普氏岩石硬度系数知识(aust采矿工程)

普氏岩硬度系数知识

由俄罗斯学者于1926年提出的岩坚固性系数（又称普氏系数）至今仍在矿山开采业和勘探掘进中得到广应用。岩的坚固性区别于岩的强度，强度值必定与某种变形式（单轴压缩、拉伸、剪切）相联系，而坚固性反映的是岩在几种变形式的组合作用下抵抗破坏的能力。

1. 普氏系数又称岩的坚固性系数、紧固系数，数值是岩或土壤的单轴抗压强度极限的1/100，记作f，无量纲。

f=Sc/100，式中：Sc的计量单位为kg/cm²。

2.因为在钻掘施工中往往不是采用纯压入或纯回转的法破碎岩，因此这种反映在组合作用下岩破碎难易程度的指标比较贴近生产实际情况。岩坚固性系数f表征的是岩抵抗破碎的相对值。因为岩的抗压能力最强，故把岩单轴抗压强度极限的1/10作为岩的坚固性系数，即

f=R/10

式中：R是岩的单轴抗压强度，MPa。

f是个无量纲的值，它表明某种岩的坚固性比致密的粘土坚固多少倍，因为致密粘土的抗压强度为10MPa。岩坚固性系数的计算公式简洁明了，f值可用于预计岩抵抗破碎的能力及其钻掘以后的稳定性。

根据岩的坚固性系数(f)可把岩分成10级（见下表），等级越高的岩越容易破碎。为了便使用又在第Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ,Ⅶ级的中间加了半级。考虑到生产中

不会大量遇到抗压强度大于200MPa的岩，故把凡是抗压强度大于

200MPa的岩都归入Ⅰ级。

这种法比较简单，而且在一定程度上反映了岩的客观性质。但它也还存在着一些缺点：

(1) 岩的坚固性虽概括了岩的各种属性（如岩的凿岩性、爆破性，稳定性等），但在有些情况下这些属性并不是完全一致的。

(2) 普氏分级法采用实验室测定来代替现场测定，这就不可避免地带来因应力状态的改变而造成的坚固程度上的误差。

极硬（f＝20）、很硬（f＝15）、坚硬（f＝8～10）、

较硬（f＝5～6）、普通（f＝3～4）、较软（f＝1.5～2）、

软层（f＝0.8～1）、松软（f＜1）等8类。

额分类普氏分类土壤及岩名

称天然湿度下

平均容重

极限压碎强

度

用轻钻机钻

进1m

开挖法及工

具

紧固系数Kg/m3 Kg/cm2 min f

四类土壤Ⅳ土含碎重粘

土，其中包括

炭纪、侏罗纪

的硬粘土1950 －－用尖锹并同

时用镐和撬

棍开挖

1.0~1.5

含有碎、卵、

建筑碎料和

重达25kg的

顽（总体积

10%以）等杂

质的肥粘土

和重壤土

1950

冰碛粘土，含

有重量在

2000

50kg以的巨

砾，其含量为

总体积10%

以

泥板岩2000 不含或含有

重量达10kg

的顽

1950

松Ⅴ含有重量在

50kg以的巨

砾（占体积

10%以上）的

冰碛2100 小于200 －部分用手凿

工具、部分用

爆破米开挖

1.5~1.2

矽藻岩和软

白垩岩

1800

胶结力弱的

砾岩

1900

各种不坚实

的版岩

2600 膏2200

次坚Ⅵ 凝灰岩、和浮1100 200~400 3.5 用风镐的爆

破法来开挖2~4

灰岩多和裂

隙重的灰岩

和介质灰岩

1200

中等硬变的

片岩

2700

中等硬变的

泥灰岩

2300

Ⅶ灰胶结的带

有卵和沉积

岩的砾2200 400~600 6.0 用爆破法开

挖

4~6

风化的和有

大裂缝的粘

土质砂岩

2000

坚实的泥板

岩

2800

坚实的泥灰

岩

2500

Ⅷ砾质花岗岩2300 600~800 8.5 用爆破法开

挖6~8

泥灰质灰岩2300

粘土质砂岩2200

砂质云片岩2300

硬膏2900

普坚Ⅸ重风化的软2500 800~1000 11.5 用爆破法开8~10

弱的花岗岩、

片麻岩和正

长岩

挖

滑化的蛇纹

岩

2400

致密的灰岩2500

含有卵、沉积

岩的碴质胶

结的砾岩

2500

砂岩2500

砂质灰灰质

片岩

2500

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定额分类普氏分类土壤及岩名

称天然湿度下

平均容重

极限压碎强

度

用轻钻机钻

进1m

开挖法及工

具

紧固系数Kg/m3 Kg/cm2 min f

一、二类土壤Ⅰ砂1500 －－用尖锹开挖0.5~0.6 砂壤土1600

腐殖土1200

泥炭600

Ⅱ轻壤土和黄

土类土

1600 －－用锹开挖并

少数用镐开

挖

0.6~0.8 潮湿而松散

的黄土，软的

盐渍土和碱

土

1600

平均15MM

以的松散而

软的砾

1700

含有草根的

密实腐殖土

1400 －－用尖锹开挖

并少数用镐

开挖

0.6~~0.8

含有直径在

30MM以根

类的泥炭和

腐殖土

掺有卵、碎和

屑的砂和腐

殖土

含有卵、或碎

杂质的胶结