岩石的密度

岩石的密度

-

2023年3月4日发(作者：口耳目教学设计)

用动弹性模量换算静弹性模量

K

U

与j的关系

岩体完整系数KU换算系数j

1-0.91-0.75

0.9-0.80.75-0.45

0.8-0.70.45-0.25

0.47-0.650.25-0.2

〈0.650.2-0.1

常见岩石抗拉强度

岩石名称

抗拉强度(公斤／

厘米2)

岩石名称

抗拉强度(公斤／厘米

2)

花岗岩

20～100致密石灰岩32～50

辉绿岩

220～320石灰岩5～15

玄武岩

77大理岩50～90

砂岩

20～55

40～60

片

岩

平行片理45～80

斜交片理12～28

砂质页岩

30～40

32～35

垂直片理5～6

页岩

13

20～30

岩石承载力标准值fk（kPa）

岩石强风化中等风化微风化

硬质岩石500-10001500-2500≥4000

软质岩石200-50-2000

岩体渗透性分级

渗透性

等级

标准

岩体特征

渗透系数

(cm/s)

透水率

q（Lu）

极微透水0-10-60-0.1含张开度＜0.025mm裂隙的岩体

dme

jEE

微透水10-6-10-50.1-1含张开度0.025-0.05mm裂隙

弱透水10-5-10-41-10含张开度0.05-0.1mm裂隙

中等透水10-4-10-210-100含张开度0.1-0.5mm裂隙

强透水10-2-1

≥100

含张开度0.5-2.5mm裂隙

极强透水≥1含张开度＞2.5mm裂隙或连通孔洞

岩石质量指标（RQD）

根据占孔取得的大于10CM的岩芯断块长度LP与岩芯进尺总长度LS之比

RQD（%）=LP/LS×100%

0—25非常不好

25—50不好

50—75软好

75—90好

90—100非常好

岩体完整性系数Ku

为现场岩体弹性纵波速度与室内风干或烘干岩样（或现场岩块的弹性纵波）

速度（m/s）的比值的平方

Ku=（Up/Up＇）2

完整性好Ku＞0.9

较好Ku0.75-0.9

中等Ku0.45-0.75

较坏Ku0.2-0.45

坏Ku＜0.2

岩体分类

为纵横波速比VP/VSVP/VS=1.732完全弹性介质

VP/VS＞2.5破碎岩体

2.0＜VP/VS＜2.5中等岩体

岩土热物理指标

序号岩土名称

天然含水量

（%）

密度

(Kg/m3)

导热系数

（W/m·k）

导温系数(㎡

/h)

比热容

(Kj/kg·K)

1

粉土

16.315900.630.001291.11

222.919201.260.001581.50

326.921301.790.002641.15

425.318501.450.001780.59

526.019301.610.002221.35

6

粘性土

26.319901.410.001641.56

719.020001.200.001521.42

829.820501.660.001711.71

930.121101.630.001971.41

1027.021701.550.001831.41

1129.020201.690.001841.64

1231.421401.850.002231.40

1320.020901.190.001361.51

14

细砂

22.118001.600.002091.53

1511.115700.730.001651.02

165.513100.640.001761.00

178.014200.650.001960.84

1816.114600.860.002101.01

19

中砂

7.014900.790.002010.95

13.815101.060.002550.99

20粗砂12.412601.060.002851.06

21

砾砂

8.919501.410.002810.93

225.316001.040.002800.84

23

粗砾砂

23.321300.880.002281.39

2421.922001.750.001881.52

25

圆砾

9.518601.40.003180.88

2610.518300.940.001980.93

27卵石+砂9.818401.620.003580.89

28砂岩22501.840.003500.84

29

石灰岩

27003.140.004600.91

3022501.280.002450.84

3120001.160.002270.92

3217000.930.002140.92

33

大理岩、花岗岩

30003.600.005170.84

3428003.450.004870.91

35花岗岩27003.140.004600.91

36石灰质凝灰岩13000.520.001570.92

37灰质页岩17000.830.001661.02

各类岩石的动弹模(E

d

)和泊桑比(µ)

岩性

动弹性模量(Ed)(104公斤

／厘米2)

泊桑比(µ)

岩

浆

岩

花岗岩

新鲜及微风化33.0～65.00.20～0.33

半风化7.0～21.80.18～0.33

全风化1.0～11.00.35～0.40

石英闪长岩

新鲜55.0～88.00.28～0.33

微风化38.0～64.00.24～0.28

半风化4.5～11.00.23～0.33

流纹斑

新鲜平行4.4～23.2

新鲜垂直3.48～4.020.25～0.26

玢岩

新鲜34.7～39.70.28～0.29

半风化3.5～20.00.24～0.40

全风化2.40.39

安山岩新鲜12.3～19.10.28～0.33

半风化3.6～9.70.26～0.44

玄武岩

新鲜34.0～38.00.25～0.30

半风化6.1～7.60.27～0.3

全风化2.60.27

沉

积

岩

砂岩

20.6～44.00.18～0.28

新鲜20.6～44.00.18～0.28

半风化，全风化1.1～4.50.27～0.36

砂岩裂隙发育12.5～]9.50.26～0.40

粘土岩9.08～36.90.15～0.37

页岩0.81～71.40.17～0.36

砂质页岩裂隙发育，岩体破碎0.51～2.500.24～0.45

炭质页岩3.2～15.00.38～0.43

石灰岩

新鲜，微风化25.8～54.80.20～0.39

半风化9.0～28.00.21～0.41

全风化1.48～7.200.2l～0.35

硅质灰岩

新鲜，微风化24.8～64.80.18～0.33

半风化3.8～22.80.21～0.38

全风化1.0～l.760.31～0.46

泥质灰岩

新鲜，微风化28.0～52.50.18～0.39

半风化13.1～24.80.22～0.37

全风化7.20.29

白云质灰岩

新鲜，微风化35.9～64.00.21～0.34

半风化15.5～7.80.18～0.38

全风化9.30.37

变

质

岩

片麻岩

新鲜，微风化22.0～35.40.21～0.25

片理发育11.5～15.00.33

全风化0.30～0.850.46

花岗片麻岩8.0～18.00.30～0.40

花岗片麻岩风化、结构松散0.60～5.100.23～0.36

角闪片麻岩2.0～30.00.20～0.30

角闪石英片麻岩34.4～43.40.22～0.24

云母片麻岩

新鲜、微风化84.6～23.80.40

半风化1.48～2.330.43

全风化0.04～l.100.46～0.47

板岩12.6～13.20.27～0.33

硅质板岩37～970.25～0.36

泥质板岩5.0～5.50.25～0.29

角闪片岩新鲜、致密、坚硬45.0～65.00.18～0.16

角闪片岩节理发育9.8～11.60.29～0.31

石英角闪片岩中等风化3.40.29

云母石英片岩新鲜66.0～89.00.18～0.25

云母石英片岩轻微风化45.0～51.00.22～0.29

云母石英片岩中等风化33.00.25

石英岩节理发育18.9～23.40.21～0.26

千枚状石英岩微风化17.00.22

千枚状石英岩半风化、节理发育9.0～13.00.22～0.30

千枚状石英岩全风化0.50～0.800.32～0.33

大理岩新鲜、坚硬47.2～66.90.28～0.35

大理岩半风化、节理发育14.4～35.00.28～0.35

一些岩石的E静、μ和K

0

参考值

岩石名称

弹性模量E(104公斤／

厘米2)

泊桑比(μ)

单位弹性抗力系数

K0(公斤／厘米2)

花岗岩

玄武岩

安山岩

片麻岩

花岗片麻岩

石英岩

大理岩

石灰岩

泥灰岩

砂岩

泥质砂岩

粘土岩

砂质页岩

33～69

34～106.9

12.3～l9.1

11.5～35.4

5.1～18.0

18.9～209.0

47.2～66.9

25.8～14.7

13.1～52.5

12.5～54.3

1.1～4.5

0.98～36.9

19.8～36.0

0.18～0.33

0.25～0.33

0.26～0.44

0.24～0.33

0.23～0.40

0.21～0.26

0.28～0.35

0.20～0.39

0.29～0.38

0.29～0.30

0.27～0.36

0.15～0.37

0.17～0.36

5000～1500

600～1500

450～1000

350～600

500～600

350～500

400～600

600～1200

200～350

100～350

80～150

50～100

100～200

各类岩体的剪切强度参数表

岩体内摩擦角与岩块较接近，而内聚力则大大低于岩块。说明结构面的存在主要是降低了

岩体的连结能力，进而降低其内聚力。

岩体名称内聚力C（MPa）内摩擦角（φ）

褐煤0.014-0.0315-18

粘土岩

范围0.002-0.1810-45

一般0.04-0.0915-30

泥岩0.0123

泥灰岩0.07-0.4420-41

石英岩0.01-0.5322-40

闪长岩0.2-0.7530-59

片麻岩0.35-1.429-68

辉长岩0.76-1.3838-41

页岩

范围0.03-1.3633-70

一般0.1-0.438-50

石灰岩

范围0.02-3.913-65

一般0.1-138-52

粉砂岩0.07-1.729-59

砂质页岩0.07-0.1842-63

砂岩

范围0.04-2.8828-70

一般1-248-60

玄武岩0.06-1.436-61

花岗岩

范围0.1-4.1630-70

一般0.2-0.545-52

大理岩

范围1.54-4.924-60

一般3-449-55

石英闪长岩1.0-2.251-61

安山岩0.89-2.4553-74

正长岩1-362-66

围岩岩体按弹性波分类

结构

类型

地质类型岩体结构岩体特性

弹性波

洞室稳定评价

VP

动弹模

(104)

整

体

岩性均一坚硬的火

成岩体，厚层沉积岩和

变质岩体。构造简单、

单斜或平缓褶皱，岩体

完整

仅发育节理，裂隙一

般闭合、无夹泥、断层

很少呈柱状、块状、棱

形等结构体，相互组合

紧密

为均一弹性或接近弹

性体，岩体强度受节理控

制，一般较高。发育裂隙

地下水，渗流对岩体特性

影响很大

4000～

5000

＞0.820～40

岩体稳定性良好，

要注意节理组合及分

布。大洞室一般喷锚

支护边坡40°～60°坝

基tgф＝0.6～0.7

层

状

层状或薄层状沉积

岩或变质岩体、软弱岩

层或软硬相间的互层状

岩体、为单斜或正常褶

皱构造

层面及层间错动面

发育，相应有反倾向断

裂。呈板状、片状结构

体，互相叠合

为各向异性弹塑性体

或接近弹性体，岩体强度

受层面及层间错动面控

制。发育裂隙水或层间

水，渗流对岩体特性有一

定影响

3000～

4000

0.5～

0.2

10～20

岩体稳定性较好，

受层面及层闻错动控

制，大洞室除一般喷

锚外，局部层面需深

锚

碎

裂

风化破碎岩体、岩脉

穿插破碎岩体，压碎岩

带，断裂密集带，迭瓦

式或交叉式断裂影响

带，挤压褶皱倒转褶皱

带等

断裂交叉发育，裂隙

张开、充填夹泥，岩石

破碎成碎块或板片状，

间有夹泥藕合、局部夹

有大块或条块状岩石结

构体

为不均一弹塑性体，

局部夹泥多呈塑性状、岩

体强度受夹泥控制、大幅

度下降。发育脉状水、孔

隙水渗流对岩体特性影

响较大

2000～

3500

0.3～

0.6

2～10

岩体稳定性较差、

有夹泥、洞室边开挖

边支护或喷锚、或挂

网喷锚，局部深锚加

固

散

体

剧烈风化破碎岩体，

区域性或工程区大断层

带、软弱岩层挤压错动

带、胶结不良的断层交

叉带

岩体极度破碎成碎

块，岩粉、碎屑、磷片

状，有大量断层泥充填、

呈松散堆积或压密

为不均一的散体或塑性、

弹塑性体、岩体强度很

低、发育脉状水，孔隙水，

渗沥下呈塑性，强度大为

降低

＜2000＜0.4＜2

岩体稳定性很差，

注意地下水处理，洞

室开挖紧田支护、大

洞室要特殊处理

围岩按岩体力学属性分类

类别稳定性岩体特征稳定性计算方法

I稳定

完整、少量节理切割、岩性有火

成岩、花岗片麻岩、石英岩、灰岩、

硅钙质胶结砂岩

埋深大，应注

意岩爆

弹性理论

II基本稳定

碎裂结构、岩石被裂隙或软弱面切割

可产生掉块

裂隙面c、ф值高

时，按弹性

层状碎裂结构，虽有裂隙切割，

岩体胶合性好

裂隙面c、ф值低

时，不考虑地应力

III较不稳定

均一、较均一的松散岩石，裂隙切割

强烈、形成破碎结构、且地应力较高

有不稳定组合体塑性状态考虑松动圈

IV不稳定松散体及破碎岩块不良散体理论

围岩体按介质力学属性分类

力学介质类型结构面特征

变形及破坏的

控制条件

破坏方式力学分析原理

完

整

体

连续介质结构面不发育

受岩块力学性能及

应力状态控制

微破裂团追踪，随

机的

连续介质力学

似连续介质

(甲)

结构面呈闭合的，镶嵌的、

密度小、分散性大、延展不长、

不连续、不夹泥、无控制性软弱

结构面

受岩体力学性能及

应力状态控制

微观看，受结构面

控制，宏观看、为随

机的微破裂面追踪

碎裂介质力学(目

前一般借用连续介质

理论处理)

碎裂体

(似连续介质乙)

结构面密度大，连续性差，

延展不长，结构体碎小，无控制

软弱结构面

受岩体力学性能及

应力状态控制

微观看，受结构面

控制；宏观看、为随

机的微破裂面追踪

碎裂介质力学(目

前借用延续介质理

论)

散体

(似连续介质丙)

结构面呈无序次排列，如风

化层，构造破碎带

受岩体力学性能及

应力状态控制

随机的微破裂面

追踪破坏或塑性变形

散体介质力学理论

块裂体

(不连续介质)

结构面呈开裂的，延展长，

经过多次错动，有的夹层软弱结

构面发育，几组结构面组合起来

将岩体切割成块体

受软弱结构面控制块体沿结构面滑移块裂体力学理论

围岩岩体结构力学指标

结构类型代

结构面间

距

(厘米)

抗压(R)

(公斤／厘

米2)

tgφ

完整性系数

(I)

介质类型破坏特征

岩体质量系

数(z)

地下工程评价

整

体

整体I1＞100＞690＞0.6＞0.75连续脆性2.5～20

埋深大地

应力大时产生

岩爆

块状I250～100＞3000.4～0.60.75～0.35

连续或不

连续

滑移顺结

构面

0.3～10可能导致岩爆

层

状

层状II130～50＞3000.3～0.50.6～0.3不连续沿夹层0.2～5

岩体稳定

受软弱夹层控

制

薄层状II2＜30200～3000.3＜0.4不连续沿结构面0.08～3

岩体变形

受薄层产状控

制

碎

裂

镶嵌III1＜50＞6000.4～0.6＜0.35似连续镶嵌能力0.2～2.5

受结构体

镶嵌能力控制

岩体稳定

层状碎

裂

III2＜1003000.4＜0.4不连续

压缩及滑

移

0.05～l

具坍,滑,压

缩变形条件

碎裂III3＜50200～3000.2～0.4＜0.3

不连续或

似连续

塑性变形0.05～l

可能坍方、

滑移、压缩变

形

散体IV(无意义〕0.2＜0.2似连续变形0.002～0.1

各种变形

均可发生

边坡分类表

分类方法分类情况简述

成因

自然边坡由自然地质剥蚀作用形成

人工边坡因建设需要人为开挖

岩性

岩质边坡

由岩石构成，又可按其坚硬程度、岩石成因、风化

破碎等细分成各种类型的边坡

土质边坡由粘性土层构成

碎石、块石类边坡

一般出松散的，粒径大于25厘米的碎石或块石构

成

运行时间

永久边坡又叫长期边坡，即长时间使用的边坡

临时边坡又叫短期边坡，即在短期内使用的边坡

浸水

水上边坡地面水体以上的边坡

水下边坡地面水体以下的边坡

高度

高边坡坡高大于30米

中高边坡坡高10～30米

低边坡坡高小于10米

坡度

陡坡边坡大于60度至垂直

中等坡边坡30～60度

缓坡边坡小于30度

倒坡指边坡坡度向内倾斜

稳定性

稳定坡边坡不会发生明显的变形

稳定稍差坡

边坡目前处于基本稳定状态，但近期可能发生不同

规模的坍滑

不稳定坡

边界条件不利，边坡已处于不稳定状态，必须进行

处理才能达到稳定

失稳坡己产生变形迹象，发生了不同规模的坍滑现象

各类滑坡分类法

分类依据类型特征

受力状态

牵引式

沿滑动方向有多级滑坡，前部临空自行下滑，后部失去支撑

下滑，前级大，向后逐次变小

推动式沿滑动方向有多级滑坡，后级体积大先滑，推动前级滑动

滑体稠度

塑流岩土已达饱和流动状态，滑体与滑带界面不清

塑性岩土的稠度达塑状

块体

岩土呈硬塑或半坚硬状态，滑后只有断裂，很少塑性变形，

滑体与滑界面清楚

滑面部位

定向沿结构面滑动

无向

滑面位置随外形及水浸湿的变化而不同，沿最大剪应力面发

生，无明显软弱带

滑动性质

流动粘土类岩土遇水软化，干时稳定

挤出粘土类岩土在高压下受挤产生蠕动

按滑面性质

旋转圆弧形滑面、滑体沿弧面旋转，表层受挤、裂缝多

构造(面)

沿结构面缓倾角软弱带，有临空面配合和水的活动，滑体刚

度较大

错落转化

不稳定体变形应力调整，导致错落、强度降低、转化成滑坡，

有水作用滑面顺坡向

表层成层基岩面以上滑动滑床与古地形有关，多在雨季活动

按滑带特点

顺层沿软弱层滑动、滑体刚度大、呈块状滑动

潜蚀

滑带土潜蚀、溶蚀掏空、先形成塌陷，水被堵，水压增大后

突然下滑

悬浮砂土压实时水不能排出，造成突然滑动

液化溃爬人工填筑土压过大，孔隙饱水，土粒细，受振动而液化

特殊岩性

融冻太

沿冻结顶面下滑、下部来水补给，另一种冻结层融化造成表

层土下滑

裂隙粘土

具胀缩性、干时裂缝、雨季浸水后，具膨胀和软化作用，强

度丧失、易造成滑坡

灵敏粘土灵敏度4—8的粘土，瞬时丧失强度，发展快，又称干滑坡

火成岩，变质岩风风化带领向临空面产生沿风化带发育的滑坡

化壳

按性质

连续性长期缓慢滑动，滑带土强度稳定，接近残余强度，滑面平直

断续性

雨季滑动，干季稳定，或多年活动一次，复活型，滑动一次

后，能量再次积聚

崩塌性滑体脱离滑床，历时短，事先有一个形成滑面过程

按滑坡平

面形态

圈椅形(冰斗形)外貌似圈椅，长宽相近，均质堆积体内

横长形(正面形)

宽大于长，后缘曲度平缓，前缓有土挤出，侧向阻力大，下

伏软层

纵长形(冰川形)长大于宽，厚度小，滑面陡倾或富水

葫芦形前缘滑动后引起后缘扩大发展，地下水向滑动中心流动

勺形后部及中部埋藏软弱层，坡脚为冲洪积

椭圆形常在冲沟沟头，岩土向沟心流动，后缘及两侧滑坚塌落

角形两组结构面成V形，沿结构面错落转化成滑坡

综合形滑坡扩大成不规则形，周围呈锯齿形，几个滑坡常合并而成