岩石坚固性检测 岩石碎石硬度测试

岩石坚固性系数（普氏系数，f值）是评价岩石抵抗外力破坏能力的重要指标，用于矿山、隧道及岩土工程。依据标准主要有GB/T 50266-2013《工程岩体试验方法标准》和MT/T 42-1987《岩石坚固性系数测定方法》。常用方法分为两类：单轴抗压强度法（主要）和捣碎法（历史方法）。

一、定义与关系

普氏系数 f = 岩石单轴饱和抗压强度

Rc（MPa） / 10

等级划分：

坚固性等级 f 值 代表性岩石

Ⅰ级（Zui坚固） 15-20 玄武岩、石英岩

Ⅱ级（很坚固） 8-14 花岗岩、闪长岩

Ⅲ级（坚固） 4-7 砂岩（致密）、大理岩

Ⅳ级（比较坚固） 2-3 页岩、泥灰岩

Ⅴ级（中等坚固） 1-1.5 粘土岩、煤

Ⅵ级（松软） 0.6-0.8 破碎页岩、砂砾石

Ⅶ级（松散） < 0.5 砂、土

二、单轴抗压强度法（仲裁法）

1. 试样制备

采芯：在工程现场钻取岩芯（直径 50mm）。

加工：切割高径比 2.0-2.5（如 50mm×100mm），两端磨平（平行度 ≤ 0.05mm）。

数量：每组 6 个 试样。

状态：测天然含水率或饱和状态（如遇水软化则测干燥强度）。

2. 试验步骤

试样放入压力试验机（量程满足预估破坏荷载）。

以 0.5-1.0 MPa/s 速度加载至破坏。

记录破坏荷载

P（kN）。

3. 计算

三、捣碎法（简易法，用于煤矿）

1. 原理

将一定粒度岩石捣碎，测筛下粉末质量，经验公式估算 f 值。

2. 步骤

取 0.5-1.0 kg 岩块（20-30mm 块度），烘干。

放入捣碎筒（高径比 1:1，带 2.5kg 重锤），重锤自由下落 5 分钟（约 600 次）。

取出，过 0.5mm 筛，称量筛下粉末质量 m1（g）。

计算：f = 20 × m1/ m0

（m0 — 总质量，g）。