常用岩石力学参数

岩石力学参数归纳

部分岩石的天然容重 岩石名称 花岗岩 闪长岩 辉长岩 天然容重(γ) 岩石名称 砾岩 石英砂岩 硅质胶结砂岩 天然容重(γ) 岩石名称 新鲜花岗片麻岩 角闪片麻岩 混合片麻岩

/KN·m

-3

/KN·m

-3

23.0-28.0 25.2-29.6 25.5-29.8

24.0-26.6 26.1-27.0 25.0

斑岩 27.0-27.4 砂岩 玢岩 24.0-28.6 坚固的页岩 辉绿岩 25.3-29.7 砂质页岩 粗面岩 23.0-26.7 页岩 安山岩 23.0-27.0 硅质灰岩 玄武岩 25.0-31.0 白云质灰岩 凝灰岩 22.9-25.0 泥质灰岩 凝灰角砾岩 22.0-29.0 灰岩 注：本表引自《岩石力学与工程》 蔡美峰主编

22.0-27.1 片麻岩 28.0 片岩 26.0 特别坚硬的石英岩 23.0-29.0 片状石英岩 28.1-29.0 大理岩 28.0 白云岩 23.0 板岩 23.0-27.7 蛇纹岩 科学出版社出版

岩石力学

单轴压缩弹模 (E)/Gpa 0.29~2.45 2.45~6.37 8.83~22.6

泊松比(v)

单轴抗压强度 (σC)/Mpa 4.9~49 9.81~15.7 4.5~78.5 19.6~49 19.6~88.3 39.2~68.6 19.6~294 58.8~98.1 9.81~255 78.5~137

单轴抗拉强度(σ t)/Mpa 0.24~5.79 1.47~2.45 0.98~39.6 1.96~9.81 1.96~17.7 2.94~11.8 2.94~19.6 3.92~12.7 0.98~24.5 4.9~12.7

主焦煤 无烟煤 页岩

0.1~0.5 0.09~0.35

砂质页岩 软砂岩 致密砂岩 石英砂岩 泥灰质 石砂岩 石灰岩 白云岩 花岗岩

15.7~23.7 9.81~13.9 30.4 59.8 9.81~25.5

0.15~0.25 0.05~0.36

0.18~0.35

23.5~68.6 44.1~83.4 30.4~82.8 0.20~0.35 0.17~0.36 39.2~24598.1~1 11.4~15.3 37 3.92~28.4 49~245 98.1~147 9.81~14.7

岩石力学参数归纳

玄武岩

39.2~98.1

0.10~0.35

147~294 196~245

7.61~39.2

大理岩 片麻岩 石英岩

9.81~67.3 15.5~57.3 40.2~147

0.2~0.35 0.2~0.35 0.12~0.27

29.4~186 78.5~118 49~275 157~196 88.3~491 167~343

4.90~19.6 3.92~12.7 4.90~19.6 9.81~14.2 8.33~39.4 8.83~34.3

注：1、带有横线的格子中，横线上方代表“范围”,下方代表“一般”。 2、本表引自 李世平编 《岩石力学简明教程》 中国矿业大学出版社出版

2、本表引自 李世平编 《岩石力学简明教程》 中国矿业大学出版社出版

岩石力学参数归纳

围岩分类及巷道支护形式表 围岩分类 天然容重(γ) Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ-3

围岩松动圈/cm 0~40 40~100 100~150 150~200 >200~300 >300

分类名称 稳定围岩 一般围岩 软岩 较软岩 极软岩

锚喷支护方式 喷混凝土、短锚杆 锚杆、喷混凝土 密锚网、喷混凝土 常规方法较难支护 常规方法较难支护

/KN·m

较稳定围岩 喷混凝土、短锚杆

29.0-33.0 27.6-30.5 24.0-26.3 23.0-30.0 29.0-29.2 30.0-33.0 28.0-29.0 26.0-27.0 21.0-27.0 23.1-27.5 26.0

夹层物质成分对结构面抗剪强度的影响 软弱夹层物质成分 摩擦系数 粘结力/Mpa 泥化夹层和夹泥层 0.15-0.25 0.005-0.02 破碎加泥层 0.3-0.4 0.02-0.04 破碎夹层 0.5-0.6 0-0.1 含铁锰质角砾破碎夹层 0.65-0.85 0.03-0.15

粘聚力(c)

内摩擦角 抗弯强度 (Φ) 16~40 28~35 11~60 35~45 46 32~70 45~52 35~58 45~52 4.71~5.96 1.96~29.4 4.90~14.7 2.45~44.1 9.81~15.2 4.12~58.8 9.81~15.7 4.12~27.6 9.81~19.6

K =G =

E 3 (1 2υ )E 2 (1 + υ )

力学参数 岩石名

称 花岗岩 粗玄武岩 砂岩 煤 砂岩 页岩 石灰岩

0.98~9.81 1.96~3.92 3.63~9.81 3.92~5.88 6.86 4.12~70.6 9.81~2.75 3.43~46.6 12.6~34.3

τ = c + σ n tan

设计参考用岩体力学岩体类型

19.6~49.0 7.65~39.8 13.7~255

30~50 44~80 51~58 11.7~19.6 12.7~16.7

I II III

E 3(1 2 )EG 2(1 ) 力学参数岩石名称花岗岩

粗玄武岩砂岩煤砂岩页岩石灰岩 c ntan

岩石力学参数归纳

27.3

50

IV V

14.7~74.5

52~58

一些煤系地层层面力学参数的层面两侧岩石

石灰岩与煤层 煤层与页岩交互 层 页岩交互层与砂 岩

一些煤系地层层

层面两侧岩石

石灰岩与煤层

煤层与页岩交互

层

页岩交互层与砂

岩

岩石力学参数归纳

中国煤矿锚固材料基本性能 备注 整体性好可不支护 料石碹亦可支护 刚性支护轻微破坏 刚性支护破坏很大 围岩变形有稳定期 围岩变形无稳定期 钢筋类别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅲ 材质 钢号 3号 16锰 代号 Q235 16Mn YB171-69 YB171-69 YB171-69 YB171-65 6-40 6-40 28-40 6-40 6-40 表1:锚杆常用材料及其性能 部标代号 直径(mm)

25锰 25MnSi 5号 A5

抗压强度 100~250 100~350 20~170 4~49 20~170 5~100 30~250

抗拉强度 7~25 15~35 4~25 0.2~6 4~25 2~10 5~25

抗剪强度 14~50 25~60 8~40 4~6 8~40 3~30 10~50

设计参考用岩体力学参数 GB50218-94容重γ /kN/m3 27 ~ 30 25 ~ 28 23 ~ 25 粘聚力 C /MPa 3~8 1.2 ~ 3 0.4 ~ 1.2 内摩擦角 φ / > 55 45 ~ 55 35 ~ 45 弹模E /GPa > 25 15 ~ 25 泊松 比µ < 0.2 0.2 ~ 0.25

抗压强度

100~250

100~350

20~170

4~49

20~170

5~100

30~250抗拉强度7~2515~354~250.2~64~252~105~25抗剪强度14~5025~608~404~68~403~3010~50

设计参考用岩体力学参数 GB50218-94

容重γ

/kN/m3

27 ~ 30

25 ~ 28

23 ~ 25粘聚力 C/MPa3 ~ 81.2 ~ 30.4 ~ 1.2内摩擦角φ/ > 5545 ~ 5535 ~ 45弹模E/GPa> 2515 ~ 25泊松比μ< 0.20.2 ~

0.25

岩石力学参数归纳

21 ~ 25

20 ~ 240.1 ~ 0.4< 0.125 ~ 35< 304 ~ 150.8 ~3

< 10.25~ 0.30.3 ~0.4> 0.4

地层层面力学参数的参考值

粘聚力 C

/MPa

0.2

0.1

0.1内摩擦角切向刚度φ系数KS/ 302525/MPa24.514.714.7法向刚度系数KN/MPa981588

588

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