岩土的物理力学性质参数.docx

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岩土的物理力学性质参数

岩土的物理力学性质指标

   岩土的物理力学性质指标应根据工程地质划分的扇形区及各区的边坡变形破坏特点，选取与之有关的试样进行力学试验，测定岩石及软弱夹层物理力学性质指标。

岩石及软弱夹层的物理性质指标详见表1至表7。

表1 部分岩石的容重

岩石名称

容重γ（g/cm3）

岩石名称

容重γ（g/cm3）

变化范围

平均值

变化范围

平均值

花岗岩

2.25～2.80

2.65

泥质砂岩

—

2.28

响   岩

—

—

粘土质砂岩

—

2.52

正长岩

2.50～3.00

2.79

页   岩

2.3～2.6

2.50

流纹岩

—

—

砂质页岩

2.08～2.65

2.36

流纹斑岩

2.49～2.63

2.60

粘土质页岩

2.51～2.72

2.65

闪长岩

2.72～2.99

2.86

泥质页岩

—

2.64

黑云母花岗闪长岩

—

2.60

煤质页岩

—

2.63

辉长岩

2.55～3.09

3.00

粘土岩

2.24～2.60

2.50

橄榄岩

—

—

砂质粘土岩

—

2.56

石英斑岩

2.56～2.63

2.60

泥灰岩

2.32～2.65

2.50

斑   岩

2.60～2.89

2.67

石灰岩

2.68～2.84

2.73

粗面岩

2.30～2.77

2.58

贝壳灰岩

—

—

安山岩

2.44～3.10

2.62

硅质灰岩

2.81～2.90

—

玢   岩

—

—

白云质灰岩

—

2.80

蛇纹岩

2.50～2.80

2.65

泥质灰岩

—

2.30

玄武岩

2.60～3.21

2.90

盐   岩

2.28～2.41

2.60

辉绿岩

2.53～3.12

2.94

白   垩

1.20～2.20

1.70

硅长斑岩

2.20～2.74

—

石   膏

—

—

安山凝灰集块岩

—

2.62

花岗片麻岩

2.30～3.20

2.8

凝灰角砾岩

2.20～2.90

—

片麻岩

2.59～3.00

2.78

火山凝灰岩

1.60～1.95

1.80

白云岩

2.10～2.90

2.55

凝灰岩

0.75～2.40

1.80

板   岩

2.60～2.90

2.75

凝灰质熔岩

—

2.64

大理岩

2.69～2.87

2.78

砾   岩

1.90～2.80

2.35

云母片岩

2.54～2.97

2.73

砂   岩

2.45～2.72

2.60

绿泥石片岩

2.77～2.78

2.77

粗砂岩

—

2.57

粘土质片岩

—

—

中砂岩

—

2.60

角闪石片岩

2.67～3.05

2.90

细砂岩

—

2.65

石英岩

2.30～2.70

2.50

粉砂岩

—

2.59

千枚岩

2.71～2.86

2.78

石英砂岩

2.61～2.70

2.65

表2 部分岩石的孔隙率与吸水率

岩石名称

孔隙率n（%）

吸水率ω1（%）

变化范围

平均值

花岗岩

流纹斑岩

闪长岩

正长岩

安山岩

玄武岩

辉绿岩

霏细岩

凝灰岩

火山角砾岩

安山凝灰集块岩

砾   岩

砂   岩

砂岩（第三纪）

砂岩（白垩纪）

砂 岩（侏罗纪）

砂 岩（三迭纪）

砂 岩新鲜的

      风化的

石英砂岩

石英砂岩新鲜的

        风化的

页   岩

砂质页岩

泥质页岩

煤质页岩

泥灰岩

石灰石

石灰岩（第三纪）

石灰岩（中生代）

石灰岩（古生代）

白   垩

石   膏

硬石膏

片麻岩

大理岩

白云岩

石英岩

石英片岩

角闪石片岩

云母片岩

绿泥石片岩

千枚岩

板  岩

0.04～2.80

1.10～3.40

0.25～3.00

—

0.29～1.13

1.10～4.30

1.00～2.20

0.29～5.10

1.59～2.23

0.90～7.54

0.40～4.10

2.00～5.10

1.04～9.30

5.00～20.00

2.20～42.00

7.20～37.70

4.20～24.60

0.60～27.70

—

—

—

—

0.70～7.00

0.80～4.15

—

—

1.00～52.00

0.53～27.00

—

1.20～26.50

0.80～27.00

5.00～58.00

0.10～4.00

0.63～6.26

0.30～2.40

0.10～6.00

0.30～25.00

0.00～8.70

1.53～2.80

—

—

—

—

0.29～3.76

0.95

2.00

1.25

2.54

0.70

2.30

1.70

2.20

1.80

3.20

2.10

3.20

5.04

13.00

15.30

17.10

13.20

19.30

21.11

2.26

1.71

4.91

—

—

1.35

1.03

18.00

12.00

20.00

11.65

12.00

26.40

1.70

1.65

1.35

1.00

7.70

2.40

2.00

2.96

0.79

2.10

3.60

1.30

0.10～1.70

0.14～1.65

0.18～1.00

0.48

—

0.20～1.00

0.30～0.80

0.20～1.00

0.18～0.35

0.34～2.12

0.14～4.00

0.40～1.00

0.14～4.10

1.00～9.00

—

—

—

—

—

—

—

—

2.30～6.00

—

—

—

1.00～5.00

0.20～6.40

—

—

—

—

—

—

0.14～0.30

—

—

0.02～0.28

0.10～0.30

0.11

0.08～0.42

0.55～1.12

0.54～3.31

0.70

表3 不同成因粘土的有关物理力学性质指标

（一）

土    类

孔隙比e

液性指数IL

含水量W（%）

液限WL（%）

塑性指数Ip

下蜀系粘性土

0.6～0.9

＜0.8

15～25

25～40

10～18

一般粘性土

0.55～1.0

0～1.0

15～30

25～45

5～20

新近沉积粘性土

0.7～1.2

0.25～1.2

24～36

30～45

6～48

淤泥或游泥质土

沿海

1.0～2.0

＞1.0

36～70

30～65

10～25

内陆

山区

云贵红粘土

1.0～1.9

0～0.4

30～50

50～90

＞17

表4 不同成因粘土的有关物理力学性质指标

（二）

土    类

容许承载力R

（×105Pa）

压缩模量E

（×105Pa）

内聚力C

（×105Pa）

内摩擦角φ

（°）

下蜀系粘性土

30＞80

＞150

0.4～1.0

22～30

一般粘性土

10＞45

40～150

0.1～0.5

15～22

新近沉积粘性土

8＞14

20～75

0.1～0.2

7～15

淤泥或游泥质土

沿海

4＞10

10～50

0.05～0.15

4～10

内陆

5＞11

20～50

山区

3＞8

10～60

云贵红粘土

10＞32

50～160

0.3～0.8

5～10

表5 几种土的渗透系数表

土   类

渗透系数K（以cm/s）

土   类

渗透系数K（以cm/s）

粘   土

＜1.2×10-6

细   砂

1.2×10-3～6.0×10-3

亚粘土

1.2×10-6～6.0×10-5

中   砂

6.0×10-3～2.4×10-2

轻亚粘土

6.0×10-5～6.0×10-4

粗   砂

2.4×10-2～6.0×10-2

黄   土

3.0×10-4～6.0×10-4

砾   砂

6.0×10-2～1.8×10-1

粉   砂

6.0×10-4～1.2×10-3

表6 土的平均物理、力学性质指标

（一）

土类

孔隙比e

天然含水量W（%）

塑限WP（%）

容重γ（×104N/m3）

内聚力C（×105Pa）

内摩擦角φ（°）

变形模量Eo（×105Pa）

标准的

计算的

砂

土

粗砂

0.4～0.5

15～18

2.05

0.02

0

42

460

0.5～0.6

19～22

1.95

0.01

0

40

400

0.6～0.7

23～25

1.90

0

0

38

330

中砂

0.4～0.5

15～18

2.05

0.03

0

40

460

0.5～0.6

19～22

1.95

0.02

0

38

400

0.6～0.7

23～25

1.90

0.01

0

35

330

细砂

0.4～0.5

15～18

2.05

0.06

0

38

370

0.5～0.6

19～22

1.95

0.04

0

36

280

0.6～0.7

23～25

1.90

0.02

0

32

240

粉砂

0.5～0.6

15～18

2.05

0.08

0.05

36

140

0.6～0.7

19～22

1.95

0.06

0.03

34

120

0.7～0.8

23～25

1.90

0.04

0.02

28

100

表7 土的平均物理、力学性质指标

（二）

土   类

孔隙比e

天然含水量W（%）

塑限

WP（%）

容重γ（×104N/m3）

内聚力C

（×105Pa）

内摩擦角φ（°）

变形模量Eo（×105Pa）

标准的

计算的

粘

性

土

亚

粘

土

轻亚粘土

0.4～0.5

1.5～18

2.10

0.10

0.06

30

180

0.5～0.6

1.9～22

＜9.4

2.00

0.07

0.05

28

140

0.6～0.7

2.3～25

1.95

0.05

0.02

27

110

0.4～0.5

1.5～18

2.10

0.12

0.07

25

230

0.5～0.6

1.9～22

9.512.4

2.00

0.08

0.05

24

160

0.6～0.7

2.3～25

1.95

0.06

0.03

23

130

粘

土

0.4～0.5

1.5～18

2.10

0.42

0.25

24

450

0.5～0.6

1.9～22

12.5～15.4

2.00

0.21

0.15

23

210

0.6～0.7

2.3～25

1.95

0.14

0.10

22

150

0.7～0.8

2.6～29

1.90

0.07

0.05

21

120

0.5～0.6

1.9～22

2.00

0.50

0.35

22

390

0.6～0.7

2.3～25

1.95

0.25

0.15

21

180

0.7～0.8

2.6～20

15.5～18.4

1.90

0.10

0.10

20

150

0.8～0.9

3.0～34

1.85

0.11

0.03

19

130

0.9～1.0

3.5～40

1.80

0.08

0.05

18

80

0.6～0.7

2.3～25

1.95

0.68

0.40

20

330

0.7～0.8

2.6～29

18.5～22.4

1.90

0.34

0.25

19

190

粘

土

0.8～0.9

3.0～34

1.85

0.28

0.20

18

130

0.9～1.0

3.5～40

1.80

0.19

0.10

17

90

0.7～0.8

2.6～29

1.90

0.82

0.60

18

280

0.8～0.9

3.0～34

22.5～26.4

1.85

0.41

0.30

17

160

0.9～1.1

3.5～40

1.75

0.36

0.25

16

110

0.8～0.9

3.0～34

26.5～30.4

1.85

0.94

0.65

16

240

0.9～1.1

3.5～40

1.75

0.47

0.35

15

140

   注：

1.平均比重取：

砂为2.65；轻亚粘土为2.70；亚粘土为2.71；粘土2.74。

       2.粗砂与中砂的Eo值适用于不均系数Cu=3时，当Cu＞5时应按表中所列值减少2/3。

Cu为中间值时，Eo值按内插法确定。

       3.对于地基稳定计算，采用内摩擦角φ的计算值低于标准值2°。

   岩石及软弱夹层的力学性质指标见表8至表25。

表8 岩石力学性质指标的经验数据

（一）

岩类

岩石名称

容重

γ（g/cm3）

抗压强度

RC（×105Pa）

抗拉强度

Rt（×105Pa）

静弹性模量

E（×105Pa）

动弹性模量

（×105Pa）

岩

浆

岩

花岗岩

2.63～2.73

2.80～3.10

3.10～3.30

750～1100

120～01800

1800～2000

21～33

34～51

51～57

1.4～5.6

5.43～6.9

5.0～7.0

7.1～9.1

9.1～9.4

正长岩

2.5

2.7～2.8

2.8～3.3

800～1000

1200～1800

1800～2500

23～28

34～51

51～57

1.5～11.4

5.4～7.0

7.1～9.1

9.4～11.4

闪长岩

2.5～2.9

2.9～3.3

1200～2000

2000～25000

34～57

57～71

2.2～11.4

7.1～9.4

9.4～11.4

斑   岩

2.8

1600

54

6.6～7.0

3.6

安山岩

玄武岩

2.5～2.7

2.7～3.3

1200～1600

1600～2500

34～15

45～71

4.3～10.6

7.1～8.6

8.6～11.4

辉绿岩

2.7

2.9

1600～1800

2000～2500

45～51

57～71

6.9～7.9

8.6～9.1

9.4～11.4

流纹岩

2.5～3.3

1200～2500

34～71

2.2～11.4

7.1～11.4

变

质

岩

花岗片麻岩

2.7～2.9

1800～2000

51～57

7.3～9.4

9.1～9.4

片麻岩

2.5

2.6～2.8

800～1000

1400～1800

22～28

40～51

1.5～7.0

5.0～7.0

7.8～9.1

石英岩

2.61

2.8～3.0

870

2000～3600

25

57～102

4.5～14.2

5.6

9.4～14.2

大理岩

2.5～3.3

700～1400

20～40

1.0～3.4

5.0～8.2

千枚岩

板   岩

2.5～3.3

1200～1400

34～40

2.20～3.4

7.1～7.8

凝灰岩

2.5～3.3

1200～2500

34～71

2.2～11.4

7.1～11.4

火山角砾岩

火山集块岩

2.5～3.3

1200～2500

34～71

1.0～11.4

7.1～11.4

砾   岩

2.2～2.5

2.8～2.9

2.9～3.3

400～1000

1200～1600

1600～2500

11～28

34～45

45～71

1.0～11.4

3.3～7.0

7.1～8.6

8.6～11.4

石英砂岩

2.6～2.71

680～1025

19～30

0.30～1.25

5.0～6.4

砂岩

1.2～1.5

2.2～3.0

45～100

470～1800

2～3

14～52

0.0005～0.0023

2.78～5.4

0.5～1.0

3.7～9.1

片状砂岩

碳质砂岩

碳质页岩

黑页岩

带状页岩

2.76

2.2～3.0

2.0～2.6

2.71

1.55～1.65

800～1300

500～1400

250～800

660～1300

60～80

22～38

15～41

18～56

47～91

4～6

6.1

0.6～2.2

2.6～5.5

2.6～5.5

0.0005～0.0025

5～8

4～7.8

2.8～5.4

5.0～7.5

0.7～0.9

砂质页岩

云母页岩

2.3～2.6

600～1200

43～86

2.0～3.6

4.4～7.1

软页岩

1.8～2.0

200

14

1.3～3.1

1.9

页岩

2.0～2.7

200～400

14～28

1.3～2.1

1.9～3.3

泥灰岩

2.3～2.35

2.5

35～200

400～600

3～14

28～42

0.38～2.1

0.5～1.9

3.3～4.4

黑泥灰岩

2.2～3.3

250～300

18～21

1.3～2.1

2.8～3.6

石灰岩

1.7～2.2

2.2～2.5

2.5～2.75

3.1

100～170

250～300

700～1280

1800～2000

6～10

15～33

43～76

107～118

2.1～8.4

1.0～1.6

2.8～4.1

5.0～8.0

9.1～9.4

白云岩

2.2～2.7

2.7～3.0

400～1200

1200～1400

11～34

34～40

1.3～3.4

3.3～7.1

7.1～7.8