❶ 岩體的軟化性與岩體的強度有什麼關系
某些岩體經過變化，雨水浸泡會影響岩體的強度，像我們住的樓房就要考證這個，要不然住著住著坍塌了，或者自己跨了
❷ 岩石按岩體分級標准GB50218-94是如何進行工程分類的
岩石級別 堅固程度 代表性岩石
Ⅰ 最堅固 最堅固、緻密、有韌性的石英岩、玄武岩和其他
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、硅質片岩，較堅固
的石英岩，最堅固的砂岩和石灰岩.(f=15)
Ⅲ 堅 固 緻密的花崗岩，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、大理岩、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，緻密的泥灰岩.(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 軟緻密粘土，較軟的煙煤，堅固的沖擊土層，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，軟砂質土壤，濕砂。(f=0.6)
Ⅸ 鬆散狀 砂，山礫堆積，細礫石，鬆土，開採下來的煤.
(f=0.5)
Ⅹ 流沙狀 流沙，沼澤土壤，含水黃土及其他含水土壤.
(f=0.3) A
表示礦岩的堅固性的量化指標.
人們在長期的實踐中認識到，有些岩石不容易破壞，有一些則難於破碎。難於破碎的岩石一般也難於鑿岩，難於爆破，則它們的硬度也比較大，概括的說就是比較堅固。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。
堅固性的大小用堅固性系數來表示又叫硬度系數，也叫普氏硬度系數f值）。
堅固性系數f=R/100 (R單位 kg/cm2)
式中R——為岩石標准試樣的單向極限抗壓強度值。
通常用的普氏岩石分及法就是根據堅固性系數來進行岩石分級的。
如：
① 極堅固岩石 f=15～20（堅固的花崗岩，石灰岩，石英岩等）
② 堅硬岩石 f=8 ～10（如不堅固的花崗岩，堅固的砂岩等）
③ 中等堅固岩石 f=4 ～6 （如普通砂岩，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。
強度是指礦岩抵抗壓縮，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，稿，機械碎破，炸葯的綜合作用力）。
岩石分類
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,雲母片岩等等.
雖然岩石的面貌是千變萬化的，但是從它們形成的環境，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。不論那種方式形成的碎屑物質都要經歷搬運過程，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。
沉積岩依照沈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，經年累月被侵蝕風化，逐漸崩解成小的沙泥、碎屑。 2.搬運：這些碎屑被水流從上游搬運到下游。 3.堆積：下游流速減緩，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：堆積在海底的沉積岩層在板塊運動的推擠下拱出海面，露出地表。
2、岩漿岩
岩漿岩也叫火成岩，是在地殼深處或在上地幔中形成的岩漿，在侵入到地殼上部或者噴出到地表冷卻固結並經過結晶作用而形成的岩石。因為它生成的條件與沉積岩差別很大，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。 由地底岩漿冷卻凝固形成，由於岩漿成分和冷卻凝固方式不同，便形成不同的火成岩。岩漿岩的形成: 1.安山岩：岩漿藉由火山口噴發出地面，快速冷卻形成的。 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：岩漿並不噴出地面，而是在地底下慢慢冷卻形成的。
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，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、大理岩。 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：在強大擠壓和摩擦力之下，產生溫度和壓力，使得深埋在地底下的岩石發生變質作用。 3.變質成新岩石：岩石里零散分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。
岩石對人類來說，並不陌生。由動物進化為人類後的第一個時代就是石器時代。那時，我們的祖先用石頭作為與大自然作斗爭的工具。那麼什麼是岩石呢？現代地質學稱石頭為岩石，岩石的「岩」字在古代是山崖和山穴的意思，表示山勢高峻、峰嶺陡峭的地勢；「石」字則是指磬、碑、硯、隕星等。自從18世紀地質學誕生以來，「岩石」一詞就不再沿用古義了，我們可以給岩石下這樣一個定義：岩石是各種地質作用形成的自然歷史產物，是構成地殼的基本組成單位，是由礦物及非晶質組成的，具有一定結構、構造的固態地質體。外觀上岩石是多種多樣的，但從成因上看，可將所有的岩石歸為三大類，即岩漿岩、沉積岩和變質岩，這就是自然界三大類岩石。這三大類岩石在地殼中是怎樣分布的呢？在全球陸地表面，沉積岩覆蓋了75%，岩漿岩和變質岩加在一起才只佔陸地面積的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，沉積岩只佔到地殼體積的8%，變質岩佔了27%，剩下的65%都是岩漿岩。
岩石在太陽輻射、大氣、水和生物作用下出現破碎、疏鬆及礦物成分次生變化的現象。導致上述現象的作用稱風化作用。分為：①物理風化作用。主要包括溫度變化引起的岩石脹縮、岩石裂隙中水的凍結和鹽類結晶引起的撐脹、岩石因荷載解除引起的膨脹等。②化學風化作用。包括：水對岩石的溶解作用；礦物吸收水分形成新的含水礦物，從而引起岩石膨脹崩解的水化作用；礦物與水反應分解為新礦物的水解作用；岩石因受空氣或水中游離氧作用而致破壞的氧化作用。③生物風化作用。包括動物和植物對岩石的破壞，其對岩石的機械破壞亦屬物理風化作用，其屍體分解對岩石的侵蝕亦屬化學風化作用。人為破壞也是岩石風化的重要原因。岩石風化程度可分為全風化、強風化、弱風化和微風化4個級別。
大約在200年前，人們可能認為高山、湖泊和沙漠都是地球上永恆不變的特徵。可現在我們已經知道高山最終將被風化和剝蝕為平地，湖泊終將被沉積物和植被填滿，沙漠會隨著氣候的變化而行蹤不定。地球上的物質永無止境地運動著。暴露在地殼表面的大部分岩石都處在與其形成時不同的物理化學條件下，而且地表富含氧氣、二氧化碳和水，因而岩石極易發生變化和破壞。表現為整塊的岩石變為碎塊，或其成分發生變化，最終使堅硬的岩石變成鬆散的碎屑和土壤。礦物和岩石在地表條件下發生的機械碎裂和化學分解過程稱為風化。由於風、水流及冰川等動力將風化作用的產物搬離原地的作用過程叫做剝蝕
地表岩石在原地發生機械破碎而不改變其化學成分也不新礦物的作用稱物理風化作用。如礦物岩石的熱脹冷縮、冰劈作用、層裂和鹽分結晶等作用均可使岩石由大塊變成小塊以至完全碎裂。化學風化作用是指地表岩石受到水、氧氣和二氧化碳的作用而發生化學成分和礦物成分變化，並產生新礦物的作用。主要通過溶解作用水化作用水解作用碳酸化作用和氧化作用等式進行。
雖然所有的岩石都會風化，但並不是都按同一條路徑或同一個速率發生變化。經過長年累月對不同條件下風化岩石的觀察，我們知道岩石特徵、氣候和地形條件是控制岩石風化的主要因素。不同的岩石具有不同的礦物組成和結構構造，不同礦物的溶解性差異很大。節理、層理和孔隙的分布狀況和礦物的粒度，又決定了岩石的易碎性和表面積。風化速率的差異，可以從不同岩石類型的石碑上表現出來。如花崗岩石碑，其成分主要是硅酸鹽礦物。這種石碑就能很好地抵禦化學風化。而大理岩石碑則明顯地容易遭受風化。
氣候因素主要是通過氣溫、降雨量以及生物的繁殖狀況而表現的。在溫暖和潮濕的環境下，氣溫高，降雨量大，植物茂密，微生物活躍，化學風化作用速度快而充分，岩石的分解向縱深發展可形成巨厚的風化層。在極地和沙漠地區，由於氣候乾冷，化學風化的作用不大，岩石易破碎為稜角狀的碎屑。最典型的例子，是將矗立於乾燥的埃及已35個世紀並保存完好的克列奧帕特拉花崗岩尖柱塔，搬移到空氣污染嚴重的紐約城中心公園之後，僅過了75年就已面目全非。
地勢的高度影響到氣候：中低緯度的高山區山麓與山頂的溫度、氣候差別很大，其生物界面貌顯著不同。因而風化作用也存在顯著的差別。地勢的起伏程度對於風化作用也具普遍意義：地勢起伏大的山區，風化產物易被外力剝蝕而使基岩裸露，加速風化。山坡的方向涉及到氣候和日照強度，如山體的向陽坡日照強，雨水多，而山體的背陽坡可能常年冰雪不化，顯然岩石的風化特點差別較大。
剝蝕與風化作用在大自然中相輔相成，只有當岩石被風化後，才易被剝蝕。而當岩石被剝蝕後，才能露出新鮮的岩石，使之繼續風化。風化產物的搬運是剝蝕作用的主要體現。當岩屑隨著搬運介質，如風或水等流動時，會對地表、河床及湖岸帶產生侵蝕。這樣也就產生更多的碎屑，為沉積作用提供了物質條件。
岩石在日光、水分、生物和空氣的作用下，逐漸被破壞和分解為沙和泥土，稱為風化作用。沙和泥土就是岩石風化後的產物。
山地的中的岩石極為多樣，差別很大，進行工程分類十分必要。《94規范》首先按岩石強度分類，再進行風化分類。按岩石強度分為極硬、次硬、次軟和極軟，列舉了代表性岩石名稱。又以新鮮岩塊的飽和抗壓強度30MPa為分界標准。問題在於，新鮮的末風化的岩塊在現場有時很難取得，難以執行。
岩石的分類可以分為地質分類和工程分類。地質分類主要根據其地質成因、礦物成分、結構構造和風化程度，可以用地質名稱(即岩石學名稱)加風化程度表達，如強風化花崗岩、微風化砂岩等。這對於工程的勘察設計確是十分必要的。工程分類主要根據岩體的工程性狀，使工程師建立起明確的工程特性概念。地質分類是一種基本分類，工程分類應在地質分類的基礎上進行，目的是為了較好地概括其工程性質，便於進行工程評價。
為此，本次修訂除了規定應確定地質名稱和風化程度外，增加了岩塊的「堅硬程度」、岩體的「完整程度」和「岩體基本質量等級」的劃分。並分別提出了定性和定量的劃分標准和方法，可操作性較強。岩石的堅硬程度直接與地基的承載力和變形性質有關，其重要性是無疑的。岩體的完整程度反映了它的裂隙性，而裂隙性是岩體十分重要的特性，破碎岩石的強度和穩定性較完整岩石大大削弱，尤其對邊坡和基坑工程更為突出。
本次修訂將岩石的堅硬程度和岩體的完整程度各分五級，二者綜合又分五個基本質量等級。與國標《工程岩體分級標准》(GB50218-94)和《建築地基基礎設計規范》(GB50007-2002)協調一致。
劃分出極軟岩十分重要，因為這類岩石不僅極軟，而且常有特殊的工程性質，例如某些泥岩具有很高的膨脹性；泥質砂岩、全風化花崗岩等有很強的軟化性(單軸飽和抗壓強度可等於零)；有的第三紀砂岩遇水崩解，有流砂性質。劃分出極破碎岩體也很重要，有時開挖時很硬，暴露後逐漸崩解。片岩各向異性特別顯著，作為邊坡極易失穩。事實上，對於岩石地基，特別注意的主要是軟岩、極軟岩、破碎和極破碎的岩石以及基本質量等級為V級的岩石，對可取原狀試樣的，可用土工試驗方法測定其性狀和物理力學性質。
舉例：
1 花崗岩，微風化：為較硬岩，完整，質量基本等級為Ⅱ級；
2 片麻岩，中等風化：為較軟岩，較破碎，質量基本等級為Ⅳ級；
3 泥岩，微風化：為軟岩，較完整，質量基本等級為Ⅳ級；
4 砂岩(第三紀)，微風化：為極軟岩，較完整，質量基本等級為V級；
5 糜棱岩(斷層帶)：極破碎，質量基本等級為V級。
岩石風化程度分為五級，與國際通用標准和習慣一致。為了便於比較，將殘積土也列在表A.0.3中。國際標准ISO／TC182／SCl也將風化程度分為五級，並列入殘積土。風化帶是逐漸過渡的，沒有明確的界線，有些情況不一定能劃分出五個完全的等級。一般花崗岩的風化分帶比較完全，而石灰岩、泥岩等常常不存在完全的風化分帶。這時可採用類似「中等風化-強風化』「強風化-全風化」等語句表述。同樣，岩體的完整性也可用類似的方法表述。第三系的砂岩、泥岩等半成岩，處於岩石與土之間，劃分風化帶意義不大，不一定都要描述風化。
3. 2. 4 關於軟化岩石和特殊性岩石的規定，與《94規范》相同，軟化岩石浸水後，其承載力會顯著降低，應引起重視。以軟化系數0.75為界限，是借鑒國內外有關規范和數十年工程經驗規定的。
石膏、岩鹽等易溶性岩石，膨脹性泥岩，濕陷性砂岩等，性質特殊，對工程有較大危害，應專門研究，故本規范將其專門列出。
3. 2. 5、3. 2. 6 岩石和岩體的野外描述十分重要，規定應當描述的內容是必要的。岩石質量指標RQD是國際上通用的鑒別岩石工程性質好壞的方法，國內也有較多經驗，《94規范》中已有反映，本次修訂作了更為明確的規定。
岩石
岩石是天然產出的具穩定外型的礦物或玻璃集合體，按照一定的方式結合而成。是構成地殼和上地幔的物質基礎。按成因分為岩漿岩、沉積岩和變質岩。其中岩漿岩是由高溫熔融的岩漿在地表或地下冷凝所形成的岩石，也稱火成岩；沉積岩是在地表條件下由風化作用、生物作用和火山作用的產物經水、空氣和冰川等外力的搬運、沉積和成岩固結而形成的岩石；變質岩是由先成的岩漿岩、沉積岩或變質岩，由於其所處地質環境的改變經變質作用而形成的岩石。
地殼深處和上地幔的上部主要由火成岩和變質岩組成。從地表向下16公里范圍內火成岩和變質岩的體積佔95%。地殼表面以沉積岩為主，它們約佔大陸面積的75%，洋底幾乎全部為沉積物所覆蓋。
岩石學主要研究岩石的物質成分、結構、構造、分類命名、形成條件、分布規律、成因、成礦關系以及岩石的演化過程等。它屬地質科學中的重要的基礎學科。
十八世紀末岩石學從礦物學中脫胎出來而發展成一門獨立的學科。在岩石學發展的初期，主要研究的是火成岩，到了十九世紀中葉才開始系統地研究變質岩，而沉積岩直到二十世紀初才引起人們的注意。目前岩石學正沿著岩漿岩石學、沉積岩石學和變質岩石學三個主要的分支方向發展。
古老岩石都出現在大陸內部的結晶基底之中。代表性的岩石屬基性和超基性的火成岩。這些岩石由於受到強烈的變質作用已轉變為富含綠泥石和角閃石的變質岩，通常我們稱為綠岩。如1973年在西格陵蘭發現了同位素年齡約38億年的花崗片麻岩。1979年，巴屯等測定南非波波林帶中部的片麻岩年齡約39億年左右。
加拿大北部的變質岩—阿卡斯卡片麻岩是保存完好的古老地球表面的一部分。放射性年代測定表明阿卡斯卡片麻岩有將近40億年的年齡，從而說明某些大陸物質在地球形成之後幾億年就已經存在了。
最近，科學家在澳大利亞西南部發現了一批最古老的岩石，根據其中所含的鋯石礦物晶體的同位素分析結果，表明它們的「年齡」約為43億至44億歲，是迄今發現的地球上最古老的岩石樣本，根據這一發現可以推論，這些岩石形成時，地球上已經有了大陸和海洋。在地球誕生2億至3億年後，可能並不象人們所認為的那樣由熾熱的岩漿所覆蓋，而是已經冷卻到了足以形成固體地表和海洋的溫度。地球的圈層分異在距今44億年前可能就已經完成了。
目前在中國發現的最古老岩石是冀東地區的花崗片麻岩，其中包體的岩石年齡約為35億年。
澳大利亞西部Warrawoona群中的微化石在形態結構上比較完整。它們究竟是藍藻還是細菌目前尚難確定。通常認為，早期疊層石是藍藻建造的，疊層石是藍藻存在的指示。如果35億年前就已經出現藍藻，則說明釋氧的光合作用早就開始了，這便引出一個問題：為什麼直到20億年前大氣圈才積累自由氧呢？從35億年前到20億年前中間相隔15億年之久，為什麼氧的積累如此緩慢？對此當然有不同的解釋。例如近年來已經發現疊層石也可能完全由光合細菌建造，或甚至由非光合細菌建造。
最古老生命存在的間接證據中較重要的是格陵蘭西部條帶狀鐵建造(BIF)和輕碳同位素。如果證據成立，則由此可推斷在38億年前的地球上已經出現進行釋氧光合作用的微生物，即類似藍藻的生物。根據Cloud的解釋，BIF是由光和微生物周期性地釋氧而引起亞鐵氧化為高價鐵沉積下來的。輕碳同位素也是光合作用的間接證據。但反對的意見認為，BIF形成所需的氧可以通過大氣中的水分子的光分解來提供，而輕碳同位素可能來自碳酸鹽的熱分解。
疊層石是前寒武紀未發生變質的碳酸鹽沉積中最常見的一種「准化石」，是由原核生物所建造的有機沉積。這種疊層狀的生物沉積構造是由於藍藻等低等微生物在其生命活動中，通過沉積物的捕獲和膠結作用發生周期性的沉積作用而形成的。根據Walter(1983)的統計，在澳大利亞、北美和南非三個不同大陸的11個地點發現了太古宙疊層石，其年齡都在25億年以上。晚元古代是地史上疊層石最繁盛的時期，其分布廣泛、形態多樣。後生動物出現以後疊層石驟然衰落。寒武紀至泥盆紀疊層石數量和分布范圍有限。泥盆紀以後疊層石只是殘存。現代海相疊層石只分布在澳大利亞、中美洲、中東等地的少數地區特殊環境中。
隕石是太陽系內小天體的珍貴標本，為研究太陽系的起源、演化和生命起源提供了寶貴的線索和資料。球粒隕石中不僅含有氨基酸，還有烴類、乙醇和其他可能形成保護原始細胞膜的脂肪族化合物。對生命起源的研究有較大意義。生物化學家David.W.Dreamer用默奇森隕石中得到的化合物製成了球形膜，這些小泡提供了氨基酸、核苷酸和其他有機化合物以及進行生命開始所必需的轉變環境。也就是說，當隕石撞擊地球時，產生形成生命所需的有機物及必需的環境。和生命起源於彗星的理論一樣，這是一種新的天外起源說。另外，康奈爾大學的C.Hyba指出，撞擊也可以用其它方式提供生命所需的原材料，來自一次隕石撞擊的熱和沖擊波可以在原始大氣中激發起合成有機化合物的化學反應。
隕石是降落到地球表面的小塊行星際物質撞入地球大氣圈後尚未被燒盡的流星體的殘片。在晴朗的夜晚，可以看到一線亮光劃過夜空，瞬間消失。這些彌漫在宇宙空間中的星際塵埃，如果被地球的引力捕獲便形成隕星；當它們以極快的速度進入地球大氣圈時與大氣發生摩擦、生熱、發光，一部分殘留下來落到地表就成為隕石。如果隕石在空中爆炸後象下雨一樣降落，就稱為隕石雨。1976年3月8日，我國吉林省降落過一次世界罕見的隕石雨，完整的隕石有100餘塊,重2噸多，其中最大的一塊重達1770公斤，是世界上最大的石隕石。隕石來自星際空間，在1969年阿普羅11號在月球著陸並將月岩帶回地球以前，隕石是人們能直接加以觀察的唯一的外來天體。
近代史上最驚人的隕石墜落事件是1908年的通古斯事件。當時在前蘇聯西伯利亞通古斯方圓800公里的范圍內，都可見到了火光；在100公里范圍內，都聽到了轟隆巨響；在50公里范圍內，高大樹木全部被燒毀。很多人推測這次事件與隕石墜落有關，但奇怪的是至今沒有找到隕石碎塊。因此成為世界著名的「通古斯之謎」，吸引了許多中外科學家前往這個地區進行考察和研究。
隕石可分為三類：石隕石、石鐵隕石和鐵隕石。其中以石隕石最多，約佔94%。同位素年齡測定隕石的年齡約為46億年。
石隕石：密度為3-3.5克/立方厘米。由硅酸鹽礦物橄欖石、輝石、少量斜長石和金屬鐵的微粒組成。可分為球粒隕石和無球粒隕石，前者含有直徑為1-2毫米大小的隕石球粒，它是熔融物質快速冷凝的產物。這種結構在地球上從未發現過。可能是在太陽系形成初期原始行星物質被原始太陽的高溫熔化後，在脫離太陽時迅速冷卻而形成的。因此，玻璃質球粒的成分就反映了太陽系形成初期原始行星的成分。
石鐵隕石：密度約5.6-6克/立方厘米，由鐵鎳和硅酸鹽礦物組成。鐵隕石：密度約8-8.5克/立方厘米。大約由80%-95%的金屬鐵和5%-20%的鎳組成
❸ 水對岩體抗壓強度影響實驗研究
圖4.10 岩石試件
圖4.11 岩石力學測試系統
水對岩石抗壓強度具有明顯的影響[82～84]，地表水的下滲或地下水的存在會影響岩石的變形常數，降低岩石的強度，因此測試岩石在不同含水狀態下單軸抗壓強度具有重要意義。本次實驗選用泥岩、粉砂岩和砂岩作為研究對象，在室內取岩心，採用濕式加工法將所採集的岩樣加工成直徑為50mm、高為100mm的圓柱形試件共30件（圖4.10），其加工精度滿足國際岩石力學學會建議的實驗規范要求，然後根據實驗要求分為飽水狀態、自然乾燥狀態和完全乾燥狀態下迸行單軸抗壓強度試驗。將部分試件放在室溫、通風情況下放置一周，作為自然乾燥狀態下樣品；部分試件放在烘箱內、105 ℃條件下烘48 h，作為烘乾樣品；部分試件放在水中浸泡48 h作為水飽和樣品。本次試驗所採用的設備（圖4.11），其軸向荷載由安裝在試驗系統上的荷重計測定，縱向位移和橫向位移則採用與試驗系統配套的位移引伸計測定。
圖4.12 不同含水量時單軸壓縮條件下應力-應變曲線
砂岩試件在單軸壓縮荷載條件下不同含水量時的應力—應變曲線如圖4.12。由圖4.12可以看出，隨著含水量的逐漸增加，曲線的位置越來越低，峰值強度也越來越小；在相同的應力作用下，軸向應變越來越大，而在相同的應力區間內，應變增量也越來越大，從砂岩在不同含水量下的應力—應變曲線中不難看出其變形特性均屬於彈塑性，且3階段特徵明顯。從圖4.12中還可以發現，隨著含水量的增加，應力—應變曲線直線段的斜率也相應發生了變化，岩石試件從塑性轉變為彈性的時機逐步滯後，說明岩石試件的塑性變形階段會由於含水量的增加而有所延長。
試件破壞形態如圖4.13，試驗數據見表4.1至表4.3。根據實驗結果可知，泥岩、砂岩和粉砂岩三類岩石單軸抗壓強度隨含水率的變化趨勢基本相同，即與自然乾燥狀態下的岩石試件相比較，完全乾燥的岩石強度增大，而飽水狀態的岩石強度則降低，強度增大與降低的幅度值主要與岩石類型有關。
圖4.13 岩石試件單軸壓縮破壞
分析試驗數據可知砂岩軟化系數的平均值為0.804，粉砂岩軟化系數的平均值為0.742，泥岩軟化系數的平均值為0.656，表明水對堅硬岩石強度影響較小，而對軟弱岩石影響較大。根據抗壓強度與吸水率的變化關系，可假定岩石的抗壓強度與含水率變化呈線性趨勢，對平均值迸行線性擬合得出抗壓強度與含水率的關系。
表4.1 泥岩試件不同含水率的抗壓強度
表4.2 砂岩試件不同含水率的抗壓強度
表4.3 粉砂岩試件不同含水率的抗壓強度
續表
泥岩抗壓強度與含水率的關系式為：R3=30.1-7.65ω，其變化趨勢如圖4.14。
圖4.14 泥岩抗壓強度與含水率的關系
砂岩抗壓強度與含水率的關系式為：R1=93.8-8.17ω，其變化趨勢如圖4.15。
圖4.15 砂岩抗壓強度與含水率的關系
粉砂岩抗壓強度與含水率的關系式：R2=50.2-4.33ω，其變化趨勢如圖4.16。
圖4.16 粉砂岩抗壓強度與含水率的關系
由以上關系式可推斷出岩體單軸抗壓強度與含水率的關系式為
R=R0-Kω （4.39）
式中：R——岩體抗壓強度，MPa；
R0——岩體乾燥狀態下的抗壓強度，MPa；
K——岩體的相關系數；
ω——岩體的含水率，%。
❹ 兩種岩體參數抗剪強度之間的關系
沒錯，只是f『是tanφ，兩者互相轉化而已。
❺ 岩體的變形有哪些特點岩體的強度特徵有哪些
1 岩體的單軸和三軸壓縮變形特徵
（1）岩體應力－應變全過程曲線
①在載入過程，結構面壓密與閉合，應力－應變曲線，呈上凹型。
②中途卸載有彈性後效現象和不可恢復殘余變形。這是結構面閉合、滑移、錯動造成的。
③完全卸載，再載入形成形式上的「開環型」曲線，這也是彈性後效造成的。
④峰值強度後，岩體開始破壞，應力下降較緩慢，仍有殘余應力，這是岩體結構效應。2岩體剪切變形特徵
①在屈服點前，變形曲線與抗壓變形相似，上凹型。
②屈服點後，某個結構面或結構體首先剪壞，隨之出現一次應力下降。峰值前可能發現多次應力升降。升降程度與結構面或結構體強度有關，岩體越破碎，應力降反而不明顯。
③當應力增加到一定應力水平時，岩體剪切變形已積累到一定程度，沒剪破的部位以瞬間破壞方式出現，並伴有一次大的應力降。
④隨後產生穩定滑移 3岩體各向異性變形
試件模型：12mmX12mmX36mm的塊體單元
x＝1表示貫通， x ＝0為完整試件， x為分離度①岩體力學性質具有各向異性，變形、破壞機制、強度特徵不同。②工程布置要考慮如何揚長避短，充分發揮岩體自身強度，維持工程穩定性。
其他詳見 ： http://www.doc88.com/p-5660410005.html
❻ 岩石力學
1.在岩體力學試驗中，飽和岩體試樣受壓力σ1和σ3作用發生破壞，試根據Mohr-Coulomb強度准則推導岩體發生破壞時的孔隙水壓力。2.某均質岩體的岩石強度曲線為：τ＝σtgφ＋c，其中c=40Mpa，φ＝300。試求此岩體在側向圍壓σ3＝20Mpa的條件下的極限抗壓強度σc，並求出破壞面的方位。3.將一岩石試件進行三向抗壓（三軸）試驗，當側壓σ2＝σ3＝30Mpa時，垂直加壓到270Mpa時試件破壞，其破壞面與最大主平面夾角成600，假定抗剪強度隨正應力呈線性變化，試計算：⑴.內摩擦角φ；⑵.破壞面上的正應力和剪應力；⑶.在正應力為零的那個面上的抗剪強度；⑷.假如該試件受到壓縮的最大主應力和拉伸最小主應力均為80Mpa，試用Mohr園表示該試件內任一點的應力狀態？4.將岩石試件進行一系列單軸試驗，求得抗壓強度的平均值為0.23Mpa，將同樣的岩石在0.59Mpa的圍壓下進行一系列三軸試驗，求得主應力的平均值為2.24Mpa，請你在Mohr圖上繪出代表這兩種試驗結果的應力圓，確定其內摩擦角φ和粘聚力c。5.某種岩體的單軸抗壓強度σc＝16Mpa，單軸抗拉強度為σt＝－5Mpa，彈性模量為E＝2.0×104Mpa，泊松比μ＝0.4。⑴.如果該岩體試件在三軸試驗中破壞時的中間主應力為σ2＝12Mpa，最小主應力σ3＝5Mpa。試根據八面體強度理論計算該岩石在三軸試驗中破壞時的最大主應力σ1。⑵.若根據最大正應變強度理論進行計算，那麼其破壞時的最大主應力σ1又為多少？6.已知某硐室頂板的最大主應力σ1＝61.2Mpa，最小主應力σ3＝－19.1Mpa，岩石的單軸抗拉強度σt＝－8.7Mpa，內聚力c=50Mpa，內摩擦系數f＝tgφ＝1.54，試用格里菲斯（Griffith）強度判據和莫爾（Mohr）強度判據判斷該硐室頂板的穩定性，並討論計算結果。7.如下圖所示，某洞室邊牆處的節理面傾角β＝600，節理面內摩擦角φ＝300，內聚力c＝10Kpa，由實測知道洞室邊牆圍岩平均的垂直應力σy＝2Mpa，計算在邊牆處應提供多大的水平支護力才能維持邊牆的平衡
❼ 地下水對岩體的物理，化學，力學作用體現在哪幾個方面
地下水對岩體的影響分為：物理的、化學的和力學的影響。
(1)岩體的物理作用：
(a)潤滑作用：在裂隙面上，水使裂隙面之間的摩擦系數減小。
(b)軟化和泥化作用：結構面內某些物質與水結合後變軟並成泥，減小了結構面之間的粘聚力和摩擦力。
(c)結合水的強化作用：在非飽和狀態下，岩體含水能增強岩體顆粒之間的聯系，從而增加岩體的強度。
(2)對岩體的化學作用：
(a)離子交換作用：富含Ca、Mg 離子的地下水在流經富含Na 離子的岩土時，Ca、Mg 離子置換岩土中的 Na 離子， 一方面，由水中 Na 離子富集使天然地下水軟化，另一方面，岩土中的 Ca、Mg 離子增加了孔隙度和滲透 性能。
(b)溶解作用和溶蝕作用：大氣降雨中的酸性物質在地下水中對岩石中的石灰岩、白雲岩、石膏等產生溶蝕 作用，使岩體產生裂隙和溶洞，增加了岩體的滲透性能。
(c)水化作用：水滲透到岩體的礦物結晶格架中，使岩體的結構發生微觀及宏觀的改變，減小了岩體的內聚 力，膨脹岩體與水結合，使起岩體內部產生膨脹力。
(d)水解作用：當岩土體中的陽離子與水作用，使地下水中的H+ （M++H2O=MgOH+H+）濃度增加，水的酸度增 加，當岩土體中的陰離子與水作用，使地下水中的OH- 濃度增加，水的鹼度增加。水解作用一方面改變地 下水的PH 值，另一方面，也使岩土體物質發生改變，從而影響岩土體的力學性質。
(e)氧化還原作用：岩土體與氧氣作用發生氧化反應，岩土體的礦物組成發生改變，地下水的化學組成也發 生改變（如硫化鐵氧化後生成氧化鐵和硫酸），從而影響岩土體的力學性質。
❽ 水對岩體抗剪強度影響實驗研究
地下水對岩體抗剪強度的影響主要從兩個方面考慮，一是地下水的存在使岩體及其裂隙的摩擦系數ƒ、黏結力c減小；特別是在裂隙內有填充物或頁岩、泥岩、粉砂岩等具有膨脹性能的岩石存在，地下水會使填充物、岩石軟化，ƒ和c的值會減小得更多，岩體的抗剪強度也隨之減小。二是地下水降低了岩體裂隙間的有效正應力，根據Mohr-Coulomb抗剪強度准則，裂隙的抗剪強度自然就降低了[85]。
通過實驗迸一步分析了在不同含水量條件下岩體抗剪參數的變化情況。試驗選用含天然結構面的一組試件（k1，k2，k3），岩體試件為粉砂岩，規格為200mm×200mm×400mm。為准確地測定結構面的抗剪強度，選取了兩種試驗狀態，即自然狀態和飽水狀態。在迸行飽水狀態試驗時，試件的具體製作方法是在常溫狀態下，將試件完全浸於水中，讓其浸泡時間不低於兩晝夜，保證試件充分達到飽水狀態。
本次試驗使用的儀器為YSZJ20-1 型岩石直剪儀，電腦自動控制，試驗過程實時記錄剪應力-剪切位移曲線，實驗設備如圖4.17。
圖4.17 YSZJ20-1型岩石直剪儀
4.3.2.1 天然狀態下試件變形特性分析
圖4.18給出了一組不同試件在相同試驗條件下的剪切力—剪切位移圖。從圖4.18中可以看出，在載入初期，曲線呈線性增長，表現為彈性，剪切剛度可視為常量；隨著剪切力的增加，曲線呈現非線性變化，位移隨著力的增加明顯增大，曲線斜率開始變小；當剪切力達到某一數值時，剪切位移突然增大，試件發生大幅度的滑移，這時曲線斜率趨近於零，剪切剛度也隨之降為零，說明試件的抗剪能力喪失，即試件已沿結構面破壞。
從圖4.18可以看出：每組圖中3條曲線的變化規律大致相似，在法向力由10 kN升高到20 kN的過程中，剪切力—剪切位移曲線的斜率依次增大，剪切力峰值點相應提高，說明隨著法向力的增大，結構面的抗剪強度值逐漸增大，這與理論情況是相符合的。從這3組變形曲線的對比可知，要使滑移面產生相同的剪切位移，隨著法向力的增大，需要的剪應力也越來越大，說明滑移面的剪切破壞是與法向力密切相關的，即當法向力增大時岩體的抗剪強度也相應增大。
圖4.18 天然狀態下試件在不同法向力時的剪切力-剪切位移曲線
4.3.2.2 飽水狀態下試件變形特性分析
飽水狀態下的變形特性見圖4.19。對3組曲線迸行整體分析發現：圖4.19 a～c中曲線的變化規律與試件在天然狀態下一致，隨著法向力的增加，試件的抗剪強度相應增大，也就是說當法向荷載增大時，如果要使結構面產生相同大小的位移，則所需的剪應力也增加。這說明在飽和水狀態下結構面的剪切破壞也是與法向力密切相關的，當法向力增大時，抗剪強度也存在增大的趨勢。
圖4.19 飽水狀態下試件在不同法向力時的剪切力—剪切位移曲線
4.3.2.3 不同含水量試件變形曲線分析
由於在同一法向力作用下，不同含水量的剪切位移曲線的變化趨勢基本相似，因此，只選取試件k2在法向力20 kN作用下天然狀態與飽水狀態時的剪切力—剪切位移曲線迸行說明（圖4.20）。從兩條曲線的對比情況來看，在兩種情況下曲線的變化趨勢是基本一致的，但岩體試件在天然狀態時的抗剪強度比在飽水狀態時的大，這是因為隨著岩體試件結構面中含水量的增大，水對結構面產生了潤滑作用，降低了滑移面的摩擦系數，從而使得摩擦力也相應減小。
圖4.20 試件不同含水量的剪切力—剪切位移
4.3.2.4 不同含水量試件強度特性分析
試件在天然狀態下與飽水狀態下抗剪強度試驗數據見表4.4，對比曲線如圖4.21。
表4.4 不同狀態下試件的抗剪強度
圖4.21 含水量不同各試件的強度曲線
通過岩體試件的強度對比可知，天然狀態下岩體試件的抗剪強度比飽水狀態下的抗剪強度大，其中試件k1在飽水後抗剪強度下降了17.86%，試件k2下降了12.22%，試件k3下降了19.46%。其平均下降幅度為16.51%。表明岩體結構面的抗剪強度隨含水量的增加而降低。
❾ 岩石強度的概念
第三章 岩石的強度
第一節 概 述
高壩等水工建築物造在岩基上，岩基受到很大荷載，岩基是否能承受這么大的荷載呢?高邊坡陡峻矗立，它會不會發生坍滑呢?在岩體內開挖地下洞室，例如開挖水工隧洞、修建地下電站，洞周圍岩石(圍岩)的應力增大，圍岩會不會破壞呢?這一系列問題都與岩石的強度有密切關系。因此，研究岩石的破壞形式以及岩石抵抗外力破壞的能力——岩石的強度，具有重要意義。
從廣義而言，岩石包括岩塊和岩體，所以在研究岩石的強度時，應當分清岩塊的強度和岩體的強度。或者說，分清完整岩石的強度和多節理岩體的強度。
圖3—1表示由岩塊(完整岩石)轉化為多節理岩體的過渡，突出表明了決定岩體強度的難度。顯然，岩體的強度不僅與組成岩體的岩石的性質有關，而且與岩體內的結構面(節理、裂隙、層理、斷層等)有關；此外，還與其所受的應力狀態有關。眾所周知，結構面特別是軟弱結構面是岩體最薄弱的地方，幾組軟弱結構面將岩體分割成各種形狀和大小不同的岩塊。岩體的強度決定於這些岩塊的強度和結構面的強度。當然，岩塊本身也有一些微結構面，但這些微結構面甚小，肉眼不易覺察，一般不影響供室內外試驗用的完整岩石的試件。岩塊內微結構面的影響將直接反映到岩石試件的力學性質上。通常所講的岩石強度，一般是指岩石試件實驗所得出的，它實際上是代表岩體內岩塊的強度。
對於岩性堅硬、新鮮的未風化岩體來說，其特點是岩體內岩塊的強度很高，而軟弱結構
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面的強度顯得非常低，這種岩體的強度主要由軟弱結構面的強度和產狀特徵所決定。對於岩性軟弱的(風化的、破碎的)岩體來說，其岩石(岩塊)的強度很低，軟弱結構面的作用就顯得不那麼突出。因此，這種岩體的強度既決定於岩石，也決定於軟弱結構面。當軟弱岩體的岩石強度與軟弱結構面強度差別很小時，則岩體的強度主要巾岩石強度決定了。
第二節 岩石的破壞形式
根據大量的試驗和觀察證明，岩石的破壞常常表現為下列各種形式：
1．脆性破壞 大多數堅硬岩石在一定的條件下都表現出脆性破壞的性質。也就是說，這些岩石在荷載作用下沒有顯著覺察的變形就突然破壞。產生這種破壞的原因可能是岩石中裂隙的發生和發展的結果。例如，地下洞室開挖後，由於洞室周圍的應力顯著增大，洞室圍岩可能產生許多裂隙，尤其是洞頂的張裂隙，這些都是脆性破壞的結果。
2．延性破壞 岩石的破壞之前的變形很大，且沒有明顯的破壞荷載，表現出顯著的塑性變形、流動或擠出，這種破壞稱為延性破壞或韌性破壞。塑性變形是岩石內結晶晶格錯位的結果。在一些軟弱岩石中這種破壞較為明顯。有些洞室的底部岩石隆起，兩側圍岩向洞內鼓脹都屬延性破壞的例子。堅硬岩石一般屬脆性破壞，但在兩向或三向受力較大的情況下，或者在高溫的影響下，也可能延性破壞(或稱塑性破壞)。
3．弱面剪切破壞 由於岩層中存在節理、裂隙、層理、軟弱夾層等軟弱結構面，岩層的整體性受到破壞。在荷載作用下，這些軟弱結構面上的剪應力大於該面上的強度時，岩體就發生沿著弱面的剪切破壞。岩基和岩坡沿著裂隙和軟弱層的滑動以及小塊試件沿著潛在破壞面的滑動，都屬於這種破壞的例子。
在圖3—2上示有這幾種破壞形式的簡圖。
第三節 岩石的抗壓強度
岩石的抗壓強度就是岩石試件在單軸壓力下(無圍壓而軸向加壓力)抵抗破壞的極限能力，或極限強度，它在數值上等於破壞時的最大壓應力，見圖3—3。岩石的抗壓強度一般在實驗室內是在壓力機上進行加壓試驗測定的。試件用圓柱形或立方柱狀。試件的斷面尺寸，圓柱形試件採用直徑D；5cm，也有採用D二7Lm；立方柱狀試件，採用5cmx
包括抗壓、抗拉、抗剪（斷）強度及岩石破壞、斷裂的機理和強度准則。室內用壓力機、直剪儀、扭轉儀及三軸儀，現場做直剪試驗和三軸試驗，以確定強度參數（凝聚力和內摩擦角）。強度准則大多採用庫倫－納維准則。這個准則假定對破壞面起作用的正應力會增加岩石的抗剪強度，其增加量與正（壓）應力的大小成正比。其次採用莫爾准則，也可採用格里菲思准則和修正的格里菲思准則。