受的最大拉应力，简称抗拉强度。
2、研究意义
（1）衡量岩体力学性质的重要指标
（2）用来建立岩石强度判据，确定强度包络线
（3）选择建筑石材不可缺少的参数
3、测定方法
直接拉伸法
间接法（劈裂法、点荷载法）
4、常见岩石的抗拉强度
常见岩石的抗拉强度
5、抗拉强度与抗压强度的比较
岩石中包含有大量的微裂隙和孔隙，岩块抗拉强度受其影响很大，直接削弱了岩块的抗拉强度。
相对而言，空隙对岩块抗压强度的影响就小得多，因此，岩块的抗拉强度一般远小于其抗压强度。
通常把抗压强度与抗拉强度的比值称为脆性度，用以表征岩石的脆性程度。
岩块的几种强度与抗压强度比值
抗拉强度抗剪强度抗弯强度
煤0.009~0.06 0.25~0.5
页岩0.06~0.325 0.25~0.48 0.22~0.51 砂质页岩0.09~0.18 0.33~0.545 0.1~0.24
砂岩0.02~0.17 0.06~0.44 0.06~0.19
石灰岩0.01~0.067 0.08~0.10 0.15
大理岩0.08~0.226 0.272
花岗岩0.02~0.08 0.08 0.09
石英岩0.06~0.11 0.176
三、剪切强度
1、定义
在剪切荷载作用下，岩块抵抗剪切破坏的最大剪应力，称为剪切强度。
2、类型
（1）抗剪断强度：指试件在一定的法向应力作用下，沿预定剪切面剪断时的最大剪应力。
（2）抗切强度：指试件上的法向应力为零时，沿预定剪切面剪断时的最大剪应力。
（3）摩擦强度：指试件在一定的法向应力作用下，沿已有破裂面（层面、节理等）再次剪切破坏时的最大剪应力。
3、研究意义
反映岩块的力学性质的重要指标。
用来估算岩体力学参数及建立强度判据。
4、抗剪断强度的测试方法
直剪试验
变角板剪切试验
三轴试验
5、常见岩石的剪切强度
常见岩石的剪切强度
岩石名称内摩擦角
（°）
内聚力
（MPa）
岩石名称
内摩擦角
（°）
内聚力
（MPa）
辉长岩50~5510~50花岗岩45~6014~50辉绿岩55~6025~60流纹岩45~6010~50玄武岩48~5520~60闪长岩53~5510~50石英岩50~6020~60安山岩45~5010~40大理岩35~5015~30片麻岩30~503~5页岩15~303~20灰岩35~5010~50砂岩35~508~40白云岩35~5020~50
砾岩35~508~50千枚岩、片
岩
26~651~20
板岩45~602~20
四、三轴压缩强度
1、定义
试件在三向压应力作用下能抵抗的最大的轴向应力。
2、测定方法
三轴试验
3、利用三轴试验确定抗剪强度
根据一组试件(4个以上)试验得到的三轴压缩强度σ1m和相应的σ3以及单轴抗拉强度σ
t。
在σ-τ坐标系中可绘制出岩块的强度包络线。
除顶点外，包络线上所有点的切线与σ轴的夹角及其在τ轴上的截距分别代表相应破坏面的内摩擦角(φ)和内聚力(C)。
4、几种强度之间的换算
根据应力摩尔圆可以进行几种强度之间的换算,已知其中某些强度，可以计算其他的强度值。
假设强度包络线为直线（在σ
3
<10MPa的情况下，往往这样。
），如下图，可以得到下面的公式：
计算岩石的三轴强度。
由此可以根据岩石的内摩擦角、内聚力和σ
3
同样，也可以得到下式：
由此可以计算岩石的抗压强度、抗拉强度、内聚力、内摩擦角。
作者：非成败
作品编号：92032155GZ5702241547853215475102
时间：2020.12.13。