1、按岩石的單軸抗壓(yā)強度RC分類
用岩塊單軸抗壓強度進行分類,簡單、早期,因(yīn)此在工程上采用了較長的時間(普氏係數)。
(一)岩石單軸抗(kàng)壓強度(dù)分類(表(biǎo)5-1)
由於岩石點荷載試驗可在現場(chǎng)測(cè)定(dìng),數量多而簡便,所以用點荷載強度指(zhǐ)標分類得(dé)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(de)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(xiàng)應的施工措施,見表5-3
岩石硬度分(fèn)級
岩石級(jí)別
堅固程度(dù)
代表性岩石
I
最堅固
最堅固(gù)、致密、有韌性的石英岩、玄武(wǔ)岩和其它各種特別堅固的岩石。(f=20)
II
很堅固
很(hěn)堅固的(de)花崗岩、石英斑岩(yán)、矽質片岩(yán)、較(jiào)堅(jiān)固(gù)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(de)砂岩和石灰岩、石英礦脈、堅固(gù)的礫岩、很堅固的鐵礦石。(f=10)
IIIa
堅固
堅固(gù)的砂岩、石(shí)灰岩、大理石、白雲岩(yán)、黃鐵礦、不堅固的花崗(gǎng)岩(yán)。(f=8)
IV
比較堅固
一般的(de)砂岩、鐵(tiě)礦石。(f=6)
IVa
比較堅固
砂質頁岩(yán)、頁岩(yán)質砂岩。(f=5)
V
中等堅固
堅固的泥質頁岩、不堅固的(de)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(de)泥(ní)灰岩。(f=3)
VI
比較軟
軟弱(ruò)頁岩、很軟的石灰岩、白堊、鹽岩、石膏、無(wú)煙(yān)煤、破碎(suì)的砂岩和石質土壤。(f=2)
VIa
比較(jiào)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(huà)的粘土。(f=1.5)
VII
軟
軟致密粘土、較軟的煤、堅(jiān)固的衝擊土層、粘土質(zhì)土壤。(f=1)
VIIa
軟(ruǎn)
軟(ruǎn)砂(shā)質粘土、礫石,黃土(tǔ)。(f=0.8)
VIII
土狀
腐殖土,泥煤,軟沙(shā)質土壤,濕砂。(f=0.6)
IX
鬆散的
砂,山礫堆(duī)積,細礫(lì)石,鬆土,開(kāi)采(cǎi)下來的煤。(f=0.5)
X
流沙狀
流沙,沼澤(zé)土(tǔ)壤(rǎng),含水(shuǐ)黃土和其它含水(shuǐ)土壤。(f=0.3)
人(rén)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(nán)以(yǐ)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(jiān)固。因此人們就用岩石的堅固性(xìng)這個(gè)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(biǎo)示又叫硬度係數,也叫普(pǔ)氏硬度係數(f值)。
堅(jiān)固性係(xì)數f=R/100(R單位 Kg/cm2) R-岩石標準試樣的單(dān)向極限抗壓強度(dù)值。如:
① 極堅固岩石f=15~20(堅(jiān)固(gù)的花崗岩、石英岩、石灰岩等)
② 堅固(gù)岩石f=8~10(不堅固的花崗岩,堅固的砂岩(yán)等)
③ 中等堅固岩石f=4~6(普通砂岩,鐵(tiě)礦等)
④ 不堅固岩石f=0.8~3(如黃土(tǔ),僅為0.3)
礦岩的(de)堅固(gù)性也是一種抵抗外力的性質,但(dàn)它與礦岩的強度卻是兩種不同的(de)概念。強度是(shì)指礦岩
抗壓縮、拉伸、彎曲及剪切等單(dān)向作用的性能,而(ér)堅固(gù)性所抵抗的外力卻是一種綜合的外力(lì)(如抵抗鍬、鎬、機(jī)械破碎,炸藥的綜合(hé)作用力)。
莫氏(shì)硬度
陶瓷及礦物(wù)材料常用的劃痕硬度叫做莫氏硬(yìng)度,它隻表(biǎo)示硬度由小(xiǎo)到大的順序,不(bú)表示軟硬的程度。後麵的(de)礦物可以劃破前麵礦物的表麵。一般莫氏硬度(dù)按10級標(biāo)準的莫氏硬度計(jì)確定,後來因為出現了一些人工合成的硬度大的(de)材(cái)料,又將莫氏(shì)硬(yìng)度分為15級(jí)。
維氏硬度
在陶瓷材料的(de)研究中,精確測定材料的硬度(dù),通常在維氏(shì)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(jiāng)岩主要有:花崗岩(yán)、安山岩、閃長岩、流紋岩、玄武(wǔ)岩(yán)、輝長岩等。
2、 沉積岩主要有:石英砂岩、石灰礫岩、泥鐵岩、白(bái)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(lǐ)岩、雲母片岩等。
雖然(rán)岩石的麵貌是千變萬(wàn)化的,但是(shì)從它們的形成(chéng)環(huán)境,也就是從成因上來劃(huá)分,可以把岩(yán)石分為三大類:沉積岩、岩(yán)漿岩和變質岩
1、 沉積岩:沉積(jī)岩是在地表(biǎo)或近地表不太深的地方形成的一種岩石類型,它是由風化(huà)產物、火山物質、有機物質(zhì)等碎屑物質在常溫常壓(yā)下經過搬運、沉積和石化(huà)作用,最(zuì)後形成的岩(yán)石。不論(lùn)哪種方式(shì)形成的碎(suì)屑物質都(dōu)要經過搬運過程,然後(hòu)在合適的環境中沉積下來,經過漫長的壓實作用,石化成(chéng)堅硬的沉積岩。沉積岩依照沉積物顆(kē)粒的大(dà)小又分礫岩(yán)、砂岩、頁岩、石灰岩。沉積岩的形成:1、風(fēng)化侵蝕:在河流上的大石頭,經年累月被侵蝕風華,逐(zhú)漸崩解成小的泥沙、碎屑。2、搬運:這些碎屑(xiè)被水流從上遊搬運到下遊。3、堆積:下遊流速減緩,搬運力(lì)減小,岩石碎(suì)屑便沉積下來。4、壓密:新的(de)沉積物壓在舊的沉積(jī)物上,時間久了,底下的沉(chén)積物被壓得較緊實。5、膠(jiāo)結:地下水經過沉積物的(de)孔隙,帶來的礦物質(zhì)填滿孔隙,使岩石碎屑顆粒緊緊膠結在一(yī)起,形成沉積岩。6、露(lù)出:沉積(jī)在海底的沉積岩層在板塊運動的推擠下(xià)拱出海麵,露出地表(biǎo)。
2、 岩漿岩:岩漿岩也叫火(huǒ)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(zhě)噴出地表(biǎo)冷卻凝固並經過結晶作用形成(chéng)的岩(yán)石。因為它形成的條件和沉積岩差別很(hěn)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(xuán)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(fāng)式不同,便形成(chéng)不同的火成岩。岩漿岩的形成:1、安山岩:岩漿由火(huǒ)山(shān)口噴(pēn)出地麵,快速冷卻形成。2、玄武岩:岩漿經由緩和噴發漫(màn)流而出,逐(zhú)漸冷凝形成的。3、花崗岩:岩漿並不噴(pēn)出地麵,而是(shì)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(huán)境和物理化學條件的變化,在固態情況下發生了礦物(wù)組成調整、結構構造改變(biàn)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(lù)地殼(ké)中最主要的岩石類型之一。變質岩又分(fèn)板岩、片岩、片麻岩(yán)、大理石。變質岩的形成:1、為變質前的岩層:由(yóu)於沉積或火山作用,堆積出一層層岩層。2、擠壓岩層(céng):在強大壓力(lì)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(zhì)作用。3、變質成新岩(yán)石:岩(yán)石裏分散排布的礦物結晶會(huì)呈規矩排列,或生出(chū)新礦物來(lái),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(dì)下深處,沉積岩逐漸變成了少數(shù)民族。在整個地殼中,沉(chén)積岩隻占地(dì)殼(ké)體積的8%,變質岩占了27%,剩下的65%都是岩漿岩。
序號
金(jīn)剛石複合片鑽頭
適應地層
累計進尺