常见岩石的物理力学性质.doc

   岩块的强度是指岩块抵抗外力破坏的能力。
   根据受力状态不同，岩块的强度可分为单轴抗压强度、单轴抗拉强度、剪切强度、三轴压缩强度等。

一、单轴抗压强度
1、定义
   在单向压缩条件下，岩块能承受的最大压应力，简称抗压强度（MPa）。
2、研究意义
   （1）衡量岩块基本力学性质的重要指标。
   （2）岩体工程分类、建立岩体破坏判据的重要指标。
   （3）用来估算其他强度参数。
3、测定 方法
   抗压强度试验
   点荷载试验
4、常见岩石的抗压强度
常见岩石的抗压强度
岩石名称
抗压强度（MPa）
岩石名称
抗压强度（MPa）
岩石名称
抗压强度（MPa）
辉长岩
180~300
辉绿岩
200~350
页岩
10~100
花岗岩
100~250
玄武岩
150~300
砂岩
20~200
流纹岩
180~300
石英岩
150~350
砾岩
10~150
闪长岩
100~250
大理岩
100~250
板岩
60~200
安山岩
100~250
片麻岩
50~200
千枚岩、片岩
10~100
白云岩
80~250
灰岩
20~200

二、单轴抗拉强度
1、定义
  单向拉伸条件下，岩块能承受的最大拉应力，简称抗拉强度。
2、研究意义
  （1）衡量岩体力学性质的重要指标
  （2）用来建立岩石强度判据，确定强度包络线
  （3）选择建筑石材不可缺少的参数
3、测定方法
  直接拉伸法
  间接法（劈裂法、点荷载法）
4、常见岩石的抗拉强度
常见岩石的抗拉强度
岩石名称
抗拉强度（MPa）
岩石名称
抗拉强度（MPa）
岩石名称
抗拉强度（MPa）
辉长岩
15~36
花岗岩
7~25
页岩
2~10
辉绿岩
15~35
流纹岩
15~30
砂岩
4~25
玄武岩
10~30
闪长岩
10~25
砾岩
2~15
石英岩
10~30
安山岩
10~20
灰岩
5~20
大理岩
7~20
片麻岩
5~20
千枚岩、片岩
1~10
白云岩
15~25
板岩
7~15

5、抗拉强度与抗压强度的比较
  岩石中包含有大量的微裂隙和孔隙，岩块抗拉强度受其影响很大，直接削弱了岩块的抗拉强度。相对而言，空隙对岩块抗压强度的影响就小得多，因此，岩块的抗拉强度一般远小于其抗压强度。
  通常把抗压强度与抗拉强度的比值称为脆性度，用以表征岩石的脆性程度。 
岩块的几种强度与抗压强度比值
岩石名称
与抗压强度的比值
抗拉强度
抗剪强度
抗弯强度
煤
0.009~0.06
0.25~0.5

页岩
0.06~0.325
0.25~0.48
0.22~0.51
砂质页岩
0.09~0.18
0.33~0.545
0.1~0.24
砂岩
0.02~0.17
0.06~0.44
0.06~0.19
石灰岩
0.01~0.067
0.08~0.10
0.15
大理岩
0.08~0.226
0.272

花岗岩
0.02~0.08
0.08
0.09
石英岩
0.06~0.11
0.176

三、剪切强度
1、定义
   在剪切荷载作用下，岩块抵抗剪切破坏的最大剪应力，称为剪切强度。  
2、类型
 （1）抗剪断强度：指试件在一定的法向应力作用下，沿预定剪切面剪断时的最大剪应力。

（2）抗切强度： 指试件上的法向应力为零时，沿预定剪切面剪断时的最大剪应力。

 （3）摩擦强度：指试件在一定的法向应力作用下，沿已有破裂面（层面、节理等）再次剪切破坏时的最大剪应力。

3、研究意义
  反映岩块的力学性质的重要指标。
  用来估算岩体力学参数及建立强度判据。
4、抗剪断强度的测试方法
  直剪试验
  变角板剪切试验 
  三轴试验
5、常见岩石的剪切强度
常见岩石的剪切强度
岩石名称
内摩擦角（°）
内聚力（MPa）
岩石名称
内摩擦角（°）
内聚力（MPa）
辉长岩
50~55
10~50
花岗岩
45~60
14~50
辉绿岩
55~60
25~60
流纹岩
45~60
10~50
玄武岩
48~55
20~60
闪长岩
53~55
10~50
石英岩
50~60
20~60
安山岩
45~50
10~40
大理岩
35~50
15~30
片麻岩
30~50
3~5
页岩
15~30
3~20
灰岩
35~50
10~50
砂岩
35~50
8~40
白云岩
35~50
20~50
砾岩
35~50
8~50
千枚岩、片岩
26~65
1~20
板岩
45~60
2~20