1,、按巖石的單軸抗壓強(qiáng)度RC分類

 

用巖塊單軸抗壓強(qiáng)度進(jìn)行分類,，簡(jiǎn)單,、早期,，因此在工程上采用了較長(zhǎng)的時(shí)間(普氏系數(shù)),。

 

（一）巖石單軸抗壓強(qiáng)度分類(表5-1)

 

由于巖石點(diǎn)荷載試驗(yàn)可在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定,，數(shù)量多而簡(jiǎn)便,，所以用點(diǎn)荷載強(qiáng)度指標(biāo)分類得到重視,。由倫敦地質(zhì)學(xué)會(huì)與Franklin等人提出，

 

（一）斯梯尼(Stini)分類

 

根據(jù)巷道圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行分類,，如表5-2所示,。

 

（二）前蘇聯(lián)巴庫(kù)地鐵分類

 

根據(jù)巖石抗壓強(qiáng)度、工程地質(zhì)條件和開挖時(shí)巖體穩(wěn)定破壞現(xiàn)象，分四類,，并有相應(yīng)的施工措施,，見表5-3

 

巖石硬度分級(jí)

 

巖石級(jí)別

 

堅(jiān)固程度

 

代表性巖石

 

I

 

最堅(jiān)固

 

最堅(jiān)固、致密,、有韌性的石英巖,、玄武巖和其它各種特別堅(jiān)固的巖石。（f=20）

 

II

 

很堅(jiān)固

 

很堅(jiān)固的花崗巖,、石英斑巖,、硅質(zhì)片巖、較堅(jiān)固的石英巖,、最堅(jiān)固的砂巖和石灰?guī)r,。（f=15）

 

III

 

堅(jiān)固

 

致密的花崗巖、很堅(jiān)固的砂巖和石灰?guī)r,、石英礦脈,、堅(jiān)固的礫巖、很堅(jiān)固的鐵礦石,。（f=10）

 

IIIa

 

堅(jiān)固

 

堅(jiān)固的砂巖,、石灰?guī)r、大理石,、白云巖,、黃鐵礦、不堅(jiān)固的花崗巖,。（f=8）

 

IV

 

比較堅(jiān)固

 

一般的砂巖,、鐵礦石。（f=6）

 

IVa

 

比較堅(jiān)固

 

砂質(zhì)頁(yè)巖,、頁(yè)巖質(zhì)砂巖,。（f=5）

 

V

 

中等堅(jiān)固

 

堅(jiān)固的泥質(zhì)頁(yè)巖、不堅(jiān)固的砂巖和石灰?guī)r,、軟礫石,。（f=4）

 

Va

 

中等堅(jiān)固

 

各種不堅(jiān)固的頁(yè)巖、致密的泥灰?guī)r,。（f=3）

 

VI

 

比較軟

 

軟弱頁(yè)巖,、很軟的石灰?guī)r、白堊,、鹽巖,、石膏、無煙煤,、破碎的砂巖和石質(zhì)土壤,。（f=2）

 

VIa

 

比較軟

 

碎石質(zhì)土壤,，破碎的頁(yè)巖,，粘結(jié)成塊的礫石,、碎石，堅(jiān)固的煤,，硬化的粘土,。（f=1.5）

 

VII

 

軟

 

軟致密粘土、較軟的煤,、堅(jiān)固的沖擊土層,、粘土質(zhì)土壤。（f=1）

 

VIIa

 

軟

 

軟砂質(zhì)粘土,、礫石,，黃土。（f=0.8）

 

VIII

 

土狀

 

腐殖土,，泥煤,，軟沙質(zhì)土壤，濕砂,。（f=0.6）

 

IX

 

松散的

 

砂,，山礫堆積，細(xì)礫石,，松土,，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?cè)陂L(zhǎng)期的實(shí)踐中認(rèn)識(shí)到,，有些巖石不容易破壞,，有一些則難以破碎，難以破碎的巖石一般也難以鑿巖,，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,。因此人們就用巖石的堅(jiān)固性這個(gè)概念來表示巖石在破碎時(shí)的難易程度,。

 

堅(jiān)固性大小用堅(jiān)固性系數(shù)來表示又叫硬度系數(shù)，也叫普氏硬度系數(shù)（f值）,。

 

堅(jiān)固性系數(shù)f=R/100(R單位 Kg/cm2) R-巖石標(biāo)準(zhǔn)試樣的單向極限抗壓強(qiáng)度值,。如：

 

①　極堅(jiān)固巖石f=15~20（堅(jiān)固的花崗巖、石英巖,、石灰?guī)r等）

 

②　堅(jiān)固巖石f=8~10（不堅(jiān)固的花崗巖,，堅(jiān)固的砂巖等）

 

③　中等堅(jiān)固巖石f=4~6（普通砂巖，鐵礦等）

 

④　不堅(jiān)固巖石f=0.8~3（如黃土，僅為0.3）

 

礦巖的堅(jiān)固性也是一種抵抗外力的性質(zhì),，但它與礦巖的強(qiáng)度卻是兩種不同的概念,。強(qiáng)度是指礦巖

 

抗壓縮、拉伸,、彎曲及剪切等單向作用的性能,，而堅(jiān)固性所抵抗的外力卻是一種綜合的外力（如抵抗鍬、鎬,、機(jī)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,，它只表示硬度由小到大的順序,，不表示軟硬的程度。后面的礦物可以劃破前面礦物的表面,。一般莫氏硬度按10級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的莫氏硬度計(jì)確定,，后來因?yàn)槌霈F(xiàn)了一些人工合成的硬度大的材料，又將莫氏硬度分為15級(jí),。

 

維氏硬度

 

在陶瓷材料的研究中,，精確測(cè)定材料的硬度，通常在維氏顯微硬度計(jì)上進(jìn)行,。

 

巖石分級(jí)

 

巖石可分三大類：1,、巖漿巖（噴出巖）2、沉積巖 3,、變質(zhì)巖

 

1,、 巖漿巖主要有：花崗巖、安山巖,、閃長(zhǎng)巖,、流紋巖、玄武巖,、輝長(zhǎng)巖等,。

 

2、 沉積巖主要有：石英砂巖,、石灰礫巖,、泥鐵巖、白云巖,、泥巖,、石膏等。

 

3,、 變質(zhì)巖主要有：片麻巖,、綠泥石片巖,、千枚巖、大理巖,、云母片巖等,。

 

雖然巖石的面貌是千變?nèi)f化的，但是從它們的形成環(huán)境,，也就是從成因上來劃分，可以把巖石分為三大類：沉積巖,、巖漿巖和變質(zhì)巖

 

1,、 沉積巖：沉積巖是在地表或近地表不太深的地方形成的一種巖石類型，它是由風(fēng)化產(chǎn)物,、火山物質(zhì),、有機(jī)物質(zhì)等碎屑物質(zhì)在常溫常壓下經(jīng)過搬運(yùn)、沉積和石化作用,，最后形成的巖石,。不論哪種方式形成的碎屑物質(zhì)都要經(jīng)過搬運(yùn)過程，然后在合適的環(huán)境中沉積下來,，經(jīng)過漫長(zhǎng)的壓實(shí)作用,，石化成堅(jiān)硬的沉積巖。沉積巖依照沉積物顆粒的大小又分礫巖,、砂巖,、頁(yè)巖、石灰?guī)r,。沉積巖的形成：1,、風(fēng)化侵蝕：在河流上的大石頭，經(jīng)年累月被侵蝕風(fēng)華,，逐漸崩解成小的泥沙,、碎屑。2,、搬運(yùn)：這些碎屑被水流從上游搬運(yùn)到下游,。3、堆積：下游流速減緩,，搬運(yùn)力減小,，巖石碎屑便沉積下來。4,、壓密：新的沉積物壓在舊的沉積物上,，時(shí)間久了，底下的沉積物被壓得較緊實(shí),。5,、膠結(jié)：地下水經(jīng)過沉積物的孔隙,，帶來的礦物質(zhì)填滿孔隙，使巖石碎屑顆粒緊緊膠結(jié)在一起,，形成沉積巖,。6、露出：沉積在海底的沉積巖層在板塊運(yùn)動(dòng)的推擠下拱出海面,，露出地表,。

 

2、 巖漿巖：巖漿巖也叫火成巖,，是在地殼深處或上地幔中形成的巖漿,，在侵入到地殼上部或者噴出地表冷卻凝固并經(jīng)過結(jié)晶作用形成的巖石。因?yàn)樗纬傻臈l件和沉積巖差別很大,，因此它的特點(diǎn)也與沉積巖明顯不同,。巖漿巖又分安山巖、玄武巖,、花崗巖,。有地底巖漿冷卻凝固形成。由于巖漿成分和冷卻方式不同,，便形成不同的火成巖,。巖漿巖的形成：1、安山巖：巖漿由火山口噴出地面,，快速冷卻形成,。2、玄武巖：巖漿經(jīng)由緩和噴發(fā)漫流而出,，逐漸冷凝形成的,。3、花崗巖：巖漿并不噴出地面,，而是在地下慢慢冷卻形成的,。

 

3、 變質(zhì)巖：在地殼形成和發(fā)展過程中,，早先形成的巖石,，包括沉積巖、巖漿巖,，由于后來地質(zhì)環(huán)境和物理化學(xué)條件的變化,，在固態(tài)情況下發(fā)生了礦物組成調(diào)整、結(jié)構(gòu)構(gòu)造改變甚至化學(xué)成分的變化,，從而形成一種新的巖石,，這種巖石被稱為變質(zhì)巖。變質(zhì)巖是大陸地殼中最主要的巖石類型之一,。變質(zhì)巖又分板巖,、片巖,、片麻巖、大理石,。變質(zhì)巖的形成：1,、為變質(zhì)前的巖層：由于沉積或火山作用，堆積出一層層巖層,。2,、擠壓巖層：在強(qiáng)大壓力和摩擦力作用下，產(chǎn)生溫度和壓力,，使得深埋在地下巖石發(fā)生變質(zhì)作用,。3、變質(zhì)成新巖石：巖石里分散排布的礦物結(jié)晶會(huì)呈規(guī)矩排列,，或生出新礦物來，而變成各種新的變質(zhì)巖,。

 

在全球陸地表面,，沉積巖覆蓋了75%，巖漿巖和變質(zhì)巖占陸地面積1/4,。但是到了地下深處,，沉積巖逐漸變成了少數(shù)民族。在整個(gè)地殼中,，沉積巖只占地殼體積的8%,，變質(zhì)巖占了27%，剩下的65%都是巖漿巖,。

 

序號(hào)

 

金剛石復(fù)合片鉆頭

 

適應(yīng)地層

 

累計(jì)進(jìn)尺