当前位置：文档之家 › 岩土的物理力学性质参数

岩土的物理力学性质参数

  • 格式：doc
  • 大小：357.00 KB
  • 文档页数：8

岩土的物理力学性质指标

岩土的物理力学性质指标应根据工程地质划分的扇形区及各区的边坡变形破坏特点，选取与之有关的试样进行力学试验，测定岩石及软弱夹层物理力学性质指标。

岩石及软弱夹层的物理性质指标详见表1至表7。

表1 部分岩石的容重

岩石名称 容重γ（g/cm3） 岩石名称 容重γ（g/cm3）

变化范围 平均值 变化范围 平均值

花 岗 岩 2.25～2.80 2.65 泥质砂岩 — 2.28

响 岩 — — 粘土质砂岩 — 2.52

正 长 岩 2.50～3.00 2.79 页 岩 2.3～2.6 2.50

流 纹 岩 — — 砂质页岩 2.08～2.65 2.36

流纹斑岩 2.49～2.63 2.60 粘土质页岩 2.51～2.72 2.65 闪 长 岩 2.72～2.99 2.86 泥质页岩 — 2.64

黑云母花岗闪长岩 — 2.60 煤质页岩 — 2.63

辉 长 岩 2.55～3.09 3.00 粘 土 岩 2.24～2.60 2.50

橄 榄 岩 — — 砂质粘土岩 —

2.56

石英斑岩 2.56～2.63 2.60 泥 灰 岩 2.32～2.65 2.50

斑 岩 2.60～2.89 2.67 石 灰 岩 2.68～2.84 2.73

粗 面 岩 2.30～2.77 2.58 贝壳灰岩 — —

安 山 岩 2.44～3.10 2.62 硅质灰岩 2.81～2.90 —

玢 岩 — — 白云质灰岩 — 2.80

蛇 纹 岩 2.50～2.80 2.65 泥质灰岩 — 2.30

玄 武 岩 2.60～3.21 2.90 盐 岩 2.28～2.41 2.60

辉 绿 岩 2.53～3.12 2.94 白 垩 1.20～2.20 1.70

硅长斑岩 2.20～2.74 — 石 膏 — —

安山凝灰集块岩 — 2.62 花岗片麻岩 2.30～3.20 2.8

凝灰角砾岩 2.20～2.90 — 片 麻 岩 2.59～3.00 2.78

火山凝灰岩 1.60～1.95 1.80 白 云 岩 2.10～2.90 2.55

凝 灰 岩 0.75～2.40 1.80 板 岩 2.60～2.90 2.75

凝灰质熔岩 — 2.64 大 理 岩 2.69～2.87 2.78

砾 岩 1.90～2.80 2.35 云母片岩 2.54～2.97 2.73

砂 岩 2.45～2.72 2.60 绿泥石片岩 2.77～2.78 2.77

粗 砂 岩 — 2.57 粘土质片岩 — —

中 砂 岩 — 2.60 角闪石片岩 2.67～3.05 2.90

细 砂 岩 — 2.65 石 英 岩 2.30～2.70 2.50

粉 砂 岩 — 2.59 千 枚 岩 2.71～2.86 2.78

石英砂岩 2.61～2.70 2.65

表2 部分岩石的孔隙率与吸水率

岩石名称 孔隙率n（%） 吸水率ω1（%） 变化范围 平均值

花 岗 岩

流纹斑岩

闪 长 岩

正 长 岩

安 山 岩 0.04～2.80

1.10～3.40

0.25～3.00

—

0.29～1.13 0.95

2.00

1.25

2.54

0.70 0.10～1.70

0.14～1.65

0.18～1.00

0.48

— 玄 武 岩

辉 绿 岩

霏 细 岩

凝 灰 岩

火山角砾岩

安山凝灰集块岩

砾 岩

砂 岩

砂岩（第三纪）

砂岩（白垩纪）

砂 岩（侏罗纪）

砂 岩（三迭纪）

砂 岩 新鲜的

风化的

石英砂岩

石英砂岩 新鲜的

风化的

页 岩

砂质页岩

泥质页岩

煤质页岩

泥 灰 岩

石 灰 石 1.10～4.30

1.00～2.20

0.29～5.10

1.59～2.23

0.90～7.54

0.40～4.10

2.00～5.10

1.04～9.30

5.00～20.00

2.20～42.00

7.20～37.70

4.20～24.60

0.60～27.70

—

—

—

—

0.70～7.00

0.80～4.15

—

—

1.00～52.00

0.53～27.00 2.30

1.70

2.20

1.80

3.20

2.10

3.20

5.04

13.00

15.30

17.10

13.20

19.30

21.11

2.26

1.71

4.91

—

—

1.35

1.03

18.00

12.00 0.20～1.00

0.30～0.80

0.20～1.00

0.18～0.35

0.34～2.12

0.14～4.00

0.40～1.00

0.14～4.10

1.00～9.00

—

—

—

—

—

—

—

—

2.30～6.00

—

—

—

1.00～5.00

0.20～6.40 石灰岩（第三纪）

石灰岩（中生代）

石灰岩（古生代）

白 垩

石 膏

硬 石 膏

片 麻 岩

大 理 岩

白 云 岩

石 英 岩

石英片岩

角闪石片岩

云母片岩

绿泥石片岩

千 枚 岩

板 岩 —

1.20～26.50

0.80～27.00

5.00～58.00

0.10～4.00

0.63～6.26

0.30～2.40

0.10～6.00

0.30～25.00

0.00～8.70

1.53～2.80

—

—

—

—

0.29～3.76 20.00

11.65

12.00

26.40

1.70

1.65

1.35

1.00

7.70

2.40

2.00

2.96

0.79

2.10

3.60

1.30 —

—

—

—

—

—

0.14～0.30

—

—

0.02～0.28

0.10～0.30

0.11

0.08～0.42

0.55～1.12

0.54～3.31

0.70

表3 不同成因粘土的有关物理力学性质指标（一）

土 类 孔隙比e 液性指数IL 含水量W（%） 液限WL（%） 塑性指数Ip

下蜀系粘性土 0.6～0.9 ＜0.8 15～25 25～40 10～18

一般粘性土 0.55～1.0 0～1.0 15～30 25～45 5～20

新近沉积粘性土 0.7～1.2 0.25～1.2 24～36 30～45 6～48

淤泥或游泥质土 沿海

1.0～2.0 ＞1.0 36～70 30～65 10～25 内陆

山区

云贵红粘土 1.0～1.9 0～0.4 30～50 50～90 ＞17

表4 不同成因粘土的有关物理力学性质指标（二）

土 类 容许承载力R

（×105Pa） 压缩模量E

（×105Pa） 内聚力C

（×105Pa） 内摩擦角φ

（°）

下蜀系粘性土 30＞80 ＞150 0.4～1.0 22～30

一般粘性土 10＞45 40～150 0.1～0.5 15～22

新近沉积粘性土 8＞14 20～75 0.1～0.2 7～15

淤泥或游泥质土 沿海 4＞10 10～50

0.05～0.15 4～10 内陆 5＞11 20～50

山区 3＞8 10～60

云贵红粘土 10＞32 50～160 0.3～0.8 5～10

表5 几种土的渗透系数表

土 类 渗透系数K（以cm/s） 土 类 渗透系数K（以cm/s）

粘 土 ＜1.2×10-6 细 砂 1.2×10-3～6.0×10-3

亚 粘 土 1.2×10-6～6.0×10-5 中 砂 6.0×10-3～2.4×10-2

轻亚粘土 6.0×10-5～6.0×10-4 粗 砂 2.4×10-2～6.0×10-2

黄 土 3.0×10-4～6.0×10-4 砾 砂 6.0×10-2～1.8×10-1

粉 砂 6.0×10-4～1.2×10-3

表6 土的平均物理、力学性质指标（一）

土 类 孔隙比e 天然含水量W（%） 塑限WP（%） 容重γ（×104N/m3） 内聚力C（×105Pa） 内摩擦角φ（°） 变形模量Eo（×105Pa） 标准的 计算的

砂

土 粗砂 0.4～0.5 15～18 2.05 0.02 0 42 460

0.5～0.6 19～22 1.95 0.01 0 40 400

0.6～0.7 23～25 1.90 0 0 38 330

中砂 0.4～0.5 15～18 2.05 0.03 0 40 460

0.5～0.6 19～22 1.95 0.02 0 38 400

0.6～0.7 23～25 1.90 0.01 0 35 330

细砂 0.4～0.5 15～18 2.05 0.06 0 38 370

0.5～0.6 19～22 1.95 0.04 0 36 280

0.6～0.7 23～25 1.90 0.02 0 32 240

粉砂 0.5～0.6 15～18 2.05 0.08 0.05 36 140

0.6～0.7 19～22 1.95 0.06 0.03 34 120

合集下载

常用岩土材料参数和岩石物理力学性质一览表

常用岩土材料参数和岩石物理力学性质一览表

(E, ν) 与(K, G)的转换关系如下：

)21(3EK

)1(2EG （7.2）

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/m3) E(GPa) ν K(GPa) G(GPa)

砂岩 19.3 0.38 26.8 7.0

粉质砂岩 26.3 0.22 15.6 10.8

石灰石 2090 28.5 0.29 22.6 11.1

页岩 2210-2570 11.1 0.29 8.8 4.3

大理石 2700 55.8 0.25 37.2 22.3

花岗岩 73.8 0.22 43.9 30.2

土的弹性特性值（实验室值）（Das,1980）

表7.2

干密度(kg/m3) 弹性模量E(MPa) 泊松比ν

松散均质砂土 1470 10-26 0.2-0.4

密质均质砂土 1840 3，34-69 ,0.3，0.3-0.45

松散含角砾淤泥质砂土 1630

密实含角砾淤泥质砂土 1940 0.2-0.4

硬质粘土 1730 6-14 0.2-0.5

软质粘土 1170-1490 2-3 0.15-0.25

黄土 1380

软质有机土 610-820

冻土 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：E1, E3, ν12,ν13和G13；正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E1,E2,E3,

岩土体物理力学参数参考

岩土体物理力学参数参考

表 5-12 结构面工程地质分类及参数取值表

类型 粘粒含量(%) 基本特征 抗剪强度参考值 抗剪断强度参考值

φ(°) c(KPa) φ'(°) c' (KPa)

胶结的结构面 30.96~38.66 100~250

无充填的结构面 24.23~35

50~150

破碎夹层

(岩块岩屑型) 极少 薄层软弱岩层因构造挤压、错动而破碎，碎块形成层间骨架，碎块间很少有泥质物，碎块多成序排列 24.23~28.81 50~150 24.23~28.81 100~250

破碎夹泥层Ⅰ(岩屑夹泥型) <10 以碎块、岩屑为主，在碎块骨架间填有少量泥浆或次生泥质物，厚度常有变化 19.29~24.23 25-50 19.29~24.23 50~100

破碎夹泥层Ⅱ(泥夹岩屑型) 10~30 碎块岩屑间充填泥质物较多，呈泥包碎块状，有时上下层面附有断续的泥化层 14.04~19.29 15~25 14.04~19.29 20~50

泥化夹层

(全泥型) >30 薄层软弱岩石全部或大部分泥化而成，可塑状，以泥质物为主，夹于上、下硬岩之间，有时有次生泥质物充填 8.53~14.04 10~15 10.20~14.04 2~5

注：

1表中参数限于硬质岩中胶结或无充填的结构面；

2软质岩中的结构面应进行折减；

3胶结或无充填的结构面抗剪断强度，应根据结构面的粗糙程度取大值或小值；

4当软弱夹层和断层有一定厚度时，应考虑充填物的影响。当厚度大于起伏差时，软弱层和断层应采用充填物的抗剪强度作为标注值；当厚度小于起伏差时，还应采用起伏差的最小爬坡角，提高充填物抗剪强度试验值作为标注值；

5当试件粘粒含量大于30%或有泥化镜面或粘土矿物以蒙脱石为主时，应采用流变强度作为标准值。

——中小型水利水电工程地质勘察规范(SL55－2005)

水利水电工程地质勘察规范(GB50287-99)

表 5-13 岩体结构面抗剪断峰值强度

常见岩石力学参数

常见岩石力学参数

创作时间：二零二一年六月三十日

创作时间：二零二一年六月三十日 几种罕见岩石力学参数汇总之巴公井开创作

创作时间：二零二一年六月三十日

2010年9月2日

参考资料：《构造地质学》, 谢仁海、渠天祥、钱光谟编, 2007年第2版, P25-P37.

1.泊松比的变动范围：

岩石名称 泊松比μ 岩石名称 泊松比μ

花岗岩 页 岩

流纹岩 石灰岩

闪长岩 白云岩

安山岩 石英岩

辉长岩 片麻岩

玄武岩 片 岩

砂 岩 板 岩

2.弹性模量的变动范围：

岩石名称 弹性模量E/GPa 岩石名称 弹性模量E/GPa

花岗岩 50～100 页 岩 20～80

流纹岩 50～100 石灰岩 50～100

闪长岩 70～100 白云岩 50～94

安山岩 50～120 石英岩 60～200

辉长岩 70～150 片麻岩 10～100 创作时间：二零二一年六月三十日

创作时间：二零二一年六月三十日 玄武岩 60～120 片 岩 10～80

砂 岩 10～100 板 岩 20～80

3.常温常压下强度极限：

岩石名称 抗压强度/MPa 抗剪强度/MPa 抗张强度/MPa

花岗岩 150（37～379） 20（）15～30 3～5

砂 岩 75（11～252） 10（5～15） 1～3

石灰岩 96（6～360） 17（10～20） 3～6

年夜理岩 100（31～262） 8（5～20） 3～9

玄武岩 250（150～350） 15（10～20） ——

页 岩 50（20～80） 2（1.7～3.3） ——

4.内摩擦角和内聚力的变动范围：

岩石名称 内摩擦角φ/（°） 内聚力c/MPa 岩石名称 内摩擦角φ/（°） 内聚力c/MPa

花岗岩 45～60 10～50 页 岩 20～35 2～30

流纹岩 45～60 15～50 石灰岩 35～50 3.5～40

闪长岩 45～55 15～50 白云岩 35～50 8～40

岩土体物理力学参数

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。对于一些重要的工程边坡，尤其是在施工详图阶段，岩土体物理力学参数的选择应以试验成果，尤其是现场试验成果为基本依据，由有经验的试验、地质、设计工程师共同分析研究影响岩土体物理力学参数的主要内在因素、外部条件后综合确定。