目前，旋挖鉆機破碎巖石的方法主要是機械破碎。機械破碎是對巖石施加性質(zhì)不同的外加集中機械載荷，使巖石的一部分從整體離下來(lái)。機械破碎對巖石的破碎，在很大程度上，取決于巖石自身的物理力學(xué)性質(zhì)，尤其是與機械破碎有關(guān)的巖石的主要力學(xué)性質(zhì)。決定巖石破碎難易程度的基本巖石性質(zhì)有：巖石的強度（或硬度）、彈性、脆性等。

　　作為巖石強度的重要指標（其他指標將另發(fā)文討論），抗壓強度與巖石的可鉆性存在直接關(guān)系，強度越大，可鉆性越低。而長(cháng)期以來(lái)，由于各種原因，在用戶(hù)承接工程時(shí)，難免遇到地質(zhì)資料不完整的情況，有些資料中未能提供巖石強度數據。如何通過(guò)巖石的承載力特指標來(lái)確定其抗壓強度，從而更準確地判斷旋挖鉆機對工程的適應性以及施工效率呢？巖石的單軸抗壓強度是什么？巖體的承載力特征值是什么？

　　概念1：?jiǎn)屋S抗壓強度

　　巖石的單軸抗壓強度，是指試樣只在一個(gè)方向受壓時(shí)所得的極限破壞強度，也就是說(shuō)將巖石試樣放在壓力機的上下壓板之間進(jìn)行加壓，直至試樣被壓壞時(shí)測得的壓力強度值。其測定一般使用單軸抗壓強度儀器來(lái)進(jìn)行。

　　R=F/A式中：

　　Rmdash;mdash;試件單軸抗壓強度（單位MPa，兆帕）；

　　Fmdash;mdash;試件壓破時(shí)的總壓力（單位：N，牛）；

　　Amdash;mdash;試件面積（單位：mm2，平方毫米）。

　　概念2：承載力

　　顧名思義，地基的承載力就是地基土對上部結構的承載能力。其中極限承載力是在荷載作用下達到破壞狀態(tài)之前或出現不適于繼續承載的變形時(shí)所對應的較大荷載；承載力特征值，是極限承載力除以安全系數后的承載力值。單位為帕Pa（或千帕kPa）工程地質(zhì)勘察報告等資料中所提供的承載力數據一般均為地質(zhì)層的承載力特征值。根據《GB建筑地基基礎設計規范》5.2.6條：

　　對于完整、較完整、較破碎的巖石地基承載力特征值可按巖基載荷試驗方法確定；對破碎、極破碎的巖石地基承載力特征值，可根據平板載荷試驗確定。對完整、較完整和較破碎的巖石地基承載力特征值，也可根據室內飽和單軸抗壓強度按下式進(jìn)行計算：fa=psi;rtimes;frk

　　式中：famdash;mdash;巖石地基承載力特征值(kPa)；frkmdash;mdash;巖石飽和單軸抗壓強度標準值（kPa）；psi;rmdash;mdash;折減系數。根據巖體完整程度以及結構面的間距、寬度、產(chǎn)狀和組合，由地方經(jīng)驗確定。無(wú)經(jīng)驗時(shí)，對完整巖體可取0.5；對較完整巖體可取0.2～0.5；對較破碎巖體可取0.1～0.2。

　　規范條文說(shuō)明中指出，對完整、較完整和較破碎的巖體可以取樣試驗時(shí)，可以根據飽和單軸抗壓強度標準值，乘以折減系數確定地基承載力特征值。顯然，越完整、折減越少；越破碎，折減越多。由于情況復雜，折減系數的取值原則上由地方經(jīng)驗確定。

　　從上述條文來(lái)看，巖石的承載力通過(guò)荷載試驗獲得的數據是相對*準確的。而通過(guò)公式計算承載力的話(huà)則還需要了解巖石的破碎程度，如：裂隙寬度、裂隙間距等等，按此完整程度取折減系數，然后計算出其承載力特征值。

　　因此，只要知道巖體的承載力特征值，根據巖體的破碎情況，就可以通過(guò)下式計算出巖石的承載力。即：frk=fa/psi;r從公式中可以看出，巖石的承載力特征值與其抗壓強度呈正相關(guān)關(guān)系。即在同等破碎程度條件下，巖石的抗壓強度越大，其承載能力越好；而承載力特征值越大，說(shuō)明巖石的抗壓強度越高。

　　在實(shí)際設計中，設計部門(mén)為了安全起見(jiàn)，會(huì )將上述折減系數降低一個(gè)評級采用。對于中等風(fēng)化巖石，對應著(zhù)上述條文的折減系數是0.2～0.5，操作中則按照0.1～0.2取值。即，巖石的單軸抗壓強度大約5～10倍于其承載力特征值。

　　而根據《FD003-2007風(fēng)電機組地基基礎設計規定（試行）》第6.2.6條：地基巖體承載力特征值可根據巖石飽和單軸抗壓強度、巖體結構和裂隙發(fā)育程度，按表6.2.6做相應折減后確定；對極軟巖可通過(guò)三軸壓縮試驗或現場(chǎng)載荷試驗確定其承載力特征值。;

　　從上述規定中，可知巖石的單軸抗壓強度與其承載力特征值則為5～20倍的關(guān)系，該方法與《建筑地基基礎設計規范》中所列公式大同小異，均為通過(guò)系數來(lái)對承載力和巖石抗壓強度進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

　　通過(guò)上述兩條規范條文，可發(fā)現巖體承載力特征值與巖石單軸抗壓強度存在一個(gè)折減系數的關(guān)系。而兩個(gè)規范對折減系數的取值相差較大，《建筑地基基礎設計規范》中取值范圍為0.1～0.5，而《風(fēng)電機組地基基礎設計規定》中的取值范圍則折算為0.05～0.2。

　　我們建議取小值，即0.05，則換算公式為：frkge;20times;fa（kPa）簡(jiǎn)言之，巖石的抗壓強度20倍以上于巖石承載力。特別注意：本公式得出的結果為巖石單軸抗壓強度平均值，而非較大值！