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岩石坚固性系数

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岩石坚固性系数（普氏系数）

一、定义

1. 普氏系数又称岩石的坚固性系数、紧固系数，数值是岩石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方法破碎岩石，因此这种反映在组合作用下岩石破碎难易程度的指标比较贴近生产实际情况。岩石坚固性系数f表征的是岩石抵抗破碎的相对值。因为岩石的抗压能力最强，故把岩石单轴抗压强度极限的1/10作为岩石的坚固性系数，即

f=R/10

式中： R是岩石的单轴抗压强度，MPa。

f是个无量纲的值，它表明某种岩石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。岩石坚固性系数的计算公式简洁明了，f值可用于预计岩石抵抗破碎的能力及其钻掘以后的稳定性。

二、分级标准及分级

根据岩石的坚固性系数(f)可把岩石分成10级（见下表），等级越高的岩石越容易破碎。为了方便使用又在第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的岩石，故把凡是抗压强度大于200MPa的岩石都归入Ⅰ级。

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

(1) 岩石的坚固性虽概括了岩石的各种属性（如岩石的凿岩性、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。

表 按坚固性系数对岩石可钻性分级表

岩石级别 坚固程度 代 表 性 岩 石 f 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。 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。 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。 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。 8

Ⅳ 比较坚固 一般的砂岩、铁矿石 6

Ⅳa 比较坚固 砂质页岩，页岩质砂岩。 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。 4

Ⅴa 中等坚固 各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩。 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。 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。 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。 1 Ⅶa 软 软砂质粘土、砾石，黄土。 0.8

Ⅷ 土 状 腐殖土，泥煤，软砂质土壤，湿砂。 0.6

Ⅸ 松散状 砂，山砾堆积，细砾石，松土，开采下来的煤。 0.5

Ⅹ 流沙状 流沙，沼泽土壤，含水黄土及其他含水土壤。 0.3

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岩石分类及硬度级别

岩石分类及硬度级别

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xx、xx和其他

各种特别坚固的岩石。(f=20)

Ⅱ很坚固很坚固的xx、xx斑岩、硅质片岩，较坚固

的xx，最坚固的砂岩和石灰岩.(f=15)

Ⅲ坚 固致密的xx，很坚固的砂岩和石灰岩，xx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、xx、xx

矿，不坚固的xx。(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) 岩石分类及硬度级别

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。 岩石分类及硬度级别

坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数，也叫xx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xx岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。

岩石级别 分类

岩石级别 分类

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）。

[精华]岩石硬度分级

[精华]岩石硬度分级

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。

岩石硬度分级

岩石硬度分级

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.

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(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。 强度是指矿岩抵抗压缩，拉伸，弯曲及剪切等单向作用的性能。而坚固性所抵抗的外力却是一种综合的外力。（如抵抗锹，稿，机械碎破，炸药的综合作用力）。