普氏硬度系数

水 的 硬 度

硬度是指水中包含的如钙、镁、铁盐等这类在肥皂水中存在的沉淀物。硬度可用各种单位表示，大多数用碳酸钙的当量表示，表A1列出了一些常用位的定义及这些单位间的转换系数。

表A1 水的硬度单位换算系数表

单位名称 定义 符号 换算系数

Ca2+ CaO CaCO3

mmol/L meq/L 0d mg/kg 0e 0a 0f

毫摩尔/升 1升水溶液中含1毫摩尔二价钙离子（Ca2+） mmol/L 1 2.000 5.600 100 7.020 5.8500 10.00

毫克当量/升 1升水溶液中含20.04毫克当量二价钙离子（Ca2+） meq/L 0.500 1 2.800 50 3.510 2.9250 5.00

德国硬度单位 1升水溶液中含10毫克碳酸钙（ CaO） 0d 0.178 0.357 1 17.8 1.250 1.0440 1.78

毫克/千克 1升水溶液中含1毫克碳酸钙（ CaCO3） mg/kg 0.010 0.020 0.056 1 0.070 0.058 0.10

英国硬度单位 1加仑（英制）水溶液中含1格令碳酸钙（ CaCO3） 0e 0.142 0.285 0.793 14.3 1 0.8290 1.43

美国硬度单位 1加仑（美制）水溶液中含1格令碳酸钙（ CaCO3） 0a 1.71 0.342 0.958 17

.1 1.200 1 1.71

法国硬度单位 10米水溶液中含1摩尔（=100g）碳酸钙（ CaCO3） 0f 0.100 0.200 0.560 10.0 0.702 0.5830 1

普氏岩石硬度系数知识

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

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： 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。

根据岩石的坚固性系数 ⑴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川 ,IV , V , , %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。 极硬（f = 20）、 彳艮硬（f = 15）、 坚硬（f = 8〜10）、

（冶金行业）普氏岩石硬度系数知识(采矿工程)

普氏岩石硬度系数知识

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

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。

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，而且在壹定程度上反映了岩石的客观性质。但它也仍存在着壹些缺点：

(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且不是完全壹致的。

(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）、

岩石普氏硬度 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)

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轴极限抗压强度值。

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：