普氏岩石硬度系数知识
普氏系数是单轴抗压强度除以10
极硬（f＝20）、很硬（f＝15）、坚硬（f＝8～10）、较硬（f＝5～6）、普通（f＝3～4）、较软（f＝1.5～2）、软层（f＝0.8～1）、松软（f＜1）等8类。
额分类普氏分类土壤及岩石
名称天然湿度下
平均容重
极限压碎强
度
用轻钻孔机
钻进1m
开挖方法及
工具
紧固系数Kg/m3 Kg/cm2 min f
四类土壤Ⅳ土含碎石重
粘土，其中包
括石炭纪、侏
罗纪的硬粘
土1950 －－用尖锹并同
时用镐和撬
棍开挖
1.0~1.5
含有碎石、卵
石、建筑碎料
和重达25kg
的顽石（总体
积10%以内）
等杂质的肥
粘土和重壤
土
1950
冰碛粘土，含
有重量在
50kg以内的
巨砾，其含量
为总体积
10%以内
2000
泥板岩2000 不含或含有
重量达10kg
的顽石
1950
松石Ⅴ含有重量在
50kg以内的
巨砾（占体积
10%以上）的
冰碛石2100 小于200 －部分用手凿
工具、部分用
爆破米开挖
1.5~1.2
矽藻岩和软
白垩岩
1800
胶结力弱的
砾岩
1900
各种不坚实
的版岩
2600
石膏2200
次坚石Ⅵ凝灰岩、和浮
石1100 200~400 3.5 用风镐的爆
破法来开挖
2~4
灰岩多孔和
裂隙严重的
石灰岩和介
质石灰岩
1200
中等硬变的
片岩
2700
中等硬变的
泥灰岩
2300
Ⅶ石灰石胶结
的带有卵石
和沉积岩的
砾石2200 400~600 6.0 用爆破方法
开挖
4~6
风化的和有
大裂缝的粘
土质砂岩
2000
坚实的泥板
岩
2800
坚实的泥灰
岩
2500
Ⅷ砾质花岗岩2300 600~800 8.5 用爆破方法
开挖6~8
泥灰质石灰
岩
2300
粘土质砂岩2200 砂质云片岩2300 硬石膏2900
普坚石Ⅸ严重风化的
软弱的花岗
岩、片麻岩和
正长岩2500 800~1000 11.5 用爆破方法
开挖
8~10
滑石化的蛇
纹岩
2400
致密的石灰
岩
2500
含有卵石、沉
积岩的碴质
胶结的砾岩
2500
砂岩2500
砂质石灰灰
质片岩
2500 上一页 [1] [2] [3] 下一页
定额分类普氏分类土壤及岩石
名称天然湿度下
平均容重
极限压碎强
度
用轻钻孔机
钻进1m
开挖方法及
工具
紧固系数Kg/m3 Kg/cm2 min f
一、二类土壤Ⅰ砂1500 －－用尖锹开挖0.5~0.6 砂壤土1600
腐殖土1200
泥炭600
Ⅱ轻壤土和黄
土类土
1600 －－用锹开挖并
少数用镐开
挖
0.6~0.8
潮湿而松散
的黄土，软的
盐渍土和碱
土
1600
平均15MM
以内的松散
而软的砾石
1700
含有草根的
密实腐殖土
1400 －－用尖锹开挖
并少数用镐
开挖
0.6~~0.8
含有直径在
30MM以内
根类的泥炭
和腐殖土
掺有卵石、碎
石和石屑的
砂和腐殖土
含有卵石、或
碎石杂质的
胶结成块的
填土
含有卵石、碎
石和建筑料
杂质的砂壤
土
三类土壤Ⅲ肥粘土其中
包括石炭纪、
侏罗纪的粘
土和冰粘土1800 －－用尖锹并同
时用镐和撬
棍开挖
（30%）
0.81~1.0
重壤土、粗砾
石、粒径为
15-40MM的
碎石或卵石
1750 干黄土和掺1790
有碎石或卵
石的自然含
水量黄土
含有直径大
于30MM根
类的腐殖土
或泥炭
1400
掺有碎石或
卵石和建筑
碎料的土壤
1900 [1] [2] [3] 下一页
定额分类普氏分类土壤及岩石
名称天然湿度下
平均容重
极限压碎强
度
用轻钻孔机
钻进1m
开挖方法及
工具
紧固系数Kg/m3 Kg/cm2 min f
普坚石Ⅹ白云石2700 1000~ 2000 15.0 用爆破方法
开挖10~12
坚固的石灰
岩
2700
大理岩2700 石灰岩质胶
结的致密砾
石
2600
坚固的砂质
片岩
2600
特坚石Ⅺ粗花岗岩2800 1200~ 1400 18.5 用爆破方法
开挖12~14
非常坚硬的
白云岩
2900
蛇纹岩2600 石灰质胶结
的含有火成
岩之卵石的
砾石
2800
石英胶结的
坚固砂岩
2700 粗粒正长岩2700
Ⅻ具有风化痕
迹的安山岩
和玄武岩2700 1400~ 1600 22.0 用爆破方法
开挖
14~16
片麻岩2600 非常坚固的
石灰岩
2900
硅质胶结的
含有火成岩
之卵石的砾
岩
2900 粗石岩2600
ⅩⅢ中粒花岗岩3100 1600~ 1800 27.5 用爆破方法
开挖16~18
坚固耐用的
片麻岩
2800
辉绿岩2700 玢岩2500 坚固的粗面
岩
2800 中粒正长岩2800
ⅩⅥ非常坚硬的
细粒花岗岩3300 1800~ 2000 32.5 用爆破方法
开挖
18~20
花岗岩麻岩2900 闪长岩2900 高硬度的石
灰岩
3100 坚固的玢岩2700
ⅩⅤ安山岩、玄武
岩、坚固的负
页岩3100 2000~ 2500 46.0 用爆破方法
开挖
20~25
高硬度的辉
绿岩和闪长
岩
2900
坚固的辉长
岩和石英岩
2800
ⅩⅥ拉长玄武岩
和橄榄玄武
岩3300 大于2500 小于60 用爆破方法
开挖
大于25
：小塌方：塌方高度<3m，或体积<30m3；
中塌方：塌方高度3～6m，或体积30～100m3；
大塌方：塌方高度>6m，或体积>100m3；
表1-9 按坚固性系数对岩石可钻性分级表
岩石
级别坚固
程度
代表性岩石f
Ⅰ最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他各种特别坚固的岩石。20
Ⅱ很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩，较坚固的石英岩，最坚固的砂
岩和石灰岩。
15
Ⅲ坚固致密的花岗岩，很坚固的砂岩和石灰岩，石英矿脉，坚固的砾岩，很坚
固的铁矿石。
10
Ⅲa 坚固坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁矿，不坚固的花岗岩。8
Ⅳ比较坚固一般的砂岩、铁矿石 6
Ⅳa 比较坚固砂质页岩，页岩质砂岩。 5
Ⅴ中等坚固坚固的泥质页岩，不坚固的砂岩和石灰岩，软砾石。 4
Ⅴa 中等坚固各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩。 3
Ⅵ比较软软弱页岩，很软的石灰岩，白垩，盐岩，石膏，无烟煤，破碎的砂岩和
石质土壤。
2
Ⅵa 比较软碎石质土壤，破碎的页岩，粘结成块的砾石、碎石，坚固的煤，硬化的
粘土。
1.5
Ⅶ软软致密粘土，较软的烟煤，坚固的冲击土层，粘土质土壤。 1
Ⅶa 软软砂质粘土、砾石，黄土。0.8
Ⅷ土状腐殖土，泥煤，软砂质土壤，湿砂。0.6
Ⅸ松散状砂，山砾堆积，细砾石，松土，开采下来的煤。0.5
Ⅹ流沙状流沙，沼泽土壤，含水黄土及其他含水土壤。0.3
奥国矿物学家摩氏(Frederich Mohs)创立一种硬度表，作为评判矿物硬度的标准。最软者为滑石，最硬者为金刚石，共有十种矿物，定为十级，分别为：
滑石(Talc)
石膏(Gypsum)
指甲 2.5
方解石(Calcite)
铜币 3.5-4
萤石(Fluorite)
磷灰石(Apatite)
钢刀 5.5
玻璃 5.5 -6
正长石(Orthoclase)
钢锉 6.5
石英(Quartz)
黄玉(Topaz)
刚玉(Corundum)
金刚石(Diamond)
摩氏硬度表中所刊载的数字，并没有比例上的关系。例如正长石硬度6，并不表示他是方解石硬度的两倍，数字的大小仅表明硬度排行而已。当鉴定硬度时, 如果没有以上的摩氏硬度计, 可用其他东西代替,如小刀其硬度约为5.5;铜币约为3.5至4; 指甲约为2至3;玻璃硬度为6。
关于矿石硬度等级的划分
矿石硬度等级Kg/cm2普氏硬度系
数
可碎性系数可磨性系
数
岩石实例
很软<200<2 1.3~1.4 2.00石膏，石板岩
软200~8002~8 1.1~1.2 1.25~1.4泥灰岩、石灰石
中硬800~16008~16 1.0 1.0硫化矿，硬质页岩
硬1600~200016~200.9~0.950.85~0.7硅化页岩铁矿，硬沙岩
很硬>2000>200.65~0.750.5硬花岗岩，玄武岩，含铁石英岩M. M. 普罗托齐雅科诺夫基于实际工程观察和模型试验结果，提出了天然平衡拱法分析围岩应力。此法在我国简称为普
氏fk法，得到了普遍的应用。此法认为，洞室开挖后围岩一部分砂体失去平衡而向下塌落，塌落部位以上和两侧砂体，处于新的平衡状态而稳定。塌落边界轮廓呈拱形。若洞室侧围砂体沿斜面滑动，洞顶仍塌落后呈拱形。若有支撑或衬砌，作用在支撑或衬砌上的压力，便是拱圈以内塌落的砂体重量，而拱圈以外的砂体已维持自身平衡。这个拱便称为“天然平衡拱”。
设洞壁铅直，把侧围三角形滑塌体内最大主应力方向视为铅直的，则天然条件下滑塌斜面就会与侧壁呈45°－φ/2的夹角。由此，对散粒土体根据静力平衡的平面问题做出假定条件后，便可求出拱圈(塌落体)高度。
普氏将此方法推广到岩体上，认为被许多裂隙切割的岩体也可以视为具一定凝聚力的松散体，并认为坚固系数为岩石抗压强度的1／100；对fk＜4的岩土，按上述方法计算洞顶和洞壁的围岩压力；对fk＞4的岩石，则只有洞顶出现围岩压力，一般没有侧壁围岩压力。fk反映了岩土强度特性。软弱岩石fk值均小于4，土的fk值均小于1.0。对于4＝0的浮砂及饱水淤泥，一般可按静水压力原则计算围岩压力。
普氏平衡拱理论有一定优点，把塌落体的重量视为围岩压力，很直观，易理解，也有理论根据。但把所有围岩塌落体均视为拱形，便有很大局限性。实际上，除一般土体外，岩体塌落体大都不呈拱形。普氏理论完全不考虑岩体结构、构造应力，特别是围岩应力重分布的影响。目前，由于长期实践，多数部门仍沿用坚固系数fk，并按fk法确定围岩塌落的拱高度，计算围岩压力。当确定岩体坚固系数时，使其带有经验性质的系数，即反映了岩体具体的地质条件，如岩性、风化破碎及构造特征等，便更符合实际。
尽管如此fk法最好只用于土体和软弱岩体，对坚硬岩石的围岩应具体分析岩体结构等特征，去确定围岩压力
熟悉新奥法施工的原理和技术要点；了解矿山法(爆破法)的原理及技术要点；熟悉掘进机法、盾构法的特点及适用条件；了解太沙基理论的分析方法；熟悉土体应力、地应力、应变测试和弹性波测试方法及应用。
15.1 散体地压的两种计算方法
l 地压的普氏计算方法
(1) 破碎岩石强度条件的修正
围岩未破碎时的强度条件：τ=c+σtanυ 15.1-1
产生散体地压时，非弹性变形区内的岩石已被破坏，c、υ值有所降低，强度曲线由原来的AA/，变BB/，如图15.1-1所示，相应c、υ值降低为c/、υ/。由于降低后的c/、υ/很难测定，且松散岩体黏聚力很低，故可以通过原点的斜直线OD 近似代替BB/，即用β角相对于υ角的变化，反映c、υ的降低值c/、υ/。称β角为“似内摩擦角”或“内阻力角”。因此，破碎岩石的强度条件近似为：τ=σtanβ。
式中 tanβ=?，?为普氏坚固性系数，?=Sc/100(Sc为岩石单轴抗压强度)。
【例题1】按照地压的普氏理论，破碎岩石的强度近似条件为：τ=σtanβ，岩石破碎前、后的内摩擦角分为υ、υ/，关于β及υ、υ/的比较，下列各项中正确的是( )。
A、β>υ>υ/；
B、β<υ<υ/；
C、υ>β>υ/；
D、υ/>β>υ；
答案：A
【例题2】当地下洞室的围岩产生散体地压时，被破坏的岩石是指( )。
A、弹性变形区内的岩石；
B、塑性变形区内的岩石；
C、被软弱结构面切割成块体的围岩；
D、原已破碎的围岩；
答案：B、C、D
(2)平巷地压普氏计算法
普氏理论即自然平衡拱理论。其主要之点是：视冒落岩体为具有一定凝聚力的松散体；巷道顶板的冒落形式呈拱形最终稳定下来，这种拱称作自然平衡拱；自然平衡拱的轮廓线是一条抛物线。
如图15.1-2所示，拱上作用有均布重力荷载q，取脱离体OM，如图15.1-2(b)，设M点的坐标为x、y。作用于OM上的外力有右半拱的水平推力T，垂直均布荷载q和左半半拱被截掉部分的反力R。由拱的平衡条件取
ΣMM=0
普氏坚固性系数?可按单轴抗压强度的百分之一，Sc/100。为了更确切的反映岩体的实际强度，可结合地下工程具体条件加以修正。
【例题3】按照普氏理论，对于产生散体地压的围岩，其作用于支护结构上的压力为( )。
A、大于拱内岩石的重量；
B、等于拱内岩石的重量；
C、小于拱内岩石的重量；
D、以上A、B、C三种情况均有可能产生；
答案：B
【例题4】关于普氏坚固性系数?，下列各项中不正确的是( )。
A、?可按单轴抗压强度的百分之一；
B、?可按抗剪强度的百分之一；
C、为了更确切的反映岩体的实际强度，?值可结合地下工程具体条件加以修正；
D、?可按抗拉强度的百分之一；
答案：B、D
【例题5】自然平衡拱理论是指( )。
A、普氏理论；
B、太沙基理论；
C、TBM施工理论；
D、NATM施工理论；
答案：A
【例题6】按照普氏理论，自然平衡拱的轮轮廓线为( )。
A、一条直线；
B、一条对数线；
C、一条单曲线；
D、一条抛物线；
答案：D
2地压太沙基计算方法
太沙基理论也把破裂岩体看成松散体。它的特点是从应力传递的概念出发，推导出作用于支架上的垂直应力计算公式。当巷道埋深不大时，支护结构的弯曲和下沉引起覆盖岩层下滑，
【例题8】太沙基计算法的适用范围是( )。
A、一般用于埋深不大的巷道地压计算；
B、一般用于埋深较大的巷道地压计算；
C、一般用于冲击地压计算；
D、一般用于变形地压的计算；
答案：A
从松散体理论分析围岩压力计算公式中，不难看出，产生围岩压力的根本原因，在于两种不同的土体塌落：整体塌落或土柱底部局部塌落，从而建立两种围岩压力的计算公式。当埋深较浅，土柱重量(作用力)大于土柱两侧的摩擦力和粘结力(反作用力)，地层不能形成拱作用，开挖地道时所引起的应力重分布会波及到地表面，这时土体塌落是整体的塌落；当埋深较大时，土柱两侧的摩擦力和粘结力迅速增大，并大于土柱的重量，这时地层能形成拱作用，地层中应力重分布不波及地面，土柱底部局部变形或塌落便是土层压力的来源。由此不难看出，土柱理论和压力拱理论是相联系的，土柱的稳定是压力拱存在的必要条件。如果从整体来看土柱不能处于稳定平衡状态，压力拱当然也不可能形成。
【例题9】某地下洞室以上覆盖层为松散破碎体，按照太沙基理论，下列各项中不正确的是( )。
A、土体塌落为整体塌落，作用于支护结构上的力由塌落土体的重量决定；
B、土体塌落为局部塌落，作用于支护结构上的力由拱内塌落土体的重量决定；
C、土柱重量小于两侧的摩擦力及粘结力，形成局部塌落；
D、当地下洞室以上土柱处于稳定平衡时，会形成拱作用；
答案：B、C、D
【例题10】关于太沙基理论与自然平衡拱理论，下列说法正确的是( )。
A、二者均为经典地压计算理论，因此可适用于各类地压的计算；
B、自然平衡拱理论考虑了冒落岩体的凝聚力，而太沙基理论则未考虑岩体粘聚力的影响；
C、自然平衡拱理论适用于各种类型的散体地压的计算，而太沙基理论仅适用于埋深较浅时的散体地压的计算；
D、二者是从不同的角度分析地压的产生而形成的理论，各自有其适用性和局限性，但二者不是相互独立的，而是相互联系的；
答案：D
岩石硬度分级
岩石硬度系数表
表示矿岩的坚固性的量化指标. 人们在长期的实践中认识到，有些岩石不容易破坏，有一些则难于破碎。难于破碎的岩石一般也难于凿岩，难于爆破，则它们的硬度也比较大，概括的说就是比较坚固。因此，人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。 坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数，也叫普氏硬度系数f值）。 坚固性系数f=R/100 (R单位 kg/cm2) 式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。 通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。 如： ①极坚固岩石 f=15～20（坚固的花岗岩，石灰岩，石英岩等） ②坚硬岩石 f=8 ～10（如不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等） ③中等坚固岩石 f=4 ～6 （如普通砂岩，铁矿等） ④不坚固岩石 f=0.8～3 （如黄土、仅为0.3） 矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质，但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。 强度是指矿岩抵抗压缩，拉伸，弯曲及剪切等单向作用的性能。而坚固性所抵抗的外力却是一种综合的外力。（如抵抗锹，稿，机械碎破，炸药的综合作用力）。 莫氏硬度 陶瓷及矿物材料常用的划痕硬度叫做莫氏硬度，它只表示硬度由小到大的顺序。不表示软硬的程度。后面的矿物可划破前面的矿物表面。一般莫氏硬度按十级标准的莫氏硬度计确定，后来因为出现了一些人工合成的硬度大的材料，又将莫氏硬度分为15级。 维氏硬度 在陶瓷材料的研究中，精确测定材料的硬度，通常在维氏显微硬度计上进行。 岩石分类 岩石可分三大类:1,岩浆岩{喷出岩}.2,沉积岩.3,变质岩. 1、岩浆岩主要有:花岗岩,安山岩,闪长岩,流纹岩,玄武岩辉长岩等等. 2、沉积岩主要有:石英砂岩,石灰砾岩,泥铁岩,白云岩,泥岩,石膏等. 3、变质岩主要有:片麻岩,绿泥石片岩,千枚岩,大理岩,云母片岩等等. 虽然岩石的面貌是千变万化的，但是从它们形成的环境，也就是从成因上来划分，可以把岩石分为三大类：沉积岩、岩浆岩和变质岩。 1、沉积岩 沉积岩是在地表或近地表不太深的地方形成的一种岩石类型。它是由风化产物、火山物质、有机物质等碎屑物质在常温常压下经过搬运、沉积和石化作用，最后形成的岩石。不论那种方式形成的碎屑物质都要经历搬运过程，然后在合适的环境中沉积下来，经过漫长的压实作用，石化成坚硬的沉积岩。 沉积岩依照沈积物颗粒的大小又分砾岩、砂岩、页岩、石灰岩.沉积岩的形成 1.风化侵蚀：在河流上的大石头，经年累月被侵蚀风化，逐渐崩解成小的沙泥、碎屑。 2.搬运：这些碎屑被水流从上游搬运到下游。 3.堆积：下游流速减缓，搬运力减小，岩石碎屑便沉积下来。 4.压密：新的沉积物压在旧的沉积物上，时间久了，底下的沉积物被压得较紧实。 5.胶结：地下水经过沉积物的孔隙，带来的矿物质填满孔隙，使岩石碎屑颗粒紧紧胶结在一起，形成沉积岩。 6.露出：堆积在海底的沉积岩层在板块运动的推挤下拱出海面，露出地表。 2、岩浆岩 岩浆岩也叫火成岩，是在地壳深处或在上地幔中形成的岩浆，在侵入到地壳上部或者喷出到地表冷却固结并经过结晶作用而形成的岩石。因为它生成的条件与沉积岩差别很大，因此，它的特点也与沉积岩明显不同。
岩石分类及硬度级别
岩石分类及硬度级别 岩石级别坚固程度代表性岩石 Ⅰ最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他 各种特别坚固的岩石。(f=20) Ⅱ很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩，较坚固 的石英岩，最坚固的砂岩和石灰岩.(f=15) Ⅲ坚固致密的花岗岩，很坚固的砂岩和石灰岩，石英矿 脉，坚固的砾岩，很坚固的铁矿石.(f=10) Ⅲa 坚固坚固的砂岩、石灰岩、岩、白云岩、黄铁 矿，不坚固的花岗岩。(f=8) Ⅳ比较坚固一般的砂岩、铁矿石(f=6) Ⅳa 比较坚固砂质页岩，页岩质砂岩。(f=5) Ⅴ中等坚固坚固的泥质页岩，不坚固的砂岩和石灰岩，软砾 石。(f=4) Ⅴa 中等坚固各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩.(f=3) Ⅵ比较软软弱页岩，很软的石灰岩，白垩，盐岩，石膏， 无烟煤，破碎的砂岩和石质土壤.(f=2) Ⅵa 比较软碎石质土壤，破碎的页岩，粘结成块的砾石、碎 石，坚固的煤，硬化的粘土。(f=1.5) Ⅶ软软致密粘土，较软的烟煤，坚固的冲击土层，粘土质土壤。(f=1) Ⅶa 软软砂质粘土、砾石，黄土。(f=0.8) Ⅷ土状腐殖土，泥煤，软砂质土壤，湿砂。(f=0.6) Ⅸ松散状砂，山砾堆积，细砾石，松土，开采下来的煤. (f=0.5) Ⅹ流沙状流沙，沼泽土壤，含水黄土及其他含水土壤. (f=0.3) A
表示矿岩的坚固性的量化指标. 人们在长期的实践中认识到，有些岩石不容易破坏，有一些则难于破碎。难于破碎的岩石一般也难于凿岩，难于爆破，则它们的硬度也比较大，概括的说就是比较坚固。因此，人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数，也叫普氏硬度系数f值）。 坚固性系数f=R/100 (R单位kg/cm2) 式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。 通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。 如： ①极坚固岩石f=15～20（坚固的花岗岩，石灰岩，石英岩等） ②坚硬岩石f=8 ～10（如不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等） ③中等坚固岩石f=4 ～6 （如普通砂岩，铁矿等） ④不坚固岩石f=0.8～3 （如黄土、仅为0.3） 矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质，但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。 强度是指矿岩抵抗压缩，拉伸，弯曲及剪切等单向作用的性能。而坚固性所抵抗的外力却是一种综合的外力。（如抵抗锹，稿，机械碎破，炸药的综合作用力）。
岩石的普氏系数
岩石的普氏系数(普氏硬度表示矿岩的坚固性的量化指标 ) 普氏硬度表示矿岩的坚固性的量化指标. 人们在长期的实践中认识到，有些岩石不容易破坏，有一些则难于破碎。难于破碎的岩石一般也难于凿岩，难于爆破，则它们的硬度也比较大，概括的说就是比较坚固。因此，人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。 坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数，也叫普氏硬度系数f值）。 坚固性系数f=R/100 (R单位 kg/cm2) 式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。 通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。 如： ① 极坚固岩石 f=15～20（坚固的花岗岩，石灰岩，石英岩等） ② 坚硬岩石 f=8 ～10（如不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等） ③ 中等坚固岩石 f=4 ～6 （如普通砂岩，铁矿等） ④ 不坚固岩石 f=0.8～3 （如黄土、仅为0.3） 矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质，但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。 强度是指矿岩抵抗压缩，拉伸，弯曲及剪切等单向作用的性能。而坚固性所抵抗的外力却是一种综合的外力。（如抵抗锹，稿，机械碎破，炸药的综合作用力）。 奥国矿物学家摩氏(Frederich Mohs)创立一种硬度表，作为评判矿物硬度的标准。最软者为滑石，最硬者为金刚石，共有十种矿物，定为十级，分别为： 滑石(Talc) 石膏(Gypsum) 指甲 2.5 方解石(Calcite) 铜币 3.5-4 萤石(Fluorite) 磷灰石(Apatite) 钢刀 5.5
玻璃 5.5 -6 正长石(Orthoclase) 钢锉 6.5 石英(Quartz) 黄玉(Topaz) 刚玉(Corundum) 金刚石(Diamond) 摩氏硬度表中所刊载的数字，并没有比例上的关系。例如正长石硬度6，并不表示他是方解石硬度的两倍，数字的大小仅表明硬度排行而已。当鉴定硬度时, 如果没有以上的摩氏硬度计, 可用其他东西代替,如小刀其硬度约为5.5;铜币约为3.5至4; 指甲约为2至3;玻璃硬度为6
岩石硬度分级标准
岩石硬度分级标准 岩石级别坚固程度代表性岩石 Ⅰ最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他 各种特别坚固的岩石。(f=20) Ⅱ很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩，较坚固 的石英岩，最坚固的砂岩和石灰岩.(f=15) Ⅲ坚固致密的花岗岩，很坚固的砂岩和石灰岩，石英矿 脉，坚固的砾岩，很坚固的铁矿石.(f=10) Ⅲa坚固坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁 矿，不坚固的花岗岩。(f=8) Ⅳ比较坚固一般的砂岩、铁矿石(f=6) Ⅳa比较坚固砂质页岩，页岩质砂岩。(f=5) Ⅴ中等坚固坚固的泥质页岩，不坚固的砂岩和石灰岩，软砾 石。(f=4) Ⅴa中等坚固各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩.(f=3) Ⅵ比较软软弱页岩，很软的石灰岩，白垩，盐岩，石膏， 无烟煤，破碎的砂岩和石质土壤.(f=2) Ⅵa比较软碎石质土壤，破碎的页岩，粘结成块的砾石、碎 石，坚固的煤，硬化的粘土。(f=1.5) Ⅶ软软致密粘土，较软的烟煤，坚固的冲击土层，粘土质土壤。(f=1) Ⅶa软软砂质粘土、砾石，黄土。(f=0.8) Ⅷ土状腐殖土，泥煤，软砂质土壤，湿砂。(f=0.6)
Ⅸ松散状砂，山砾堆积，细砾石，松土，开采下来的煤. (f=0.5) Ⅹ流沙状流沙，沼泽土壤，含水黄土及其他含水土壤. (f=0.3) A 表示矿岩的坚固性的量化指标. 人们在长期的实践中认识到，有些岩石不容易破坏，有一些则难于破碎。难于破碎的岩石一般也难于凿岩，难于爆破，则它们的硬度也比较大，概括的说就是比较坚固。因此，人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。 坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数，也叫普氏硬度系数f值）。 坚固性系数f=R/100 (R单位 kg/cm2) 式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。 通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。 如： ① 极坚固岩石 f=15～20（坚固的花岗岩，石灰岩，石英岩等） ② 坚硬岩石 f=8 ～10（如不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等） ③ 中等坚固岩石 f=4 ～6 （如普通砂岩，铁矿等） ④ 不坚固岩石 f=0.8～3 （如黄土、仅为0.3） 矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质，但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。 强度是指矿岩抵抗压缩，拉伸，弯曲及剪切等单向作用的性能。而坚固性所抵抗的外力却是一种综合的外力。（如抵抗锹，稿，机械碎破，炸药的综合作用力）。
摩氏硬度表 Mohs Hardness Scale
摩氏硬度表Mohs Hardness Scale 摩氏硬度计矿物的硬度是指矿物抵抗外来机械作用力(如刻画、压入、研磨等)侵入的能力。早在1822年，Friedrich mohs提出用10种矿物来衡量世界上最硬的和最软的物体，这是所谓的摩氏硬度计。按照他们的软硬程度分为十级：1、滑石6、正长石2、石膏7、石英3、方解石8、黄玉4、萤石9、刚玉5、磷灰石10、金刚石各级之间硬度的差异不是均等的，等级之间只表示硬度的相对大小。操作方法：选择被测样品的尖锐位置。在已知硬度的平面型矿物硬度计平面进行刻划，刻划硬度的测试由低至高依次进行。观察硬度计平面有无刻面，轻擦平面，以防被测样品的粉末留在硬度计上，使判断失误。若硬度计平面有划痕，则样品硬度大于硬度计。再依次测试更高一级的硬度计，直至介于两个硬度级别之间或相当于某一硬度计为止。结果表示：摩氏硬度计所测的相对硬度用1 ～10 数字表示，根据实测情况，可分别用等于、大于、小于某硬度级别，表示样品摩氏硬度值或范围。硬度作为观赏石的重要指标之一，怎样鉴别呢？矿物抵抗外来机械作用（刻划、压入、研磨）的能力，称为硬度。它和矿物的化学成分及晶体构造有关。在肉眼鉴定矿物时，通常采用刻划法确定其硬度，并以“摩氏硬度计”中所列举的十种矿物作为对比的标准，见下表。例如某矿物能被石英所刻动，但不能被长石所刻动，则矿物的硬度必介于6－7之间，可以确定为6.5。但必须指出，摩氏硬度只是相对等级，并不是硬度的绝对数值，所以不能认为：金刚石比滑石硬十倍。另外，有些矿物在晶体的不同方向上，硬度是
不一样的。例如蓝晶石，沿晶体延长方向的硬度为4.5，而垂直该方向的硬度为6.5。岩石类观赏石大多数的硬度比较固定，所以摩氏硬度计具有重要的鉴定意义。观赏类奇石决大多数是各种矿物的集合体，而广大石友也没有可供相互刻划的矿物，怎么办？可利用指甲（2-2.5度）、小刀（5-5.5度）、玻璃（6度）、钢锉（7度）来测定矿物的硬度。序号12345678910 矿物名称滑石石膏方解石萤石磷灰石正长石石英黄玉刚玉金刚石 （1）滑石(Talc) （2）石膏(Gypsum) （3）方解石(Calcite) （4）螢石(Fluorite) （5）磷灰石(Apatite) （6）正長石(Orthoclase) （7）石英(Quartz) （8）黃玉(Topaz) （9）剛玉(Corundum) （10）鑽石(Diamond)
岩石硬度分级
1、按岩石的单轴抗压强度RC分类 用岩块单轴抗压强度进行分类，简单、早期，因此在工程上采 用了较长的时间(普氏系数)。 （一）岩石单轴抗压强度分类(表5-1) 由于岩石点荷载试验可在现场测定，数量多而简便，所以用点荷载强度指标分类得到重视。由伦敦地质学会与Franklin等人提出， 见图5-1
一）斯梯尼(Stini)分类 根据巷道围岩的稳定性进行分类，如表5-2所示。
（二）前苏联巴库地铁分类 根据岩石抗压强度、工程地质条件和开挖时岩体稳定破坏现象，分四类，并有相应的施工措施，见表5-3
岩石硬度分级 岩石级别坚固程度代表性岩石 I 最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其它各种特别坚固的岩石。（f=20） II 很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩、较坚固的石英岩、最坚固的砂岩和石灰岩。（f=15） III 坚固致密的花岗岩、很坚固的砂岩和石灰岩、石英矿脉、坚固的砾岩、很坚固的铁矿石。（f=10） IIIa 坚固坚固的砂岩、石灰岩、大理石、白云岩、黄铁矿、不坚固的花岗岩。（f=8） IV 比较坚固一般的砂岩、铁矿石。（f=6） IVa 比较坚固砂质页岩、页岩质砂岩。（f=5） V 中等坚固坚固的泥质页岩、不坚固的砂岩和石灰岩、软砾石。（f=4）Va 中等坚固各种不坚固的页岩、致密的泥灰岩。（f=3） VI 比较软软弱页岩、很软的石灰岩、白垩、盐岩、石膏、无烟煤、破碎的砂岩和石质土壤。（f=2） VIa 比较软碎石质土壤，破碎的页岩，粘结成块的砾石、碎石，坚固的煤，硬化的粘土。（f=1.5） VII 软软致密粘土、较软的煤、坚固的冲击土层、粘土质土壤。（f=1）VIIa 软软砂质粘土、砾石，黄土。（f=0.8）
普氏岩石硬度系数知识aust采矿工程
普氏岩石硬度系数知识 由俄罗斯学者于1926年提出的岩石坚固性系数（又称普氏系数）至今仍在矿山开采业和勘探掘进中得到广范应用。岩石的坚固性区别于岩石的强度，强度值必定与某种变形方式（单轴压缩、拉伸、剪切）相联系，而坚固性反映的是岩石在几种变形方式的组合作用下抵抗破坏的能力。 1. 普氏系数又称岩石的坚固性系数、紧固系数，数值是岩石或土壤的单轴抗压强度极限的1/100，记作f，无量纲。 f=Sc/100，式中：Sc的计量单位为kg/cm²。 2.因为在钻掘施工中往往不是采用纯压入或纯回转的方法破碎岩石，因此这种反映在组合作用下岩石破碎难易程度的指标比较贴近生产实际情况。岩石坚固性系数f表征的是岩石抵抗破碎的相对值。因为岩石的抗压能力最强，故把岩石单轴抗压强度极限的1/10作为岩石的坚固性系数，即f=R/10 式中： R是岩石的单轴抗压强度，MPa。 f是个无量纲的值，它表明某种岩石的坚固性比致密的粘土坚固多少倍，因为致密粘土的抗压强度为10MPa。岩石坚固性系数的计算公式简洁明了，f值可用于预计岩石抵抗破碎的能力及其钻掘以后的稳定性。 根据岩石的坚固性系数(f)可把岩石分成10级（见下表），等级越高的岩石越容易破碎。为了方便使用又在第Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ,Ⅶ级的中间加了半级。考虑到生产中不会大量遇到抗压强度大于200MPa的岩石，故把凡是抗压强度大于200MPa的岩石都归入Ⅰ级。 这种方法比较简单，而且在一定程度上反映了岩石的客观性质。但它也还存在着一些缺点： (1) 岩石的坚固性虽概括了岩石的各种属性（如岩石的凿岩性、爆破 性，稳定性等），但在有些情况下这些属性并不是完全一致的。 (2) 普氏分级法采用实验室测定来代替现场测定，这就不可避免地带来因应力状态的改变而造成的坚固程度上的误差。
岩石硬度分级
岩石硬度分级 岩石级别坚固程度代表性岩石 I 最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其它各种特别坚固的岩石。（f=20） II 很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩、较坚固的石英岩、最坚固的砂岩和石灰岩。（f=15） III 坚固致密的花岗岩、很坚固的砂岩和石灰岩、石英矿脉、坚固的砾岩、很坚固的铁矿石。（f=10） IIIa 坚固坚固的砂岩、石灰岩、大理石、白云岩、黄铁矿、不坚固的花岗岩。（f=8） IV 比较坚固一般的砂岩、铁矿石。（f=6） IVa 比较坚固砂质页岩、页岩质砂岩。（f=5） V 中等坚固坚固的泥质页岩、不坚固的砂岩和石灰岩、软砾石。（f=4）Va 中等坚固各种不坚固的页岩、致密的泥灰岩。（f=3） VI 比较软软弱页岩、很软的石灰岩、白垩、盐岩、石膏、无烟煤、破碎的砂岩和石质土壤。（f=2） VIa 比较软碎石质土壤，破碎的页岩，粘结成块的砾石、碎石，坚固的煤，硬化的粘土。（f=1.5） VII 软软致密粘土、较软的煤、坚固的冲击土层、粘土质土壤。（f=1） VIIa 软软砂质粘土、砾石，黄土。（f=0.8） VIII 土状腐殖土，泥煤，软沙质土壤，湿砂。（f=0.6） IX 松散的砂，山砾堆积，细砾石，松土，开采下来的煤。（f=0.5） X 流沙状流沙，沼泽土壤，含水黄土和其它含水土壤。（f=0.3）人们在长期的实践中认识到，有些岩石不容易破坏，有一些则难以破碎，难以破碎的岩石一般也难以凿岩，难以爆破，则它们的硬度也比较大，概括地说就是比较坚固。因此人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。 坚固性大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数，也叫普氏硬度系数（f值）。 坚固性系数f=R/100(R单位Kg/cm2) R-岩石标准试样的单向极限抗压强度值。如： ①极坚固岩石f=15~20（坚固的花岗岩、石英岩、石灰岩等） ②坚固岩石f=8~10（不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等） ③中等坚固岩石f=4~6（普通砂岩，铁矿等） ④不坚固岩石f=0.8~3（如黄土，仅为0.3） 矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质，但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。强度是指矿岩 抗压缩、拉伸、弯曲及剪切等单向作用的性能，而坚固性所抵抗的外力却是一种综合的外力（如抵抗锹、镐、机械破碎，炸药的综合作用力）。 莫氏硬度 陶瓷及矿物材料常用的划痕硬度叫做莫氏硬度，它只表示硬度由小到大的顺序，不表示软硬的程度。后面的矿物可以划破前面矿物的表面。一般莫氏硬度按10级标准的莫氏硬度计确定，后来因为出现了一些人工合成的硬度大的材料，又将莫氏硬度分为15级。 维氏硬度 在陶瓷材料的研究中，精确测定材料的硬度，通常在维氏显微硬度计上进行。
岩石普氏系数的分类
普氏围岩分级表
注： 1.将每一种岩石划分到这种或那种等级时，不仅仅单独地按照其名称，而且必 须按照岩石的物理状态，并根据它的坚固性与分级表中列出的诸岩石进行比较。风化的、破碎的、打碎成个体的、经断层挤压过的、接近于地表的岩石，一般说来，应当把它划分到比处于完整状态的同种岩石稍低的等级中； 2.上述的岩石坚固性系数，可以认为是对所有各种不同方面岩石相对坚固性的 表征，它在采矿中的意义在于：手工开采时的采掘性；浅眼以及深孔的凿眼性；应用炸药时的爆破性；在冒落时的稳定性；作用于支架上的压力等等；
3.在分级表中指出的数值是对某一类岩石中所有岩石而言的（例如：页岩类， 石英岩类，石灰岩类等等），而不是对此类个别岩石而言的；因而，在特定情况下确定f值时，必须十分慎重，并且这一f值在不同的情况下是不一样的。 普氏系数是单轴抗压强度除以10 极硬（f＝20）、很硬（f＝15）、坚硬（f＝8～10）、较硬（f＝5～6）、普通（f＝3～4）、较软（f＝1.5～2）、 软层（f＝0.8～1）、松软（f＜1）等8类。 一、定义 1. 普氏系数又称岩石的坚固性系数、紧固系数，数值是岩石或土壤的单轴抗压强度极限的1/100，记作f，无量纲。f=Sc/100，式中：Sc的计量单位为kg/cm²。 2.因为在钻掘施工中往往不是采用纯压入或纯回转的方法破碎岩石，因此这种反映在组合作用下岩石破碎难易程度的指标比较贴近生产实际情况。岩石坚固性系数f表征的是岩石抵抗破碎的相对值。因为岩石的抗压能力最强，故把岩石单轴抗压强度极限的1/10作为岩石的坚固性系数，即f=R/10 式中：R是岩石的单轴抗压强度，MPa。f是个无量纲的值，它表明某种岩石的坚固性比致密的粘土坚固多少倍，因为致密粘土的抗压强度为10MPa。岩石坚固性系数的计算公式简洁明了，f值可用于预计岩石抵抗破碎的能力及其钻掘以后的稳定性。编辑本段二、分级标准及分级根据岩石的坚固性系数(f)可把岩石分成10级（见下表），等级越高的岩石越容易破碎。为了方便使用又在第Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ,Ⅶ级的中间加了半级。考虑到生产中不会大量遇到抗压强度大于200MPa的岩石，故把凡是抗压强度大于200MPa的岩石都归入Ⅰ级。这种方法比较简单，而且在一定程度上反映了岩石的客观性质。但它也还存在着一些缺点：(1) 岩石的坚固性虽概括了岩石的各种属性（如岩石的凿岩性、爆破性，稳定性等），但在有些情况下这些属性并不是完全一致的。 (2) 普氏分级法采用实验室测定来代替现场测定，这就不可避免地带来因应力状态的改变而造成的坚固程度上的误差。 如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！
普氏岩石硬度系数知识
普氏系数是单轴抗压强度除以10 极硬（f＝20）、很硬（f＝15）、坚硬（f＝8～10）、较硬（f＝5～6）、普通（f＝3～4）、较软（f＝1.5～2）、软层（f＝0.8～1）、松软（f＜1）等8类。
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：小塌方：塌方高度<3m，或体积<30m3； 中塌方：塌方高度3～6m，或体积30～100m3； 大塌方：塌方高度>6m，或体积>100m3； 表1-9 按坚固性系数对岩石可钻性分级表
岩石 级别坚固 程度 代表性岩石f Ⅰ最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他各种特别坚固的岩石。20 Ⅱ很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩，较坚固的石英岩，最坚固的砂 岩和石灰岩。 15 Ⅲ坚固致密的花岗岩，很坚固的砂岩和石灰岩，石英矿脉，坚固的砾岩，很坚 固的铁矿石。 10 Ⅲa坚固坚固的砂岩、石灰岩、岩、白云岩、黄铁矿，不坚固的花岗岩。8 Ⅳ比较坚固一般的砂岩、铁矿石 6 Ⅳa比较坚固砂质页岩，页岩质砂岩。 5 Ⅴ中等坚固坚固的泥质页岩，不坚固的砂岩和石灰岩，软砾石。 4 Ⅴa中等坚固各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩。 3 Ⅵ比较软软弱页岩，很软的石灰岩，白垩，盐岩，石膏，无烟煤，破碎的砂岩和 石质土壤。 2 Ⅵa比较软碎石质土壤，破碎的页岩，粘结成块的砾石、碎石，坚固的煤，硬化的 粘土。 1.5 Ⅶ软软致密粘土，较软的烟煤，坚固的冲击土层，粘土质土壤。 1 Ⅶa软软砂质粘土、砾石，黄土。0.8 Ⅷ土状腐殖土，泥煤，软砂质土壤，湿砂。0.6 Ⅸ松散状砂，山砾堆积，细砾石，松土，开采下来的煤。0.5 Ⅹ流沙状流沙，沼泽土壤，含水黄土及其他含水土壤。0.3 奥国矿物学家摩氏(Frederich Mohs)创立一种硬度表，作为评判矿物硬度的标准。最软者为滑石，最硬者为金刚石，共有十种矿物，定为十级，分别为： 滑石(Talc)
岩石硬度分类
围岩分类参考表 围岩分类岩层描述巷道开掘后围岩 稳定状态（3-5米 跨度）岩种举例 类别名称 I 强稳定 岩层1．坚硬、完整、 整体性强、不 易风化，R b＞ 60Mpa 2．层状岩层，胶 结较好，无软 弱夹层 围岩稳定，长期不 支护无碎块掉落 现象 玄武岩、石英岩、 石英质砂岩、奥陶 纪石灰岩、茅口石 灰岩 II 稳定岩 层1．比较坚硬， Rb=40-60Mpa 2．层状岩层，胶 结较好 3．坚硬块状岩 层，裂隙面闭 合无泥质充 填物，Rb＞60 Mpa 围岩基本稳定，较 长时间不支护技 出现小块掉落 胶结好的砂岩、砾 岩、石灰岩 III 中等稳 定岩层1．中硬岩层， Rb=20-40 Mpa 2．层状岩层以 坚硬层为主， 夹有少量软 岩层 3．软坚硬的块 状岩层， Rb=40-60Mpa 能维持一个月以 上稳定，会产生局 部岩块掉落 砂岩、砂质泥岩、 粉砂岩、石灰岩等 IV 弱稳定 岩层1．较软岩层，R b ＜20Mpa 2．中硬层状岩层 3．中硬块状岩 层， Rb=20-40Mpa 围岩的稳定时间 仅有几天 泥岩、胶结不好的 砂岩、硬煤 V 不稳定 岩层1．高风化、潮解 的松软岩层 2．各类破碎岩层 围岩很容易产生 冒顶片帮 泥岩、软质灰岩， 破碎砂岩等 注：引自《矿山井巷工程施工及验收规范》GBJ213-1990。
1．岩层描述将岩层分为完整、层状、块状、破碎4种：（1）完整岩层：层理和节理裂隙间距大于1.5米 （2）层状岩层：层与层间距小于1。5米 （3）块状岩层：节理裂隙间距小于1。5米，大于0。3米（4）破碎岩层：节理裂隙间距小于0。3米。 2．当地下水影响围岩的稳定时，应考虑降级。 3．R b为岩石的饱和抗压强度。
岩石普氏硬度&莫氏硬度
岩石普氏硬度
人们在长期的实践中认识到，有些岩石不容易破坏，有一些则难于破碎。难于破碎的岩石一般也难于凿岩，难于爆破，则它们的硬度也比较大，概括的说就是比较坚固。因此，人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。 坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数，也叫普氏硬度系数(f值）。坚固性系数f=R/100 (R单位kg/cm2) 式中R——为岩石标准试样的单轴极限抗压强度值。 通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。 如： ①极坚固岩石f=15～20（坚固的花岗岩，石灰岩，石英岩等） ②坚硬岩石f=8 ～10（如不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等） ③中等坚固岩石f=4 ～6 （如普通砂岩，铁矿等） ④不坚固岩石f=0.8～3 （如黄土、仅为0.3） 矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质，但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。 强度是指矿岩抵抗压缩，拉伸，弯曲及剪切等单向作用的性能。而坚固性所抵抗的外力却是一种综合的外力。（如抵抗锹，稿，机械碎破，炸药的综合作用力）。
还有一种常用硬度分级叫莫氏硬度,是表示矿物硬度的一种标准。1812年由德国矿物学家莫斯首先提出。 莫氏硬度：应用划痕法将棱锥形金刚钻针刻划所试矿物的表面而发生划痕，用测得的划痕的深度分十级来表示硬度： 滑石(talc) 1（硬度最小） 石膏(gypsum) 2 方解石(calcite) 3 萤石(fluorite) 4 磷灰石(apatite) 5 正长石(feldspare) 6 石英(quartz) 7 黄玉(topaz) 8 刚玉(corundum) 9 金刚石(diamond) 10（硬度最大）
土壤及岩石普氏分类表
土壤及岩石(普氏)分类表 岩体类别 在编写原则中，关于岩土爆破工程的土壤及岩石分类仍按建设部《全国统一建筑工程基础定额》中的土壤及岩石（普氏）分类表执行。 2003年颁布实施的国家标准《建设工程工程量清单计价规范》GB50500-2003规定采用的就是上述《土壤及岩石分类表》，1988年《全国统一城镇控制爆破工程、硐宝大爆破工程预算定额》也是采用此分类表。因此，编制全国统一爆破工程消耗量定额也决定采用该分类表。该表已为国内建筑工程与爆破界所公认，不仅可以确定工程所在岩石的开挖方法、判断岩石爆破的难易程度，而且可以作为计算承包工程单价、编制招投标的依据。 建国以来，我国科技工作者对岩石在分类分级进行过大量工作。如东北工学院，科学院工程地质研究所等。东北大学进行了岩石可爆性与稳定性的研究，提出了分级方法。其中岩石的可爆性分级是以能量平衡为准则，根据标准条件下爆破漏中体积、大块率、小块率、平均合格率试验数据以及岩石波阻抗，计算出岩石可爆性指数，提出分级表。共分为：易爆、中等可爆、难爆、很难爆、极端难爆五个等级。虽经过冶金部组织通过技术鉴定，但未成为全国公认的分级表，未能推广纳入爆破定额。但可供研究参考。 我国工程地质科学工作者（科学院地质所等）为了建立统一评价工程岩爆稳定性的分级标准，为岩土工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据，经过多年研究并制定颁布了我国工程岩体分级标准（GB50218-94）。不仅可以确定爆破岩体的基本质量级别，还可用于判断岩体爆破的难易程度。（岩体基本质量级别分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ）级，岩石坚硬程度的定性划分为硬质岩，软质岩两类5级；岩体完整程度的定性划分为：完整、较完整、较破碎、极破碎五级。（可参考现代公路工程爆破P. 79-88）。
岩石硬度分级
也难以凿岩，难以爆破，则它们的硬度也比较大，概括地说就是比较坚固。因此人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。 坚固性大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数，也叫普氏硬度系数（f值）。 坚固性系数f=R/100(R单位 Kg/cm2) R-岩石标准试样的单向极限抗压强度值。如： ①极坚固岩石f=15~20（坚固的花岗岩、石英岩、石灰岩等） ②坚固岩石f=8~10（不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等） ③中等坚固岩石f=4~6（普通砂岩，铁矿等） ④不坚固岩石f=~3（如黄土，仅为） 矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质，但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。强度是指矿岩 抗压缩、拉伸、弯曲及剪切等单向作用的性能，而坚固性所抵抗的外力却是一种综合的外力（如抵抗锹、镐、机械破碎，炸药的综合作用力）。 莫氏硬度 陶瓷及矿物材料常用的划痕硬度叫做莫氏硬度，它只表示硬度由小到大的顺序，不表示软硬的程度。后面的矿物可以划破前面矿物的表面。一般莫氏硬度按10级标准的莫氏硬度计确定，后来因为出现了一些人工合成的硬度大的材料，又将莫氏硬度分为15级。 维氏硬度 在陶瓷材料的研究中，精确测定材料的硬度，通常在维氏显微硬度计上进行。 岩石分级
岩石可分三大类：1、岩浆岩（喷出岩）2、沉积岩 3、变质岩 1、岩浆岩主要有：花岗岩、安山岩、闪长岩、流纹岩、玄武岩、辉长岩等。 2、沉积岩主要有：石英砂岩、石灰砾岩、泥铁岩、白云岩、泥岩、石膏等。 3、变质岩主要有：片麻岩、绿泥石片岩、千枚岩、大理岩、云母片岩等。 虽然岩石的面貌是千变万化的，但是从它们的形成环境，也就是从成因上来划分，可以把岩石分为三大类：沉积岩、岩浆岩和变质岩 1、沉积岩：沉积岩是在地表或近地表不太深的地方形成的一种岩石类型，它是由风化产物、火山 物质、有机物质等碎屑物质在常温常压下经过搬运、沉积和石化作用，最后形成的岩石。不论哪种方式形成的碎屑物质都要经过搬运过程，然后在合适的环境中沉积下来，经过漫长的压实作用，石化成坚硬的沉积岩。沉积岩依照沉积物颗粒的大小又分砾岩、砂岩、页岩、石灰岩。 沉积岩的形成：1、风化侵蚀：在河流上的大石头，经年累月被侵蚀风华，逐渐崩解成小的泥沙、碎屑。2、搬运：这些碎屑被水流从上游搬运到下游。3、堆积：下游流速减缓，搬运力减小，岩石碎屑便沉积下来。4、压密：新的沉积物压在旧的沉积物上，时间久了，底下的沉积物被压得较紧实。5、胶结：地下水经过沉积物的孔隙，带来的矿物质填满孔隙，使岩石碎屑颗粒紧紧胶结在一起，形成沉积岩。6、露出：沉积在海底的沉积岩层在板块运动的推挤下拱出海面，露出地表。 2、岩浆岩：岩浆岩也叫火成岩，是在地壳深处或上地幔中形成的岩浆，在侵入到地壳上部或者喷 出地表冷却凝固并经过结晶作用形成的岩石。因为它形成的条件和沉积岩差别很大，因此它的特点也与沉积岩明显不同。岩浆岩又分安山岩、玄武岩、花岗岩。有地底岩浆冷却凝固形成。 由于岩浆成分和冷却方式不同，便形成不同的火成岩。岩浆岩的形成：1、安山岩：岩浆由火山口喷出地面，快速冷却形成。2、玄武岩：岩浆经由缓和喷发漫流而出，逐渐冷凝形成的。3、花岗岩：岩浆并不喷出地面，而是在地下慢慢冷却形成的。 3、变质岩：在地壳形成和发展过程中，早先形成的岩石，包括沉积岩、岩浆岩，由于后来地质环 境和物理化学条件的变化，在固态情况下发生了矿物组成调整、结构构造改变甚至化学成分的变化，从而形成一种新的岩石，这种岩石被称为变质岩。变质岩是大陆地壳中最主要的岩石类型之一。变质岩又分板岩、片岩、片麻岩、大理石。变质岩的形成：1、为变质前的岩层：由于沉积或火山作用，堆积出一层层岩层。2、挤压岩层：在强大压力和摩擦力作用下，产生温度和压力，使得深埋在地下岩石发生变质作用。3、变质成新岩石：岩石里分散排布的矿物结晶会呈规矩排列，或生出新矿物来，而变成各种新的变质岩。 在全球陆地表面，沉积岩覆盖了75%，岩浆岩和变质岩占陆地面积1/4。但是到了地下深处，沉积岩逐渐变成了少数民族。在整个地壳中，沉积岩只占地壳体积的8%，变质岩占了27%，剩下的65%都是岩浆岩。
莫氏硬度,普氏硬度
莫氏硬度 简介 矿物莫氏硬度 Mohs’scale of hardness；Mons’hardness scale 又名莫斯硬度,表示矿物硬度的一种标准。1812年由德国矿物学家莫斯(Frederich Mohs)首先提出。 应用划痕法将棱锥形金刚钻针刻划所试矿物的表面而发生划痕，习惯上矿物学或宝石学上都是用莫氏硬度。 用测得的划痕的深度分十级来表示硬度：滑石(talc)1（硬度最小），石膏(gypsum)2，方解石(calcite)3，萤石(fluorite)4，磷灰石(apatite)5，正长石(feldspar;orthoclase;periclase)6，石英(quartz)7，黄玉(topaz)8，刚玉(corundum)9，金刚石(diamond)10。 硬度值并非绝对硬度值，而是按硬度的顺序表示的值。
莫斯（F. Mons）创立而得名，提出测定矿物相对硬度的10种标准矿物。由小到大分为10级：滑石1，石膏2，方解石3，萤石4，磷灰石5，正长石6，石英7，黄玉8，刚玉9，金刚石10。 应用时作刻划比较确定硬度。如某矿物能将方解石刻出划痕，而不能刻萤石，则其莫氏硬度为3～4，其他类推。莫氏硬度仅为相对硬度，比较粗略。虽滑石的硬度为1，金刚石为10，刚玉为9，但经显微硬度计测得的绝对硬度，金刚石为滑石的4192倍，刚玉为滑石的442倍。莫氏硬度应用方便，野外作业时常采用。 莫氏硬度表是在西元1812年由德国矿物学家Frederich Mohs (177 3-1839)提出，硬度值愈大愈硬。这些硬度值是经由互相磨挫来判断的，是相对的关系，不是呈现线性比例的(不能说硬度6比硬度2的硬3倍)。除了原本列出的1~10种矿物，这里也另外收集了其他常见物品的硬度值供参考： [编辑本段] 参考数据
岩石硬度表
A.A 土石方工程 说明 一、一般说明 （一）土壤及岩石的分类见表A.A-1。 表A.A-1土壤及岩石（普氏）分类表
（二）土石方体积应按挖掘前的天然密实体积计算。如需按天然密实体积折算时，应按表A.A-2系数计算。 表A.A-2土石方体积折算系数表 （三）挖土方平均厚度应按自然地面测量标高至设计地坪标高间的平均厚度确定。基础土方、石方开挖应按基础垫层底表面标高至交付施工场地标高确定；无交付施工场地标高时，应按自然地面标高确定。 （四）“土石方回填”项目中的“夯填”适用于沟槽回填、室内回填。 （五）土石方场外运输应按本章有关项目计算。 （六）桩间挖土方工程量不扣除桩所占体积，按每根桩增加普工0.6工日计算。 （七）土石方均未包括在地下水位以下施工的排水费用。 二、土方工程
（一）建筑物场地厚度≤±30cm的挖、填、运、找平，应按A.A.1中平整场地项目计算。厚度＞±30cm的竖向布置挖土或山坡切土，应按A.A.1中挖土方项目计算，按竖向布置（超过30cm的挖、填土方，用方格网控制挖填至设计标高就叫按竖向布置挖填土方）进行挖填土方时，不得再计算平整场地的工程量。 （二）挖基础土方包括带形基础、独立基础及设备基础、人工挖孔桩等的挖方，满堂基础按挖土方项目计算。 （三）挖土方、沟、槽定额均按干湿土综合编制。 （四）沟槽、基坑深度超过6m时，按深6m定额乘以系数1.2计算；超过8m以外者，按深6m定额乘以系数1.6计算。 （五）机械挖运淤泥时，按机械挖运土方定额乘以系数1.5。 （六）有关项目的说明 1．“平整场地”项目适用于建筑场地厚度≤±30cm的挖、填、运、找平。应注意： （1）可能出现厚度≤±30cm的全部是挖方或全部是填方，需外运土方或借土回填时，在工程量清单项目中应描述弃土运距（或弃土地点）或取土运距（或取土地点），这部分的运输不包括在“平整场地”项目内。 （2）不论机械或人工平整场地，均按本项目计算。 2．“挖基础土方”项目适用于基础土方沟槽、坑开挖。应注意： 深基础的支护结构，如钢板桩、H钢桩、预制钢筋混凝土板桩、钻孔灌注混凝土排桩挡墙、预制钢筋混凝土排桩挡墙、人工挖孔灌注混凝土排桩挡墙、旋喷桩地下连续墙和基坑内的水平钢支撑、水平钢筋混凝土支撑、锚杆拉固、基坑外锚、排桩的圈梁、H钢桩之间的木挡土板以及施工降水等，应按有关措施项目计算。 3．挖土方（包括大开挖）深度超过6m时，按“挖土方”项目乘以系数1.3。 三、石方工程
普氏系数
普氏系数 一、定义 1. 普氏系数又称岩石的坚固性系数、紧固系数，数值是岩石或土壤的单轴抗压强度极限的1/100，记作f，无量纲。 f=Sc/100，式中：Sc的计量单位为kg/cm²。 2.因为在钻掘施工中往往不是采用纯压入或纯回转的方法破碎岩石，因此这种反映在组合作用下岩石破碎难易程度的指标比较贴近生产实际情况。岩石坚固性系数f表征的是岩石抵抗破碎的相对值。因为岩石的抗压能力最强，故把岩石单轴抗压强度极限的1/10作为岩石的坚固性系数，即 f=R/10 式中：R是岩石的单轴抗压强度，MPa。 f是个无量纲的值，它表明某种岩石的坚固性比致密的粘土坚固多少倍，因为致密粘土的抗压强度为10MPa。岩石坚固性系数的计算公式简洁明了，f值可用于预计岩石抵抗破碎的能力及其钻掘以后的稳定性。 编辑本段二、分级标准及分级 根据岩石的坚固性系数(f)可把岩石分成10级（见下表），等级越高的岩石越容易破碎。为了方便使用又在第Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ,Ⅶ级的中间加了半级。考虑到生产中不会大量遇到抗压强度大于200MPa的岩石，故把凡是抗压强度大于200MPa的岩石都归入Ⅰ级。 这种方法比较简单，而且在一定程度上反映了岩石的客观性质。但它也还存在着一些缺点： (1) 岩石的坚固性虽概括了岩石的各种属性（如岩石的凿岩性、爆破性，稳定性等），但在有些情况下这些属性并不是完全一致的。 (2) 普氏分级法采用实验室测定来代替现场测定，这就不可避免地带来因应力状态的改变而造成的坚固程度上的误差。 表按坚固性系数对岩石可钻性分级表 岩石级别坚固程度代表性岩石f 20 Ⅰ最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他各种 特别坚固的岩石。 15 Ⅱ很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩，较坚固的石 英岩，最坚固的砂岩和石灰岩。 10 Ⅲ坚固致密的花岗岩，很坚固的砂岩和石灰岩，石英矿脉， 坚固的砾岩，很坚固的铁矿石。 8 Ⅲa 坚固坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁矿，不 坚固的花岗岩。
岩石硬度系数表示方法
岩石硬度系数表示方法 岩石级别坚固程度代表性岩石 Ⅰ最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他各种特别坚固的岩石。(f=20) Ⅱ很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩，较坚固的石英岩，最坚固的砂岩和石灰岩.(f=15) Ⅲ坚固致密的花岗岩，很坚固的砂岩和石灰岩，石英矿脉，坚固的砾岩，很坚固的铁矿石.(f=10) Ⅲa 坚固坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁矿，不坚固的花岗岩。(f=8) Ⅳ比较坚固一般的砂岩、铁矿石(f=6) Ⅳa 比较坚固砂质页岩，页岩质砂岩。(f=5) Ⅴ中等坚固坚固的泥质页岩，不坚固的砂岩和石灰岩，软砾石。(f=4) Ⅴa 中等坚固各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩.(f=3) Ⅵ比较软软弱页岩，很软的石灰岩，白垩，盐岩，石膏，无烟煤，破碎的砂岩和石质土壤.(f=2) Ⅵa 比较软碎石质土壤，破碎的页岩，粘结成块的砾石、碎石，坚固的煤，硬化的粘土。(f=1.5) Ⅶ软软致密粘土，较软的烟煤，坚固的冲击土层，粘土质土壤。(f=1) Ⅶa 软软砂质粘土、砾石，黄土。(f=0.8) Ⅷ土状腐殖土，泥煤，软砂质土壤，湿砂。(f=0.6) Ⅸ松散状砂，山砾堆积，细砾石，松土，开采下来的煤. (f=0.5) Ⅹ流沙状流沙，沼泽土壤，含水黄土及其他含水土壤. (f=0.3) A 表示矿岩的坚固性的量化指标. 人们在长期的实践中认识到，有些岩石不容易破坏，有一些则难于破碎。难于破碎的岩石一般也难于凿岩，难于爆破，则它们的硬度也比较大，概括的说就是比较坚固。因此，人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数，也叫普氏硬度系数f值）。 坚固性系数f=R/100 (R单位kg/cm2) 式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。 通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的 如： ①极坚固岩石f=15～20（坚固的花岗岩，石灰岩，石英岩等） ②坚硬岩石f=8 ～10（如不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等） ③中等坚固岩石f=4 ～6 （如普通砂岩，铁矿等） ④不坚固岩石f=0.8～3 （如黄土、仅为0.3） 矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质，但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。
普氏岩石硬度系数知识
. 普氏系数是单轴抗压强度除以10 极硬（f＝20）、很硬（f＝15）、坚硬（f＝8～10）、 较硬（f＝5～6）、普通（f＝3～4）、较软（f＝1.5～2）、 软层（f＝0.8～1）、松软（f＜1）等8类。 额分类普氏分类土壤及岩石 名称天然湿度下 平均容重 极限压碎强 度 用轻钻孔机 钻进1m 开挖方法及 工具 紧固系数Kg/m3 Kg/cm2 min f 四类土壤Ⅳ土含碎石重 粘土，其中包 括石炭纪、侏 罗纪的硬粘 土1950 －－用尖锹并同 时用镐和撬 棍开挖 1.0~1.5 含有碎石、卵 石、建筑碎料 和重达25kg 的顽石（总体 积10%以内） 等杂质的肥 粘土和重壤 1950
. 土 冰碛粘土，含 有重量在 50kg以内的 巨砾，其含量 为总体积 10%以内 2000 泥板岩2000 不含或含有 重量达10kg 的顽石 1950 松石Ⅴ含有重量在 50kg以内的 巨砾（占体积 10%以上）的 冰碛石2100 小于200 －部分用手凿 工具、部分用 爆破米开挖 1.5~1.2 矽藻岩和软 白垩岩 1800 胶结力弱的 砾岩 1900 各种不坚实 的版岩 2600
石膏2200 次坚石Ⅵ凝灰岩、和浮 石1100 200~400 3.5 用风镐的爆 破法来开挖 2~4 灰岩多孔和 裂隙严重的 石灰岩和介 质石灰岩 1200 中等硬变的 片岩 2700 中等硬变的 泥灰岩 2300 Ⅶ石灰石胶结 的带有卵石 和沉积岩的 砾石2200 400~600 6.0 用爆破方法 开挖 4~6 风化的和有 大裂缝的粘 土质砂岩 2000 坚实的泥板 岩 2800 坚实的泥灰 岩 2500