1、按岩石的單軸抗壓強度RC分類
用岩塊單軸抗壓強度進行分類,簡單、早期,因此在工程上采用了較長的時間(普氏係數)。
(一)岩石單軸抗壓強度分類(表5-1)
由於岩石點荷載試驗可在現場測定,數量多而簡便,所以用點荷載強度指標分類得到重視。由倫敦地質學會與Franklin等人提出,
(一)斯梯尼(Stini)分類
根據巷道圍岩的穩定性進行分類,如表5-2所示。
(二)前蘇聯巴庫地鐵分類
根據岩石抗壓強度、工程地質條件和開挖時岩體穩定破壞現象,分四類,並有相應的施工措施,見表5-3
岩石硬度分級
岩石級別
堅固程度
代表性岩石
I
最堅固
最堅固、致密、有韌性的石英岩、玄武岩和其它各種特別堅固的岩石。(f=20)
II
很堅固
很堅固的花崗岩、石英斑岩、矽質片岩、較堅固的石英岩、最堅固的砂岩和石灰岩。(f=15)
III
堅固
致密的花崗岩、很堅固的砂岩和石灰岩、石英礦脈、堅固的礫岩、很堅固的鐵礦石。(f=10)
IIIa
堅固
堅固的砂岩、石灰岩、大理石、白雲岩、黃鐵礦、不堅固的花崗岩。(f=8)
IV
比較堅固
一般的砂岩、鐵礦石。(f=6)
IVa
比較堅固
砂質頁岩、頁岩質砂岩。(f=5)
V
中等堅固
堅固的泥質頁岩、不堅固的砂岩和石灰岩、軟礫石。(f=4)
Va
中等堅固
各種不堅固的頁岩、致密的泥灰岩。(f=3)
VI
比較軟
軟弱頁岩、很軟的石灰岩、白堊、鹽岩、石膏、無煙煤、破碎的砂岩和石質土壤。(f=2)
VIa
比較軟
碎石質土壤,破碎的頁岩,粘結成塊的礫石、碎石,堅固的煤,硬化的粘土。(f=1.5)
VII
軟
軟致密粘土、較軟的煤、堅固的衝擊土層、粘土質土壤。(f=1)
VIIa
軟
軟砂質粘土、礫石,黃土。(f=0.8)
VIII
土狀
腐殖土,泥煤,軟沙質土壤,濕砂。(f=0.6)
IX
鬆散的
砂,山礫堆積,細礫石,鬆土,開采下來的煤。(f=0.5)
X
流沙狀
流沙,沼澤土壤,含水黃土和其它含水土壤。(f=0.3)
人們在長期的實踐中認識到,有些岩石不容易破壞,有一些則難以破碎,難以破碎的岩石一般也難以鑿岩,難以爆破,則它們的硬度也比較大,概括地說就是比較堅固。因此人們就用岩石的堅固性這個概念來表示岩石在破碎時的難易程度。
堅固性大小用堅固性係數來表示又叫硬度係數,也叫普氏硬度係數(f值)。
堅固性係數f=R/100(R單位 Kg/cm2) R-岩石標準試樣的單向極限抗壓強度值。如:
① 極堅固岩石f=15~20(堅固的花崗岩、石英岩、石灰岩等)
② 堅固岩石f=8~10(不堅固的花崗岩,堅固的砂岩等)
③ 中等堅固岩石f=4~6(普通砂岩,鐵礦等)
④ 不堅固岩石f=0.8~3(如黃土,僅為0.3)
礦岩的堅固性也是一種抵抗外力的性質,但它與礦岩的強度卻是兩種不同的概念。強度是指礦岩
抗壓縮、拉伸、彎曲及剪切等單向作用的性能,而堅固性所抵抗的外力卻是一種綜合的外力(如抵抗鍬、鎬、機械破碎,炸藥的綜合作用力)。
莫氏硬度
陶瓷及礦物材料常用的劃痕硬度叫做莫氏硬度,它隻表示硬度由小到大的順序,不表示軟硬的程度。後麵的礦物可以劃破前麵礦物的表麵。一般莫氏硬度按10級標準的莫氏硬度計確定,後來因為出現了一些人工合成的硬度大的材料,又將莫氏硬度分為15級。
維氏硬度
在陶瓷材料的研究中,精確測定材料的硬度,通常在維氏顯微硬度計上進行。
岩石分級
岩石可分三大類:1、岩漿岩(噴出岩)2、沉積岩 3、變質岩
1、 岩漿岩主要有:花崗岩、安山岩、閃長岩、流紋岩、玄武岩、輝長岩等。
2、 沉積岩主要有:石英砂岩、石灰礫岩、泥鐵岩、白雲岩、泥岩、石膏等。
3、 變質岩主要有:片麻岩、綠泥石片岩、千枚岩、大理岩、雲母片岩等。
雖然岩石的麵貌是千變萬化的,但是從它們的形成環境,也就是從成因上來劃分,可以把岩石分為三大類:沉積岩、岩漿岩和變質岩
1、 沉積岩:沉積岩是在地表或近地表不太深的地方形成的一種岩石類型,它是由風化產物、火山物質、有機物質等碎屑物質在常溫常壓下經過搬運、沉積和石化作用,最後形成的岩石。不論哪種方式形成的碎屑物質都要經過搬運過程,然後在合適的環境中沉積下來,經過漫長的壓實作用,石化成堅硬的沉積岩。沉積岩依照沉積物顆粒的大小又分礫岩、砂岩、頁岩、石灰岩。沉積岩的形成:1、風化侵蝕:在河流上的大石頭,經年累月被侵蝕風華,逐漸崩解成小的泥沙、碎屑。2、搬運:這些碎屑被水流從上遊搬運到下遊。3、堆積:下遊流速減緩,搬運力減小,岩石碎屑便沉積下來。4、壓密:新的沉積物壓在舊的沉積物上,時間久了,底下的沉積物被壓得較緊實。5、膠結:地下水經過沉積物的孔隙,帶來的礦物質填滿孔隙,使岩石碎屑顆粒緊緊膠結在一起,形成沉積岩。6、露出:沉積在海底的沉積岩層在板塊運動的推擠下拱出海麵,露出地表。
2、 岩漿岩:岩漿岩也叫火成岩,是在地殼深處或上地幔中形成的岩漿,在侵入到地殼上部或者噴出地表冷卻凝固並經過結晶作用形成的岩石。因為它形成的條件和沉積岩差別很大,因此它的特點也與沉積岩明顯不同。岩漿岩又分安山岩、玄武岩、花崗岩。有地底岩漿冷卻凝固形成。由於岩漿成分和冷卻方式不同,便形成不同的火成岩。岩漿岩的形成:1、安山岩:岩漿由火山口噴出地麵,快速冷卻形成。2、玄武岩:岩漿經由緩和噴發漫流而出,逐漸冷凝形成的。3、花崗岩:岩漿並不噴出地麵,而是在地下慢慢冷卻形成的。
3、 變質岩:在地殼形成和發展過程中,早先形成的岩石,包括沉積岩、岩漿岩,由於後來地質環境和物理化學條件的變化,在固態情況下發生了礦物組成調整、結構構造改變甚至化學成分的變化,從而形成一種新的岩石,這種岩石被稱為變質岩。變質岩是大陸地殼中最主要的岩石類型之一。變質岩又分板岩、片岩、片麻岩、大理石。變質岩的形成:1、為變質前的岩層:由於沉積或火山作用,堆積出一層層岩層。2、擠壓岩層:在強大壓力和摩擦力作用下,產生溫度和壓力,使得深埋在地下岩石發生變質作用。3、變質成新岩石:岩石裏分散排布的礦物結晶會呈規矩排列,或生出新礦物來,而變成各種新的變質岩。
在全球陸地表麵,沉積岩覆蓋了75%,岩漿岩和變質岩占陸地麵積1/4。但是到了地下深處,沉積岩逐漸變成了少數民族。在整個地殼中,沉積岩隻占地殼體積的8%,變質岩占了27%,剩下的65%都是岩漿岩。
序號
金剛石複合片鑽頭
適應地層
累計進尺