第一章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)課件

緒論回顧背景知識(shí)（我國煤炭工業(yè)和井巷施工技術(shù)的發(fā)展）井巷工程的幾個(gè)概念《井巷工程》課程簡介緒論回顧背景知識(shí)（我國煤炭工業(yè)和井巷施工技術(shù)的發(fā)展）1第1章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)井巷工程第1章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)井巷工程21巖石性質(zhì)與工程分級(jí)引子井巷施工最基本的工作——破巖與井巷維護(hù)為什么要了解巖石與巖體的物理力學(xué)性質(zhì)?如何在開挖和支護(hù)中利用巖石的強(qiáng)度？為什么要對巖石進(jìn)行工程分級(jí)?1巖石性質(zhì)與工程分級(jí)引子3第1章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)1.1概述1.2巖石的物理性質(zhì)1.3巖石的力學(xué)性質(zhì)1.4巖石的工程分級(jí)

習(xí)題第1章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)1.1概述1.241.1概述（1）巖石——組成地殼的基本物質(zhì)，由礦物或巖屑在地質(zhì)作用下按一定規(guī)律而形成的自然地質(zhì)體，包括巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖。“兩相”、“三相”?！白顝?fù)雜的材料之一”巖石的性質(zhì)：與其礦物組成有關(guān)，與結(jié)構(gòu)、構(gòu)造有關(guān)。（2）巖體——地下工程周圍較大范圍內(nèi)的自然地質(zhì)體。

特點(diǎn)：非均質(zhì)、各向異性、不連續(xù)、賦存地質(zhì)因子。（3）巖塊——從地殼中切取出來的小塊體，不包含軟弱面（巖體中的地質(zhì)遺跡、層理、節(jié)理、斷層、裂隙面），近似認(rèn)為各向同性的連續(xù)介質(zhì)1.1概述（1）巖石51.1概述（4）弱面：——層理、節(jié)理、斷面及裂隙面與所研究巖體的巖塊比較,具有強(qiáng)度低、易變形的特點(diǎn),稱為弱面。巖體與巖塊的差異：巖體的強(qiáng)度小，巖塊的強(qiáng)度大；巖塊的各向同性與巖體的各向異性。巖石是不分巖塊和巖體的泛稱。（5）圍巖——井巷附近受到擾動(dòng)的巖體。1.1概述（4）弱面：6巖塊：巖塊：7巖體巖體8（6）表土：——覆蓋在地殼上部的第三紀(jì)、第四紀(jì)沉積物,如黃土、粘土、流砂、淤泥、礫石的統(tǒng)稱。（7）基巖：——表土以下的固結(jié)性巖石統(tǒng)稱為基巖。（8）煤系地層：——煤層周圍一定范圍內(nèi)的地層。多為沉積巖，如砂巖、灰?guī)r、頁巖、泥巖等。1.1概述（6）表土：1.1概述9表土和基巖表土和基巖101.2.1巖石的相對密度和密度1.2.2巖石的孔隙性1.2.3巖石的水理性質(zhì)1.2.4巖石的碎脹性

1.2巖石的物理性質(zhì)1.2.1巖石的相對密度和密度1.2巖石的物理性質(zhì)11

1）相對密度(曾稱比重)巖石的相對密度是指巖石固體實(shí)體積(不包括孔隙體積)的質(zhì)量與同體積水的質(zhì)量的比值。計(jì)算公式為：式中：

d—巖石的相對密度(無量綱量);G—絕對干燥時(shí)體積為VC的巖石質(zhì)量，g；

VC—巖石固體實(shí)體積(不包括孔隙體積)，cm3；ρW—水的密度，g／cm3。1.2.1巖石的相對密度和密度

1）相對密度(曾稱比重)1.2.1巖石的相對密度122）密度ρ巖石單位體積〈包括巖石內(nèi)孔隙體積在內(nèi)〉的質(zhì)量，又稱質(zhì)量密度ρ，具有干密度與濕密度之分。a

干密度：是單位體積巖石絕對干燥后的質(zhì)量。b

濕密度：是天然含水或飽和水狀態(tài)下的密度。3）重度（容重）γ

：指單位體積巖石所受的重力，又稱重力密度。γ=ρg

1.2.1巖石的相對密度和密度2）密度ρ1.2.1巖石的相對密度和密度131.2.2巖石的孔隙性巖石的孔隙性——是指巖石的孔隙和裂隙的發(fā)育程度，常用孔隙度（率）n和孔隙比e來表示。1）孔隙度n巖石試件內(nèi)各種孔隙、裂隙的體積之和與試件總體積之比。2）孔隙比e巖石試件內(nèi)各種孔隙、裂隙的體積總和與試件內(nèi)固體礦物體積之比。1.2.2巖石的孔隙性巖石的孔隙性141.2.2巖石的孔隙性3）孔隙度n和孔隙比e的關(guān)系4）孔隙性的作用——對巖石其它性質(zhì)有顯著影響，如：密度和強(qiáng)度；風(fēng)化程度，透水性，力學(xué)強(qiáng)度等。1.2.2巖石的孔隙性3）孔隙度n和孔隙比e的關(guān)系4）孔15

吸水、透水、軟化、溶蝕、膨脹、崩解。1）巖石的吸水率w：—巖石試件在大氣壓力下吸入水的質(zhì)量g與試件烘干質(zhì)量G之比。*表1-1列出一些巖石的比重、密度、孔隙比和吸水率等指標(biāo)1.2.3巖石的水理性質(zhì)吸水、透水、軟化、溶蝕、膨脹、崩解。1.2.3巖16第一章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)課件171.2.3巖石的水理性質(zhì)2）巖石的軟化性：巖石浸水飽和后強(qiáng)度降低的性質(zhì)，稱為軟化性，用軟化系數(shù)k表示。k定義為水飽和巖石試件的單向抗壓強(qiáng)度(Rb)與干燥試件的單向抗壓強(qiáng)度(Rc)的比值，即表1.2（7頁）1.2.3巖石的水理性質(zhì)2）巖石的軟化性：表1.2（7181.2.4巖石的碎脹性（1）碎脹性：巖石破碎后因孔隙或裂隙增多而總體積增大的性質(zhì)。（2）碎脹系數(shù)K：巖石破碎后的總體積V1與原巖破碎前整體狀態(tài)下的體積V之比。1.2.4巖石的碎脹性（1）碎脹性：19（3）影響碎脹系數(shù)大小的因素巖石的物理性質(zhì)、破碎后的塊度大小及其排列狀態(tài)。（4）殘余碎脹系數(shù)K'—巖石破碎后經(jīng)過壓實(shí)的總體積V1

'與原巖破碎前整體狀態(tài)下的體積V之比。（5）碎脹系數(shù)的意義選擇裝巖、運(yùn)輸、提升設(shè)備；爆破空間大??；直接頂垮落后的高度。1.2.4巖石的碎脹性（3）影響碎脹系數(shù)大小的因素1.2.4巖石的碎脹性201.2.4巖石的碎脹性（6）巖石的碎脹應(yīng)變（體積應(yīng)變）幾種巖石的體積應(yīng)變數(shù)據(jù)，見表1.4（第8頁）1.2.4巖石的碎脹性（6）巖石的碎脹應(yīng)變（體積應(yīng)變）211.3巖石的力學(xué)性質(zhì)外載作用下：“變形”、“破壞”、“運(yùn)動(dòng)”。1.3.1巖石的變形特征1.3.2巖石的強(qiáng)度特征1.3.3巖石的硬度1.3.4巖石的可鉆性與可爆性1.3巖石的力學(xué)性質(zhì)外載作用下：“變形”、“破壞”、221.3.1巖石的變形特征*荷載（力）與應(yīng)力：*變形與應(yīng)變：*應(yīng)力與應(yīng)變：*剛度：或力學(xué)性能的幾個(gè)關(guān)系：1.3.1巖石的變形特征*荷載（力）與應(yīng)力：*變形與應(yīng)231.3.1巖石的變形特征1）巖石的彈性和塑性巖石是兼有彈性和塑性的材料。巖石受力后既可能出現(xiàn)彈性變形，也可能出現(xiàn)塑性變形，而且彈性變形和塑性變形往往同時(shí)出現(xiàn)。巖石的彈性是指在力的作用下，巖石改變形狀和體積，而卸載后能完全恢復(fù)其原始狀態(tài)的性質(zhì)。如煤化程度較高的煤、砂巖、礫巖、石灰?guī)r都具有較好的彈性。塑性是指在力的作用下，巖石改變形狀和體積，而卸載后仍保留殘余變形的性質(zhì)。如頁巖、粘土巖塑性比較強(qiáng)。巖石的變形特性用巖石的彈性模量E、變形模量EB以及泊松比μ等參數(shù)來表示。1.3.1巖石的變形特征1）巖石的彈性和塑性24表1-3幾種巖石的彈性模量和泊松比表1-3幾種巖石的彈性模量和泊松比251.3.1巖石的變形特征2）巖石的脆性和流變性巖石的脆性是指巖石在破裂前幾乎沒有或僅有很短的塑性階段。如煤化程度較高的煤、砂巖、石灰?guī)r都具有脆性。流變：通常把隨時(shí)間因素而變化的應(yīng)力應(yīng)變現(xiàn)象統(tǒng)稱為流變。許多巖石有流變性，而不同巖石的流變性差異很大。流變性表現(xiàn)在蠕變和松弛兩個(gè)方面。蠕變是在應(yīng)力一定的條件下，變形隨時(shí)間的持續(xù)而逐漸增長；松弛是在變形量一定的條件下，應(yīng)力隨時(shí)間的持續(xù)而逐漸減少。1.3.1巖石的變形特征2）巖石的脆性和流變性26㈠靜載荷下巖石的變形特征（單向壓縮）1.3.1巖石的變形特征⑴應(yīng)力應(yīng)變曲線⑵體積應(yīng)變⑶三種破壞形式㈠靜載荷下巖石的變形特征（單向壓縮）1.3.1巖石的變形27⑴應(yīng)力應(yīng)變曲線I—OA階段裂隙壓密閉合階段

Ⅱ—AB階段線彈性階段

Ⅲ—BC段破裂發(fā)展階段或稱變形屈服階段

Ⅳ一CD段軟化階段

⑴應(yīng)力應(yīng)變曲線I—OA階段裂隙壓密閉合階段Ⅱ—AB階段28靜荷載下巖石變形特征*一般巖石在室溫和大氣壓條件下的單向壓縮試驗(yàn)曲線（P9圖1-1）a、Ⅰ—OA段：σ～ε曲線斜率逐漸增大；稱為“裂隙壓密閉合階段”（變彈模）。b、Ⅱ—AB段：σ～ε曲線近似直線；稱為“線彈性階段”。c、Ⅲ—BC段：σ～ε曲線的斜率逐漸縮??；稱為“破裂發(fā)展階段”，達(dá)到極限C。d、Ⅳ—CD段：剛性試驗(yàn)機(jī)時(shí)可見σ～ε曲線上應(yīng)力隨應(yīng)變而下降直至D，這說明了什么？*CD曲線的存在——說明巖石在達(dá)到極限強(qiáng)度后，仍然具有相當(dāng)?shù)某休d能力。靜荷載下巖石變形特征29

⑵體積應(yīng)變

—巖石的體積改變量ΔV與原體積V的比值,也稱體積改變率。一般巖石具有在彈性階段體積變小和塑性階段體積增大的特點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)在附近。巖石在塑性階段體積增大的性質(zhì)稱為擴(kuò)容現(xiàn)象,對于研究巷道變形和圍巖對支護(hù)造成的壓力等問題有重要意義。圖1.1（9頁）⑵體積應(yīng)變

—巖石的體積改變量ΔV與原體積V的比值,也30⑶三種破壞形式脆性破壞：永久變形或全變形小于3%者為脆性破壞。具有這種特性的巖石稱為脆性巖石；塑性破壞：永久變形或全變形大于5%者塑性破壞。具有這種特性的巖石稱為塑性巖石；過度狀態(tài)：永久變形或全變形在3%到5%之間。⑶三種破壞形式脆性破壞：31(4)有圍壓作用時(shí)的巖石變形特性圖1.2（10頁）破壞前的應(yīng)變增加；脆性塑性，出現(xiàn)硬化現(xiàn)象；變形模量和泊松比有一定程度提高。(4)有圍壓作用時(shí)的巖石變形特性圖1.2（10頁）32（二）動(dòng)載荷下巖石變形特征*動(dòng)荷載—外荷載不是常數(shù)，而是時(shí)間的函數(shù)。如沖擊鑿巖和爆破落巖等，如圖1－2所示為鑿巖機(jī)活塞沖擊釬尾時(shí)，作用力隨時(shí)間變化的實(shí)測曲線。從圖可見，作用力在幾十微秒內(nèi)零驟增到數(shù)萬牛頓，再經(jīng)數(shù)百微秒重新下降到零。（二）動(dòng)載荷下巖石變形特征33第一章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)課件34ΔL—質(zhì)點(diǎn)擾動(dòng)位移，CP—質(zhì)點(diǎn)擾動(dòng)的傳播速度（波速），Δt—波的傳播時(shí)間，CPΔt—在Δt時(shí)間內(nèi)的變形范圍。

F⑵巖石在動(dòng)荷載作用下的變形特征

ΔLΔL—質(zhì)點(diǎn)擾動(dòng)位移，F(xiàn)⑵巖石在動(dòng)荷載作用下的變形特征ΔL35*動(dòng)荷載下巖石變形特征：

a在動(dòng)荷載作用下，巖石變形不是整體的均勻變形；b質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度也不是整體一致的?！白冃魏退俣取倍加幸粋€(gè)傳播的過程。*表1－3列出了幾種材料的密度、縱波波速及波阻抗值。*動(dòng)荷載下巖石變形特征：36表面波(勒夫波)：沿介質(zhì)邊界傳播c；體積波：在介質(zhì)內(nèi)部傳播，分為橫波和縱波橫波：介質(zhì)振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直，產(chǎn)生剪切變形b；縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向一致，產(chǎn)生壓縮、拉伸變形a；瑞利波：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓的波，為地震波的主要形式d⑶波的反射和透射表面波(勒夫波)：沿介質(zhì)邊界傳播c；⑶波的反射和透射37波阻抗ρcp

—介質(zhì)密度與縱波速度的乘積，它表示介質(zhì)對應(yīng)力波傳播的阻尼作用。*表1－3列出了幾種材料的密度、縱波波速及波阻抗值。波阻抗ρcp38第一章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)課件39巖石強(qiáng)度：—在外荷載作用下巖石抵抗破壞的能力（靜、動(dòng)荷載作用）。*瞬時(shí)強(qiáng)度—巖石在動(dòng)荷載作用下的強(qiáng)度，又叫動(dòng)荷載強(qiáng)度*長時(shí)強(qiáng)度—巖石在靜荷載作用下的強(qiáng)度的強(qiáng)度，又叫做靜荷載強(qiáng)度

表1－5列出了幾種巖石的動(dòng)靜荷載強(qiáng)度值1.3.2巖石的強(qiáng)度特征巖石強(qiáng)度：1.3.2巖石的強(qiáng)度特征40（一）靜荷載下巖石的強(qiáng)度特征

（1）靜荷載下巖石大多表現(xiàn)為脆性破壞。（2）同一種巖石的強(qiáng)度并非常數(shù)。（3）不同受力狀態(tài)下巖石的各種強(qiáng)度極限相差懸殊。a、從荷載性質(zhì)來看：單向抗壓強(qiáng)度>單向抗剪強(qiáng)度>單向抗彎強(qiáng)度>單向抗拉強(qiáng)度；b、從應(yīng)力狀態(tài)來看：三向抗壓強(qiáng)度>雙向抗壓強(qiáng)度>單向抗壓強(qiáng)度；*部分巖石強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果列于表1－4（一）靜荷載下巖石的強(qiáng)度特征41單向抗壓強(qiáng)度RC、單向抗剪強(qiáng)度τ、單向抗拉強(qiáng)度Rt之間有下列關(guān)系：（一）靜荷載下巖石的強(qiáng)度特征單向抗壓強(qiáng)度RC、單向抗剪強(qiáng)度τ、單向抗拉強(qiáng)度Rt之間有下列42第一章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)課件43（二）動(dòng)荷載下巖石的強(qiáng)度特征

動(dòng)載：隨著時(shí)間變化。（1）外部動(dòng)荷載解除，質(zhì)點(diǎn)由運(yùn)動(dòng)恢復(fù)到靜止?fàn)顟B(tài)需要一個(gè)持續(xù)過程，而非立即恢復(fù)到位。（2）巖石的動(dòng)荷載強(qiáng)度（瞬時(shí)強(qiáng)度）大于靜荷載強(qiáng)度（長時(shí)強(qiáng)度）。（3）分析圍巖穩(wěn)定性時(shí)，靜載強(qiáng)度；分析開挖問題時(shí)，動(dòng)載強(qiáng)度。（二）動(dòng)荷載下巖石的強(qiáng)度特征44第一章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)課件45（三）強(qiáng)度理論強(qiáng)度理論（強(qiáng)度準(zhǔn)則）1）莫爾-庫倫強(qiáng)度準(zhǔn)則思想：在不同正應(yīng)力和剪應(yīng)力的組合下發(fā)生破壞圖1.4~1.5（13頁）不足；破壞機(jī)理；中間主應(yīng)力。2）格里菲斯強(qiáng)度準(zhǔn)則思想：破裂原因；裂紋擴(kuò)展方向；裂紋擴(kuò)展所需能量。（三）強(qiáng)度理論強(qiáng)度理論（強(qiáng)度準(zhǔn)則）46*硬度—抵抗其它較硬物體侵入的能力。根據(jù)試驗(yàn)方式可分為：

（1）靜壓入硬度：采用底面積為1～5mm2的圓柱形平底壓模壓入巖石試件，該巖石產(chǎn)生脆性破壞或屈服時(shí)的強(qiáng)度，作為巖石的硬度指標(biāo)。（2）回彈硬度：以重物落于巖石表面后回彈高度來表示，常用回彈儀即施米特錘。1.3.3巖石的硬度*硬度1.3.3巖石的硬度47*巖石的可鉆性—表示巖石鉆眼難易程度，是巖石的物理力學(xué)性質(zhì)在鉆眼條件下的綜合反映。*巖石的可爆性—表示巖石爆破難易程度，是巖石的物理力學(xué)性質(zhì)在爆破條件下的綜合反映。*巖石的可鉆性和可爆性度量——常用工藝性指標(biāo)來表示。1.3.4巖石的可鉆性與可爆性*巖石的可鉆性1.3.4巖石的可鉆性與可爆性48巖石的可鉆性：鉆速；鉆每米炮眼所需時(shí)間；鉆頭在變鈍之前的進(jìn)尺；鉆每米炮眼磨鈍的釬頭數(shù)等。巖石的可爆性：爆破單位體積巖石所消耗的炸藥；爆破單位體積巖石所需的炮眼長度；單位重量的炸藥的爆破量；每米炮眼的爆破量等。巖石的可鉆性：491.4.1巖石工程分級(jí)概述巖石—“最復(fù)雜的材料”。巖塊、結(jié)構(gòu)面、地質(zhì)環(huán)境等。分級(jí)的目的：給出具有代表性的、單一的性質(zhì)參數(shù)，以便能正確地進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，合理地選用施工方法、施工設(shè)備、機(jī)具與器材，準(zhǔn)確的制定生產(chǎn)定額和材料消耗定額等。1.4巖石的工程分級(jí)1.4.1巖石工程分級(jí)概述1.4巖石的工程分級(jí)501）普氏分級(jí)法2）中國煤炭部門圍巖分類法3）巖石質(zhì)量指標(biāo)（RQD）分類4）Q分類5）圍巖松動(dòng)圈分類1.4.2工程分級(jí)方法1）普氏分級(jí)法1.4.2工程分級(jí)方法51

1）普氏分級(jí)法

普羅托奇雅克諾夫1926年提出用“堅(jiān)固性”作為巖石工程分級(jí)的依據(jù)，即用一個(gè)綜合性指標(biāo)“堅(jiān)固性系數(shù)f”來表示巖石破壞的相對難易程度。f=Rc/10據(jù)f值，分為十級(jí)十五種（如表1-6所示）。*Ⅰ級(jí)巖石···（最堅(jiān)固，如石英、玄武巖）···普氏系數(shù)f＝20*Ⅴ級(jí)巖石···（中等堅(jiān)固，如頁巖）········普氏系數(shù)f＝3～4*Ⅵ級(jí)巖石···（如無煙煤）···················普氏系數(shù)f＝2*Ⅵa級(jí)巖石···（如堅(jiān)固煙煤）···············普氏系數(shù)f＝1.5*Ⅶ級(jí)巖石···（如軟的煙煤）················普氏系數(shù)f＝1.0*Ⅸ級(jí)巖石···（如采下的煤）················普氏系數(shù)f＝0.51）普氏分級(jí)法52第一章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)課件53第一章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)課件54普氏巖石分級(jí)法的不足：沒有反映巖體的特征。井巷圍巖穩(wěn)定性主要取決于巖體的結(jié)構(gòu)和巖石的強(qiáng)度，而不只是巖石試件的強(qiáng)度，因此，國內(nèi)外提出了各種“巖石工程分類方法”。普氏巖石分級(jí)法的不足：55根據(jù)井巷錨噴支護(hù)設(shè)計(jì)與施工需要，按照煤礦巖層的特點(diǎn)，分為五類，如表1-7所示。Ⅰ類穩(wěn)定巖層：完整、堅(jiān)硬，層間膠結(jié)好，Rb（飽和抗壓強(qiáng)度）>60Mpa；

Ⅱ類較穩(wěn)定~：完整、比較堅(jiān)硬，層間膠結(jié)較好，Rb＝40～60Mpa；

Ⅲ類中等穩(wěn)定~：完整、中硬，夾有軟弱夾層Rb＝20~40Mpa；

Ⅳ類穩(wěn)定性較差~：較軟的完整巖層Rb<20Mpa；

Ⅴ類不穩(wěn)定~：易風(fēng)化潮解剝落的軟巖和各類破碎巖層。2）中國煤炭部門圍巖分類法根據(jù)井巷錨噴支護(hù)設(shè)計(jì)與施工需要，按照煤礦巖層的特點(diǎn)，分為五類56表1.7煤炭行業(yè)巖石分類表表1.7煤炭行業(yè)巖石分類表57巖層描述：*巖體結(jié)構(gòu)——完整的；層狀的；塊狀的；破碎的。

完整的—層理和裂隙的間距大于1.5m；層狀的—層間距小于1.5m；塊狀的—節(jié)理裂隙間距小于1.5m，大于0.3m；破碎的—節(jié)理裂隙間距小于0.3m。*巖層強(qiáng)度描述：Rb—單軸飽和抗壓強(qiáng)度（較軟）20；（中硬）40；（較硬）60；（堅(jiān)硬）*層間膠結(jié)：膠結(jié)好，較好，少數(shù)軟巖夾層，軟巖。*當(dāng)?shù)叵滤绊憞鷰r穩(wěn)定性時(shí)，考慮適當(dāng)降級(jí)。巖層描述：*巖體結(jié)構(gòu)——完整的；層狀的；塊狀的；58巷道開挖后的穩(wěn)定狀態(tài)（跨度3-5m）I：圍巖穩(wěn)定，長期不掉塊；II：圍巖較穩(wěn)定，較長時(shí)間不支護(hù)會(huì)有掉小塊；III：一個(gè)月以上穩(wěn)定，局部掉塊；IV：暫時(shí)穩(wěn)定，幾天后冒落；V：瞬時(shí)穩(wěn)定，易產(chǎn)生冒頂片幫，隨挖隨冒。巷道開挖后的穩(wěn)定狀態(tài)（跨度3-5m）I：圍巖穩(wěn)定，長期不掉塊59

RQD：鉆探時(shí)將鉆孔中直接獲取的長度大于10cm的堅(jiān)硬完整巖芯的累計(jì)長度，與鉆孔總進(jìn)尺之比，即：具體分類指標(biāo)如下：優(yōu)質(zhì)的·······RQD＝90~100良好的······RQD＝75~90好的·········RQD＝50～75差的·········RQD＝25～50很差的·······RQD＝0～253）巖石質(zhì)量指標(biāo)（RQD）分類(Deere提出)RQD：鉆探時(shí)將鉆孔中直接獲取的長度大于10cm的堅(jiān)60挪威NickBarton1974年提出的。考慮的因素：RQD、節(jié)理組數(shù)、節(jié)理面粗糙度、節(jié)理面蝕變程度、裂隙水以及地應(yīng)力。分為7類。A~G（1000~0.001）4）Q分類挪威NickBarton1974年提出的。615）圍巖松動(dòng)圈分類（1）圍巖松動(dòng)圈的形成：開挖后①應(yīng)力集中（升高、降低）；

②三向應(yīng)力變?yōu)閮上驊?yīng)力圍巖強(qiáng)度降低；應(yīng)力>強(qiáng)度圍巖破壞三向應(yīng)力平衡狀態(tài)。（2）特點(diǎn)：變形和強(qiáng)度軟化和殘余強(qiáng)度范圍。（3）測量：聲測、地質(zhì)雷達(dá)測量。5）圍巖松動(dòng)圈分類（1）圍巖松動(dòng)圈的形成：62圍巖類別松動(dòng)圈支護(hù)方法備注小I穩(wěn)定<40cm噴砼圍巖整體性好中II較穩(wěn)定~100錨，噴III一般~150錨，噴剛性支護(hù)局部破壞大IV一般不穩(wěn)定~200錨，噴，網(wǎng)剛性支護(hù)大面積破壞V不穩(wěn)定~300錨，噴，網(wǎng)圍巖變形有穩(wěn)定期VI極不穩(wěn)定>300二次支護(hù)無穩(wěn)定期（4）圍巖松動(dòng)圈分類圍巖類別松動(dòng)圈支護(hù)方法備注小I穩(wěn)定<40cm噴砼圍巖整體性635）圍巖松動(dòng)圈分類（5）圍巖松動(dòng)圈分類的特點(diǎn)：①松動(dòng)圈厚度是一個(gè)綜合指標(biāo)；②松動(dòng)圈厚度直觀，且容易測量；③分類和支護(hù)參數(shù)直接聯(lián)系，應(yīng)用方便。5）圍巖松動(dòng)圈分類（5）圍巖松動(dòng)圈分類的特點(diǎn)：64復(fù)習(xí)思考題巖石與巖塊的特點(diǎn)及其力學(xué)性質(zhì)差異？巖體、基巖、表土相對密度、密度、孔隙性、吸水率、軟化性巖石的碎脹性及其表示？在井巷工程實(shí)踐中有何意義？巖石靜載荷作用下變形特征，用單向壓縮實(shí)驗(yàn)曲線說明這個(gè)階段意義動(dòng)荷載下巖石的變形特征？巖石在動(dòng)荷載下的強(qiáng)度特征？巖石的可鉆性與可爆性？如何表示？巖石工程分級(jí)的目的與意義？巖石工程分級(jí)方法有幾種，什么是普氏系數(shù),普氏系數(shù)分級(jí)法及其的優(yōu)缺點(diǎn)。復(fù)習(xí)思考題巖石與巖塊的特點(diǎn)及其力學(xué)性質(zhì)差異？65本章小結(jié)1）巖石的幾個(gè)概念：巖石、巖塊、巖體等；2）巖石的物理性質(zhì)：密度、孔隙、水理、碎脹等3）巖石的力學(xué)性質(zhì)：

變形特征（曲線），強(qiáng)度特征，硬度等4）巖石的分級(jí)：目的、幾種方法本章小結(jié)1）巖石的幾個(gè)概念：66緒論回顧背景知識(shí)（我國煤炭工業(yè)和井巷施工技術(shù)的發(fā)展）井巷工程的幾個(gè)概念《井巷工程》課程簡介緒論回顧背景知識(shí)（我國煤炭工業(yè)和井巷施工技術(shù)的發(fā)展）67第1章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)井巷工程第1章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)井巷工程681巖石性質(zhì)與工程分級(jí)引子井巷施工最基本的工作——破巖與井巷維護(hù)為什么要了解巖石與巖體的物理力學(xué)性質(zhì)?如何在開挖和支護(hù)中利用巖石的強(qiáng)度？為什么要對巖石進(jìn)行工程分級(jí)?1巖石性質(zhì)與工程分級(jí)引子69第1章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)1.1概述1.2巖石的物理性質(zhì)1.3巖石的力學(xué)性質(zhì)1.4巖石的工程分級(jí)

習(xí)題第1章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)1.1概述1.2701.1概述（1）巖石——組成地殼的基本物質(zhì)，由礦物或巖屑在地質(zhì)作用下按一定規(guī)律而形成的自然地質(zhì)體，包括巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖。“兩相”、“三相”?！白顝?fù)雜的材料之一”巖石的性質(zhì)：與其礦物組成有關(guān)，與結(jié)構(gòu)、構(gòu)造有關(guān)。（2）巖體——地下工程周圍較大范圍內(nèi)的自然地質(zhì)體。

特點(diǎn)：非均質(zhì)、各向異性、不連續(xù)、賦存地質(zhì)因子。（3）巖塊——從地殼中切取出來的小塊體，不包含軟弱面（巖體中的地質(zhì)遺跡、層理、節(jié)理、斷層、裂隙面），近似認(rèn)為各向同性的連續(xù)介質(zhì)1.1概述（1）巖石711.1概述（4）弱面：——層理、節(jié)理、斷面及裂隙面與所研究巖體的巖塊比較,具有強(qiáng)度低、易變形的特點(diǎn),稱為弱面。巖體與巖塊的差異：巖體的強(qiáng)度小，巖塊的強(qiáng)度大；巖塊的各向同性與巖體的各向異性。巖石是不分巖塊和巖體的泛稱。（5）圍巖——井巷附近受到擾動(dòng)的巖體。1.1概述（4）弱面：72巖塊：巖塊：73巖體巖體74（6）表土：——覆蓋在地殼上部的第三紀(jì)、第四紀(jì)沉積物,如黃土、粘土、流砂、淤泥、礫石的統(tǒng)稱。（7）基巖：——表土以下的固結(jié)性巖石統(tǒng)稱為基巖。（8）煤系地層：——煤層周圍一定范圍內(nèi)的地層。多為沉積巖，如砂巖、灰?guī)r、頁巖、泥巖等。1.1概述（6）表土：1.1概述75表土和基巖表土和基巖761.2.1巖石的相對密度和密度1.2.2巖石的孔隙性1.2.3巖石的水理性質(zhì)1.2.4巖石的碎脹性

1.2巖石的物理性質(zhì)1.2.1巖石的相對密度和密度1.2巖石的物理性質(zhì)77

1）相對密度(曾稱比重)巖石的相對密度是指巖石固體實(shí)體積(不包括孔隙體積)的質(zhì)量與同體積水的質(zhì)量的比值。計(jì)算公式為：式中：

d—巖石的相對密度(無量綱量);G—絕對干燥時(shí)體積為VC的巖石質(zhì)量，g；

VC—巖石固體實(shí)體積(不包括孔隙體積)，cm3；ρW—水的密度，g／cm3。1.2.1巖石的相對密度和密度

1）相對密度(曾稱比重)1.2.1巖石的相對密度782）密度ρ巖石單位體積〈包括巖石內(nèi)孔隙體積在內(nèi)〉的質(zhì)量，又稱質(zhì)量密度ρ，具有干密度與濕密度之分。a

干密度：是單位體積巖石絕對干燥后的質(zhì)量。b

濕密度：是天然含水或飽和水狀態(tài)下的密度。3）重度（容重）γ

：指單位體積巖石所受的重力，又稱重力密度。γ=ρg

1.2.1巖石的相對密度和密度2）密度ρ1.2.1巖石的相對密度和密度791.2.2巖石的孔隙性巖石的孔隙性——是指巖石的孔隙和裂隙的發(fā)育程度，常用孔隙度（率）n和孔隙比e來表示。1）孔隙度n巖石試件內(nèi)各種孔隙、裂隙的體積之和與試件總體積之比。2）孔隙比e巖石試件內(nèi)各種孔隙、裂隙的體積總和與試件內(nèi)固體礦物體積之比。1.2.2巖石的孔隙性巖石的孔隙性801.2.2巖石的孔隙性3）孔隙度n和孔隙比e的關(guān)系4）孔隙性的作用——對巖石其它性質(zhì)有顯著影響，如：密度和強(qiáng)度；風(fēng)化程度，透水性，力學(xué)強(qiáng)度等。1.2.2巖石的孔隙性3）孔隙度n和孔隙比e的關(guān)系4）孔81

吸水、透水、軟化、溶蝕、膨脹、崩解。1）巖石的吸水率w：—巖石試件在大氣壓力下吸入水的質(zhì)量g與試件烘干質(zhì)量G之比。*表1-1列出一些巖石的比重、密度、孔隙比和吸水率等指標(biāo)1.2.3巖石的水理性質(zhì)吸水、透水、軟化、溶蝕、膨脹、崩解。1.2.3巖82第一章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)課件831.2.3巖石的水理性質(zhì)2）巖石的軟化性：巖石浸水飽和后強(qiáng)度降低的性質(zhì)，稱為軟化性，用軟化系數(shù)k表示。k定義為水飽和巖石試件的單向抗壓強(qiáng)度(Rb)與干燥試件的單向抗壓強(qiáng)度(Rc)的比值，即表1.2（7頁）1.2.3巖石的水理性質(zhì)2）巖石的軟化性：表1.2（7841.2.4巖石的碎脹性（1）碎脹性：巖石破碎后因孔隙或裂隙增多而總體積增大的性質(zhì)。（2）碎脹系數(shù)K：巖石破碎后的總體積V1與原巖破碎前整體狀態(tài)下的體積V之比。1.2.4巖石的碎脹性（1）碎脹性：85（3）影響碎脹系數(shù)大小的因素巖石的物理性質(zhì)、破碎后的塊度大小及其排列狀態(tài)。（4）殘余碎脹系數(shù)K'—巖石破碎后經(jīng)過壓實(shí)的總體積V1

'與原巖破碎前整體狀態(tài)下的體積V之比。（5）碎脹系數(shù)的意義選擇裝巖、運(yùn)輸、提升設(shè)備；爆破空間大??；直接頂垮落后的高度。1.2.4巖石的碎脹性（3）影響碎脹系數(shù)大小的因素1.2.4巖石的碎脹性861.2.4巖石的碎脹性（6）巖石的碎脹應(yīng)變（體積應(yīng)變）幾種巖石的體積應(yīng)變數(shù)據(jù)，見表1.4（第8頁）1.2.4巖石的碎脹性（6）巖石的碎脹應(yīng)變（體積應(yīng)變）871.3巖石的力學(xué)性質(zhì)外載作用下：“變形”、“破壞”、“運(yùn)動(dòng)”。1.3.1巖石的變形特征1.3.2巖石的強(qiáng)度特征1.3.3巖石的硬度1.3.4巖石的可鉆性與可爆性1.3巖石的力學(xué)性質(zhì)外載作用下：“變形”、“破壞”、881.3.1巖石的變形特征*荷載（力）與應(yīng)力：*變形與應(yīng)變：*應(yīng)力與應(yīng)變：*剛度：或力學(xué)性能的幾個(gè)關(guān)系：1.3.1巖石的變形特征*荷載（力）與應(yīng)力：*變形與應(yīng)891.3.1巖石的變形特征1）巖石的彈性和塑性巖石是兼有彈性和塑性的材料。巖石受力后既可能出現(xiàn)彈性變形，也可能出現(xiàn)塑性變形，而且彈性變形和塑性變形往往同時(shí)出現(xiàn)。巖石的彈性是指在力的作用下，巖石改變形狀和體積，而卸載后能完全恢復(fù)其原始狀態(tài)的性質(zhì)。如煤化程度較高的煤、砂巖、礫巖、石灰?guī)r都具有較好的彈性。塑性是指在力的作用下，巖石改變形狀和體積，而卸載后仍保留殘余變形的性質(zhì)。如頁巖、粘土巖塑性比較強(qiáng)。巖石的變形特性用巖石的彈性模量E、變形模量EB以及泊松比μ等參數(shù)來表示。1.3.1巖石的變形特征1）巖石的彈性和塑性90表1-3幾種巖石的彈性模量和泊松比表1-3幾種巖石的彈性模量和泊松比911.3.1巖石的變形特征2）巖石的脆性和流變性巖石的脆性是指巖石在破裂前幾乎沒有或僅有很短的塑性階段。如煤化程度較高的煤、砂巖、石灰?guī)r都具有脆性。流變：通常把隨時(shí)間因素而變化的應(yīng)力應(yīng)變現(xiàn)象統(tǒng)稱為流變。許多巖石有流變性，而不同巖石的流變性差異很大。流變性表現(xiàn)在蠕變和松弛兩個(gè)方面。蠕變是在應(yīng)力一定的條件下，變形隨時(shí)間的持續(xù)而逐漸增長；松弛是在變形量一定的條件下，應(yīng)力隨時(shí)間的持續(xù)而逐漸減少。1.3.1巖石的變形特征2）巖石的脆性和流變性92㈠靜載荷下巖石的變形特征（單向壓縮）1.3.1巖石的變形特征⑴應(yīng)力應(yīng)變曲線⑵體積應(yīng)變⑶三種破壞形式㈠靜載荷下巖石的變形特征（單向壓縮）1.3.1巖石的變形93⑴應(yīng)力應(yīng)變曲線I—OA階段裂隙壓密閉合階段

Ⅱ—AB階段線彈性階段

Ⅲ—BC段破裂發(fā)展階段或稱變形屈服階段

Ⅳ一CD段軟化階段

⑴應(yīng)力應(yīng)變曲線I—OA階段裂隙壓密閉合階段Ⅱ—AB階段94靜荷載下巖石變形特征*一般巖石在室溫和大氣壓條件下的單向壓縮試驗(yàn)曲線（P9圖1-1）a、Ⅰ—OA段：σ～ε曲線斜率逐漸增大；稱為“裂隙壓密閉合階段”（變彈模）。b、Ⅱ—AB段：σ～ε曲線近似直線；稱為“線彈性階段”。c、Ⅲ—BC段：σ～ε曲線的斜率逐漸縮??；稱為“破裂發(fā)展階段”，達(dá)到極限C。d、Ⅳ—CD段：剛性試驗(yàn)機(jī)時(shí)可見σ～ε曲線上應(yīng)力隨應(yīng)變而下降直至D，這說明了什么？*CD曲線的存在——說明巖石在達(dá)到極限強(qiáng)度后，仍然具有相當(dāng)?shù)某休d能力。靜荷載下巖石變形特征95

⑵體積應(yīng)變

—巖石的體積改變量ΔV與原體積V的比值,也稱體積改變率。一般巖石具有在彈性階段體積變小和塑性階段體積增大的特點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)在附近。巖石在塑性階段體積增大的性質(zhì)稱為擴(kuò)容現(xiàn)象,對于研究巷道變形和圍巖對支護(hù)造成的壓力等問題有重要意義。圖1.1（9頁）⑵體積應(yīng)變

—巖石的體積改變量ΔV與原體積V的比值,也96⑶三種破壞形式脆性破壞：永久變形或全變形小于3%者為脆性破壞。具有這種特性的巖石稱為脆性巖石；塑性破壞：永久變形或全變形大于5%者塑性破壞。具有這種特性的巖石稱為塑性巖石；過度狀態(tài)：永久變形或全變形在3%到5%之間。⑶三種破壞形式脆性破壞：97(4)有圍壓作用時(shí)的巖石變形特性圖1.2（10頁）破壞前的應(yīng)變增加；脆性塑性，出現(xiàn)硬化現(xiàn)象；變形模量和泊松比有一定程度提高。(4)有圍壓作用時(shí)的巖石變形特性圖1.2（10頁）98（二）動(dòng)載荷下巖石變形特征*動(dòng)荷載—外荷載不是常數(shù)，而是時(shí)間的函數(shù)。如沖擊鑿巖和爆破落巖等，如圖1－2所示為鑿巖機(jī)活塞沖擊釬尾時(shí)，作用力隨時(shí)間變化的實(shí)測曲線。從圖可見，作用力在幾十微秒內(nèi)零驟增到數(shù)萬牛頓，再經(jīng)數(shù)百微秒重新下降到零。（二）動(dòng)載荷下巖石變形特征99第一章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)課件100ΔL—質(zhì)點(diǎn)擾動(dòng)位移，CP—質(zhì)點(diǎn)擾動(dòng)的傳播速度（波速），Δt—波的傳播時(shí)間，CPΔt—在Δt時(shí)間內(nèi)的變形范圍。

F⑵巖石在動(dòng)荷載作用下的變形特征

ΔLΔL—質(zhì)點(diǎn)擾動(dòng)位移，F(xiàn)⑵巖石在動(dòng)荷載作用下的變形特征ΔL101*動(dòng)荷載下巖石變形特征：

a在動(dòng)荷載作用下，巖石變形不是整體的均勻變形；b質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度也不是整體一致的?！白冃魏退俣取倍加幸粋€(gè)傳播的過程。*表1－3列出了幾種材料的密度、縱波波速及波阻抗值。*動(dòng)荷載下巖石變形特征：102表面波(勒夫波)：沿介質(zhì)邊界傳播c；體積波：在介質(zhì)內(nèi)部傳播，分為橫波和縱波橫波：介質(zhì)振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直，產(chǎn)生剪切變形b；縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向一致，產(chǎn)生壓縮、拉伸變形a；瑞利波：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓的波，為地震波的主要形式d⑶波的反射和透射表面波(勒夫波)：沿介質(zhì)邊界傳播c；⑶波的反射和透射103波阻抗ρcp

—介質(zhì)密度與縱波速度的乘積，它表示介質(zhì)對應(yīng)力波傳播的阻尼作用。*表1－3列出了幾種材料的密度、縱波波速及波阻抗值。波阻抗ρcp104第一章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)課件105巖石強(qiáng)度：—在外荷載作用下巖石抵抗破壞的能力（靜、動(dòng)荷載作用）。*瞬時(shí)強(qiáng)度—巖石在動(dòng)荷載作用下的強(qiáng)度，又叫動(dòng)荷載強(qiáng)度*長時(shí)強(qiáng)度—巖石在靜荷載作用下的強(qiáng)度的強(qiáng)度，又叫做靜荷載強(qiáng)度

表1－5列出了幾種巖石的動(dòng)靜荷載強(qiáng)度值1.3.2巖石的強(qiáng)度特征巖石強(qiáng)度：1.3.2巖石的強(qiáng)度特征106（一）靜荷載下巖石的強(qiáng)度特征

（1）靜荷載下巖石大多表現(xiàn)為脆性破壞。（2）同一種巖石的強(qiáng)度并非常數(shù)。（3）不同受力狀態(tài)下巖石的各種強(qiáng)度極限相差懸殊。a、從荷載性質(zhì)來看：單向抗壓強(qiáng)度>單向抗剪強(qiáng)度>單向抗彎強(qiáng)度>單向抗拉強(qiáng)度；b、從應(yīng)力狀態(tài)來看：三向抗壓強(qiáng)度>雙向抗壓強(qiáng)度>單向抗壓強(qiáng)度；*部分巖石強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果列于表1－4（一）靜荷載下巖石的強(qiáng)度特征107單向抗壓強(qiáng)度RC、單向抗剪強(qiáng)度τ、單向抗拉強(qiáng)度Rt之間有下列關(guān)系：（一）靜荷載下巖石的強(qiáng)度特征單向抗壓強(qiáng)度RC、單向抗剪強(qiáng)度τ、單向抗拉強(qiáng)度Rt之間有下列108第一章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)課件109（二）動(dòng)荷載下巖石的強(qiáng)度特征

動(dòng)載：隨著時(shí)間變化。（1）外部動(dòng)荷載解除，質(zhì)點(diǎn)由運(yùn)動(dòng)恢復(fù)到靜止?fàn)顟B(tài)需要一個(gè)持續(xù)過程，而非立即恢復(fù)到位。（2）巖石的動(dòng)荷載強(qiáng)度（瞬時(shí)強(qiáng)度）大于靜荷載強(qiáng)度（長時(shí)強(qiáng)度）。（3）分析圍巖穩(wěn)定性時(shí)，靜載強(qiáng)度；分析開挖問題時(shí)，動(dòng)載強(qiáng)度。（二）動(dòng)荷載下巖石的強(qiáng)度特征110第一章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)課件111（三）強(qiáng)度理論強(qiáng)度理論（強(qiáng)度準(zhǔn)則）1）莫爾-庫倫強(qiáng)度準(zhǔn)則思想：在不同正應(yīng)力和剪應(yīng)力的組合下發(fā)生破壞圖1.4~1.5（13頁）不足；破壞機(jī)理；中間主應(yīng)力。2）格里菲斯強(qiáng)度準(zhǔn)則思想：破裂原因；裂紋擴(kuò)展方向；裂紋擴(kuò)展所需能量。（三）強(qiáng)度理論強(qiáng)度理論（強(qiáng)度準(zhǔn)則）112*硬度—抵抗其它較硬物體侵入的能力。根據(jù)試驗(yàn)方式可分為：

（1）靜壓入硬度：采用底面積為1～5mm2的圓柱形平底壓模壓入巖石試件，該巖石產(chǎn)生脆性破壞或屈服時(shí)的強(qiáng)度，作為巖石的硬度指標(biāo)。（2）回彈硬度：以重物落于巖石表面后回彈高度來表示，常用回彈儀即施米特錘。1.3.3巖石的硬度*硬度1.3.3巖石的硬度113*巖石的可鉆性—表示巖石鉆眼難易程度，是巖石的物理力學(xué)性質(zhì)在鉆眼條件下的綜合反映。*巖石的可爆性—表示巖石爆破難易程度，是巖石的物理力學(xué)性質(zhì)在爆破條件下的綜合反映。*巖石的可鉆性和可爆性度量——常用工藝性指標(biāo)來表示。1.3.4巖石的可鉆性與可爆性*巖石的可鉆性1.3.4巖石的可鉆性與可爆性114巖石的可鉆性：鉆速；鉆每米炮眼所需時(shí)間；鉆頭在變鈍之前的進(jìn)尺；鉆每米炮眼磨鈍的釬頭數(shù)等。巖石的可爆性：爆破單位體積巖石所消耗的炸藥；爆破單位體積巖石所需的炮眼長度；單位重量的炸藥的爆破量；每米炮眼的爆破量等。巖石的可鉆性：1151.4.1巖石工程分級(jí)概述巖石—“最復(fù)雜的材料”。巖塊、結(jié)構(gòu)面、地質(zhì)環(huán)境等。分級(jí)的目的：給出具有代表性的、單一的性質(zhì)參數(shù)，以便能正確地進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，合理地選用施工方法、施工設(shè)備、機(jī)具與器材，準(zhǔn)確的制定生產(chǎn)定額和材料消耗定額等。1.4巖石的工程分級(jí)1.4.1巖石工程分級(jí)概述1.4巖石的工程分級(jí)1161）普氏分級(jí)法2）中國煤炭部門圍巖分類法3）巖石質(zhì)量指標(biāo)（RQD）分類4）Q分類5）圍巖松動(dòng)圈分類1.4.2工程分級(jí)方法1）普氏分級(jí)法1.4.2工程分級(jí)方法117

1）普氏分級(jí)法

普羅托奇雅克諾夫1926年提出用“堅(jiān)固性”作為巖石工程分級(jí)的依據(jù)，即用一個(gè)綜合性指標(biāo)“堅(jiān)固性系數(shù)f”來表示巖石破壞的相對難易程度。f=Rc/10據(jù)f值，分為十級(jí)十五種（如表1-6所示）。*Ⅰ級(jí)巖石···（最堅(jiān)固，如石英、玄武巖）···普氏系數(shù)f＝20*Ⅴ級(jí)巖石···（中等堅(jiān)固，如頁巖）········普氏系數(shù)f＝3～4*Ⅵ級(jí)巖石···（如無煙煤）···················普氏系數(shù)f＝2*Ⅵa級(jí)巖石···（如堅(jiān)固煙煤）···············普氏系數(shù)f＝1.5*Ⅶ級(jí)巖石···（如軟的煙煤）················普氏系數(shù)f＝1.0*Ⅸ級(jí)巖石···（如采下的煤）················普氏系數(shù)f＝0.51）普氏分級(jí)法118第一章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)課件119第一章巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)課件120普氏巖石分級(jí)法的不足：沒有反映巖體的特征。井巷圍巖穩(wěn)定性主要取決于巖體的結(jié)構(gòu)和巖石的強(qiáng)度，而不只是巖石試件的強(qiáng)度，因此，國內(nèi)外提出了各種“巖石工程分類方法”。普氏巖石分級(jí)法的不足：121根據(jù)井巷錨噴支護(hù)設(shè)計(jì)與施工需要，按照煤礦巖層的特點(diǎn)，分為五類，如表1-7所示。Ⅰ類穩(wěn)定巖層：完整、堅(jiān)硬，層間膠結(jié)好，Rb（飽和抗壓強(qiáng)度）>60Mpa；

Ⅱ類較穩(wěn)定~：完整、比較堅(jiān)硬，層間膠結(jié)較好，Rb＝40～60Mpa；

Ⅲ類中等穩(wěn)定~：完整