常用岩石力学参数

部部分分岩岩石石的的天天然然容容重重 岩石名称天然容重 岩石名称天然容重 岩石名称 KN m 3 KN m 3 花岗岩23 0 28 0砾岩24 0 26 6新鲜花岗片麻岩 闪长岩25 2 29 6石英砂岩26 1 27 0角闪片麻岩 辉长岩25 5 29 8硅质胶结砂岩25 0混合片麻岩 斑岩27 0 27 4砂岩22 0 27 1片麻岩 玢岩24 0 28 6坚固的页岩28 0片岩 辉绿岩25 3 29 7砂质页岩26 0特别坚硬的石英岩 粗面岩23 0 26 7页岩23 0 29 0片状石英岩 安山岩23 0 27 0硅质灰岩28 1 29 0大理岩 玄武岩25 0 31 0白云质灰岩28 0白云岩 凝灰岩22 9 25 0泥质灰岩23 0板岩 凝灰角砾岩22 0 29 0灰岩23 0 27 7蛇纹岩 注 本表引自 岩石力学与工程 蔡美峰主编 科学出版社出版 岩石力学单轴压缩弹模 E Gpa 泊松比 v 单轴抗压强度 C Mpa 单轴抗拉强度 t Mpa 主焦煤0 29 2 450 1 0 54 9 490 24 5 79 无烟煤2 45 6 379 81 15 71 47 2 45 页岩8 83 22 60 09 0 354 5 78 50 98 39 6 19 6 491 96 9 81 砂质页岩15 7 23 70 15 0 2519 6 88 31 96 17 7 39 2 68 62 94 11 8 软砂岩9 81 13 90 05 0 3619 6 2942 94 19 6 致密砂岩30 458 8 98 13 92 12 7 石英砂岩59 8 泥灰质9 81 25 50 18 0 359 81 2550 98 24 5 石砂岩78 5 1374 9 12 7 石灰岩23 5 68 6 白云岩44 1 83 40 20 0 3539 2 24598 1 137 11 4 15 3 花岗岩30 4 82 80 17 0 3649 2453 92 28 4 98 1 1479 81 14 7 玄武岩39 2 98 10 10 0 35147 2947 61 39 2 196 245 大理岩9 81 67 30 2 0 3529 4 1864 90 19 6 78 5 1183 92 12 7 片麻岩15 5 57 30 2 0 3549 2754 90 19 6 157 1969 81 14 2 石英岩40 2 1470 12 0 2788 3 4918 33 39 4 167 3438 83 34 3 注 1 带有横线的格子中 横线上方代表 范围 下方代表 一般 2 本表引自 李世平编 岩石力学简明教程 中国矿业大学出版社出版 花岗岩30 4 82 80 17 0 36 围岩分类及巷道支护形式表 围岩分类围岩松动圈 cm分类名称锚喷支护方式备注 天然容重 0 40稳定围岩喷混凝土 短锚杆整体性好可不支护 KN m 3 40 100较稳定围岩喷混凝土 短锚杆料石碹亦可支护 29 0 33 0 100 150一般围岩锚杆 喷混凝土刚性支护轻微破坏 27 6 30 5 150 200软岩密锚网 喷混凝土刚性支护破坏很大 24 0 26 3 200 300较软岩常规方法较难支护围岩变形有稳定期 23 0 30 0 300极软岩常规方法较难支护围岩变形无稳定期 29 0 29 2 30 0 33 0 夹层物质成分对结构面抗剪强度的影响 28 0 29 0软弱夹层物质成分摩擦系数粘结力 Mpa 26 0 27 0泥化夹层和夹泥层0 15 0 250 005 0 02 21 0 27 0破碎加泥层0 3 0 40 02 0 04 23 1 27 5破碎夹层0 5 0 60 0 1 26 0含铁锰质角砾破碎夹层0 65 0 850 03 0 15 粘聚力 c 内摩擦角 抗弯强度 力学参数 抗压强度 岩石名称 花岗岩100 250 0 98 9 8116 404 71 5 96粗玄武岩100 350 1 96 3 9228 35砂岩20 170 3 63 9 8111 601 96 29 4煤4 49 3 92 5 8835 454 90 14 7 砂岩20 170 页岩5 100 6 86462 45 44 1石灰岩30 250 9 81 15 2 4 12 70 632 704 12 58 8 9 81 2 7545 529 81 15 7 3 43 46 635 584 12 27 6 12 6 34 345 529 81 19 6 岩体类型 容重 kN m3 19 6 49 030 50 I27 30 7 65 39 844 8011 7 19 6 II25 28 21 3u E K 1 2u E G jsttan n c 部部分分岩岩石石的的天天然然容容重重 13 7 25551 5812 7 16 7 III23 25 27 350 IV21 25 V20 24 14 7 74 552 58 一些煤系地层层面力学参数的参考值 层面两侧岩石 粘聚力 C MPa 石灰岩与煤层0 2 煤层与页岩交互 层 0 1 页岩交互层与砂 岩 0 1 中国煤矿锚固材料基本性能 表1 锚杆常用材料及其性能 钢筋类别 材质部标代号直径 mm 屈服强度 Mpa 极限强度 Mpa 延伸率 钢号代号 5 10 3号Q235YB171 696 402403802521 16锰16MnYB171 69 6 40 28 40 320 520 500 16 25锰25MnSiYB171 696 4040058014 5号A5YB171 656 402805001915 抗拉强度抗剪强度 7 2514 50 15 3525 60 4 258 40 0 2 64 6 4 258 40 2 103 30 5 2510 50 设计参考用岩体力学参数 GB50218 94 粘聚力 C 内摩擦角 弹模E 泊松 比 MPa GPa 3 8 55 25 0 2 1 2 345 5515 25 0 2 0 25 0 4 1 235 454 15 0 25 0 3 0 1 0 425 350 8 3 0 3 0 4 0 1 30 0 4 内摩擦角 切向刚度 系数KS 法向刚 度系数 KN MPa MPa 3024 5981 2514 7588 2514 7588 一些煤系地层层面力学参数的参考值 表2 锚杆常用圆钢端面承载能力 单位 kN 杆体直径 mm 毛截面积 mm2 3号钢5号钢 屈服载荷破断载荷屈服载荷破断载荷 1620148 276 456 3100 1 18254 561 196 771 3127 3 20314 275 4119 488157 1 22380 191 2144 4106 4190 1 24452 4108 5171 8126 6226 1 28615 8147 8234172 4307 9 16Mn钢25MnSi钢 屈服载荷破断载荷屈服载荷破断载荷 68 3104 576 4116 6 86 5132 396 7147 6 106 8163 4119 4182 2 129 2197 2144 4220 5 153 7235 1180 9262 2 197 2307 9234307 9 表2 锚杆常用圆钢端面承载能力 单位 kN 主要地层岩性物理力学参数取值 岩性天然容重 r kn m3 密度p kg m3 弹性模量E 103MPa 泊松比u 第四系表土1818000 010 24 下石河子组泥岩26 35263522 50 26 粗砂岩26 326305 30 3 中砂岩26 52650 10 3 15 5 0 26 0 65 细砂岩26 62660 7 1 31 8 0 22 0 24 粉砂岩26 42640 16 9 22 6 0 25 0 32 泥岩26 352635 22 5 19 0 0 26 0 23 砂泥岩26 3263017 80 25 3上煤13 713705 20 38 3下煤13 71370 3煤 单层6m厚 1414003 30 33 注 内为南屯煤矿平均物理力学指标 为三轴流变破坏强度 兴隆庄煤矿资料 序号岩石名称容重kg m3体积模量pa剪切模量pa 1 粉砂岩26401 10E 106 80E 09 2 泥岩26351 50E 108 70E 09 3 粉砂岩26401 10E 106 80E 09 4 泥岩26351 50E 108 70E 09 5 细砂岩26604 20E 092 80E 09 6 粉砂岩26401 10E 106 80E 09 7 2煤1380 3 00E 091 00E 09 8 中砂岩26506 90E 094 00E 09 9 3煤14003 20E 091 20E 09 10 粉砂岩26401 10E 106 80E 09 在PFC模拟中参数表 岩石名称容重kg m3法向刚度n m切向刚度n m粘结力n 矸石26504 00E 084 00E 080 煤层14002 00E 082 00E 080 以上均摘自卫建清 博士论文 兖州矿区厚煤层综放开采模型及其机理研究 北京校区 单轴抗压强度MPa 抗拉强度MPa抗剪强度 内聚力mpa摩擦角 0 010 002 81 980 83 250 3 39 6 48 0 1 38 28 7 88 1 1 55 52 5 79 2 0 85 81 98 78 5 0 83 65 81 67 23 30 03 27 50 03 19 440 03 3 7 3 7 抗拉强度mpa粘结力mpa内摩擦角 层厚m 12 5403 1 32 2384 12 5406 0 831 2387 1 53 54523 1 22 64017 0 020 8301 1 21 84230 0 31339 1 53 24060 摩擦系数 0 4 0 4 EuGK 煤5 20 38 1 884058 7 222222 粉砂16 90 256 76 11 26667 中砂10 30 26 4 087302 7 152778 2 610 24 1 052419 1 673077 2