堅硬巖石是指新鮮完整的巖石，如沉積巖、火成巖、變質巖等。堅硬巖石具有很高的力學強度和很強的抗水性。以其抗壓強度大于50~300公斤/平方厘米而區(qū)別于半堅硬巖石，強度大者可達數(shù)千公斤，遠遠超過一般建筑物的要求。對于含有大量鹽巖和石膏的堅硬巖系，其易溶性形成了工程地質的特殊研究內容。

概念堅硬巖石是指顆粒牢固聯(lián)結、有較高的力學強度的巖石?！阒冈陲柡退疇顟B(tài)下的極限抗壓強度大于50公斤/平方厘米的叫做堅硬巖石，小于60公斤/平方厘米的叫做半堅硬巖石。

(資料圖片)

基本特征堅硬巖石包括新鮮的火成巖、變質巖及固結的沉積巖，從工程地質方面來看，堅硬巖石的基本特征如下：

①新鮮巖石具有很高的力學強度，達種強度遠遠超過一般建筑物的要求。例如新鮮的火成巖的極限抗壓強度可由數(shù)百到數(shù)千公斤/平方厘米，而普通建筑物對地基強度的要求只有數(shù)公斤/厘米2。堅硬巖石的這種高的強度是由其所特有的內部聯(lián)轄(融合的、膠結的)所決定的。

②新鮮完整的堅硬巖石大多數(shù)具有很大的隔水能力。一般而言，結晶礦物互相融合聯(lián)結的火成巖和變質巖多數(shù)是隔水的。顆粒被膠結物膠結起來而聯(lián)結的巖石，例如礫巖、砂巖等等有時常為透水的。

③對堅硬巖石的力學強度和透水性等，最有影響的次生變化就是構造破壞作用和風化作用。雖然新鮮的巖石性質很好，但是往往都因為遭到地殼運動構造應力的破壞，形成裂隙、斷裂以及破碎帶，而大大地降低巖石強度和隔水能力。風化作用也是使巖石工程地質性質變壞的最主要的因素之一。因此，在對這類巖石進行工程地質釋價時，需要特別注意巖石的構造破壞和風化的程度。

④某些類型的堅硬巖石是可溶性巖石，例如石灰?guī)r、大理巖等等。因此，這些巖石的可溶性就是影響其工程地質性質的最主要因素。

堅硬巖石的飽水單軸極限抗壓強度一般大于200～500kg/cm2。顆粒與顆粒之間具有遇水穩(wěn)定的剛性連結，是堅硬巖石的最大特點。按其自身的特性，它們與金屬和混凝土等堅硬彈性的物質近似。但是，由于堅硬巖石是由不同礦物所組成，并且常常具有層理、片理、裂隙、易于風化和溶解(主要是石灰?guī)r)等特性，所以它們是各向異性的物質。堅硬巖石，除某些石灰?guī)r、白云巖外，其孔隙極小(通常小于1%)，實際上是不可壓縮和不溶于水的，但裂隙透水和含水。它們的力學強度指標相當高。但由于風化和裂隙的發(fā)育，常使其強度大為降低。所以，對堅硬巖石來說，主要的工程地質問題是風化和構造破壞問題。在碳酸鹽巖石分布區(qū)，則還有一個巖溶作用的問題。

研究特點為了研究堅硬巖石的力學性質，可以應用對所有建筑材料的一般方法，并且可以利用關于抗壓強度極限、關于巖石抗凍性等的資料作為這些性質的特征指標。

在對堅硬巖石作為結構物地基而進行評價時，總的來說，關于它們的成分和力學性質的資料往往具有局限性的意義。例如，同一種巖石(例如花崗巖)依據(jù)構造作用的影響強烈程度、風化作用的大小等等可以處在各種不同的狀態(tài)。因此，堅硬巖石的名稱(例如花崗巖)不可以看作是它有足夠強度和穩(wěn)定性的特征。

關于堅硬巖石試樣的抗壓強度極限的資料也不可能是用作為結構物地基巖石詳細的強度特征指標。例如，巖石的試樣可能具有極大的強度，而被許多裂縫分開的巖體的巖石可能是結構物的不穩(wěn)定地基。

強裂隙性的花崗巖盡管有超過1000公斤/厘米2的強度極限，但比起其它的巖石來，例如與強度極限為100～150公斤/厘米2而沒有裂縫的石灰質砂巖來說，這種花崗巖是相當不好的地基。因此，當評價堅硬巖石的建筑性質時，不可以只憑高強度極限數(shù)據(jù)來判定。

當評價堅硬巖石的性質時，關于它們的狀態(tài)的資料，也就是關于風化和構造作用對巖石的影響的資料具有特別重大的意義。

關于巖石風化程度的初步印象可以根據(jù)天然露頭和探坑、水平坑道坑壁等的檢查而得到。這一概念在今后用顯微鏡研究巖石時而再加以精確。

運用與影響1、世界上的大部分地區(qū)是由堅硬巖石(基底巖系)或石灰?guī)r地形組成。在這些地區(qū)巖石多孔性受到次滲透性的約束，例如巖石的裂縫、斷層(斷裂線)和風化地區(qū)或充滿水的喀斯特巖洞。許多文獻中都涉及對圖像上的線性構造進行研究。然而，最有效地利用堅硬巖石地形圖像的方法也許是地區(qū)水文地質分帶。這種分帶充分利用地理巖石記載數(shù)據(jù)、結構和巖石特征、地貌、土壤和植被的自然聯(lián)系。這些特征間的相互影響和過去氣候地貌的發(fā)展為研究人員將每一塊地區(qū)看作“地下水水塔”奠定了充分的基礎?！暗叵滤本哂醒a給、存儲和地下水流的特定條件。

2、在堅硬巖石中采用淺孔爆破，需要面對爆破質量和爆破飛石這一難以克服的困難。針對孔淺、巖石硬，在施工中采用了增加裝藥、同時起爆、良好填塞、強力防護的爆破技術手段，以實現(xiàn)爆破破碎和周圍環(huán)境安全的有機結合。

在特堅硬巖石的條件下，炸藥破碎巖石主要作用在于爆炸應力波，因此應該根據(jù)爆炸應力波理論考慮爆破參數(shù)。爆破開挖的高度小，需要的炮孔深度也小，如果每個炮孔的裝藥量太小，就不能破巖。如果采用較大的炮孑L裝藥量就會造成大量的飛石，但在實際操作時必須要保證巖石的有效破碎，達到爆破破巖的目的，這就不得不增加單位巖石消耗量，相應地將每個炮孔的裝藥增加到一定量，使之在巖石中能夠產(chǎn)生足夠大的爆炸應力和反射拉應力，將巖石破碎。

本詞條內容貢獻者為:

林國慶 - 副教授 - 中國海洋大學

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