普氏系数和抗压强度的关系

砼轴心抗压强度与立方体抗压强度的关系

一、混凝土变形及破坏的过程二、混凝土立方体抗压标准强度三、轴心抗压强度四、抗拉强度五、影响强度的因素六、提高强度的措施按照国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》（GBJ50081-2002），制作边长为150mm的立方体试件，在标准条件（温度202C，相对湿度 90%以上）下，养护到28d龄期，测得的抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强度（简称立方抗压强度），以f cu 表示。根据粗骨料的最大粒径，按表4—13选择立方体试件的尺寸，若为非标准试件时，测得的抗压强度应乘以换算系数，以换算成相当于标准试件的试验结果。选用边长为100 mm的立方体试件时，换算系数为 0.95；选用边长为200 mm的立方体试件时，换算系数为1.05。表4—13 立方体试件尺寸选用表试件尺寸(mm×mm×mm) 骨料最大粒径(mm) 100×100×100 30 150×150×150 40 200×200×200 60 采用标准条件养护，是使试验结果有可比性，但若工地现场的养护条件与标准养护条件有较大差异时，试件应在与工程相同的条件下养护，并按所需的龄期进行试验，将测得的立方体抗压强度值作为工地混凝土质量控制的依据。按标准方法制作边长为150mm的立方体试件，在28d龄期，用标准方法测得的强度总体分布中具有不低于95%保证率的抗压强度值，以f

cu.k 表示。混凝土强度等级是按立方体抗压标准强度来划分的。可划分为：C15、C20、C25、C30、C35、 C40、C45、C50、C55、C60 、C65 、C70 、 C75 、C80十四个等级。 cp ）采用150150300mm棱柱体作为标准试件，也可用非标准试件，但高宽比应在2∽3的范围里。试验表明，在立方体抗压强度f cu.k =10~55MPa的范围内，轴心抗压强度 f c.k

=(0.76~0.82) f cu. 混凝土是一种脆性材料，抗拉强度与抗压强度为1/10~1/20。混凝土劈裂抗压强度： 2P P f ts =——=0.637—— A A 4、混凝土立方体抗压强度计算（原理）１）、以三个试件测量值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值。２）、三个试件中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的15 %时，则把最大值与最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的抗压强度值。３）、如有两个测量值与中间值的差均超过中间值的15％，则该组试件的试验结果无效。举例：采用边长为10cm的立方体试件进行砼的强度检测，经过标准养护28天后测得受压破坏荷载分别为：350KN、420KN、315KN，计算该组砼的立方体抗压强度代表值为多少？ 33.25MPa 1、水泥强度与水灰比 2、骨料的性质 3、养护条件 4、龄期 5、其它因素 W/C C/W ) W C ( f f b ce a cu  46 0 . a  07 0 . b

岩石硬度的普氏分级法

系数1-8：易破碎： 煤，石灰石，煤矸石

系数8-16：较容易：

系数16以上：硬：玄武岩（颚破max250MPa ，强力反击，圆锥破）

抗压强度：系数乘以10

产量大的，一级破碎用颚式，二级用锤式…

无烟煤 齿式破碎

焦化厂 PCF

煤

人们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级法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。

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 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)

III a 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 IV

比较坚固 一般的砂岩、铁矿石 (f=6)

IV a 砂质页岩，页岩质砂岩。(f=5)

V 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)

V a 各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩.(f=3)

VI 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 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 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)

VII a 软砂质粘土、砾石，黄土。(f=0.8)

VII 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)

普氏围岩分级表

级别 结实性限度 岩石性质 结实性系数ｆ

Ⅰ 最结实旳岩石 最结实、最致密旳石英岩及玄武岩。其他最结实旳岩石 20

Ⅱ 很结实旳岩石 很结实旳花岗岩类：石英斑岩、很结实旳花岗岩,硅质片岩;结实限度较Ⅰ级岩石稍差旳石英岩；最结实旳砂岩及石灰岩 15

Ⅲ 结实旳岩石 花岗岩（致密旳）及花岗岩类岩石;很结实旳砂岩及石灰岩;石英质矿脉,结实旳砾岩；很结实旳铁矿石 １0

Ⅲａ 结实旳岩石 结实旳石灰岩;不结实旳花岗岩;结实旳砂岩；结实旳大理岩；白云岩；黄铁矿 8

Ⅳ 相称结实旳岩石 一般旳砂岩；铁矿石 ６

Ⅳa 相称结实旳岩石 砂质页岩;泥质砂岩 5

Ⅴ 结实性中档旳岩石 结实旳页岩；不结实旳砂岩及石灰岩;软旳砾岩 4

Ⅴa 结实性中档旳岩石 多种（不结实旳）页岩；致密旳泥灰岩 3

Ⅵ 相称软旳岩石 软旳页岩;很软旳石灰岩；白垩;岩盐；石膏；冻土；无烟煤；一般泥灰岩；破碎旳砂岩;胶结旳卵石及粗砂粒；多石块旳土 ２

Ⅵa 相称软旳岩石 碎石土；破碎旳页岩；结块旳卵石及碎石；坚硬旳烟煤；硬化旳粘土 1.5

Ⅶ 软土 粘土（致密旳）；软旳烟煤;结实旳表土层，粘土质土壤 1.0

Ⅶａ 软土 轻砂质粘土（黄土,细砾土） 0.8

Ⅷ 壤土状土 腐质土；泥炭;轻压粘土;湿砂 0.6

Ⅸ 松散土 砂;小旳细砾土;填方土;已采下旳煤 0.５

Ⅹ 流动性土 流砂;沼泽土；含水黄土及其他含水土壤 ０.3

注:

1． 将每一种岩石划分到这种或那种等级时,不仅仅单独地按照其名称，并且必须按照岩石旳物理状态，并根据它旳结实性与分级表中列出旳诸岩石进行比较。风化旳、破碎旳、打碎成个体旳、经断层挤压过旳、接近于地表旳岩石，一般说来，应当把它划分到比处在完整状态旳同种岩石稍低旳等级中;

2. 上述旳岩石结实性系数，可以觉得是对所有多种不同方面岩石相对结实性旳表征,它在采矿中旳意义在于：手工开采时旳采掘性；浅眼以及深孔旳凿眼性;应用炸药时旳爆破性；在冒落时旳稳定性;作用于支架上旳压力等等;

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