里氏硬度测试与岩石单轴抗压强度UCS之间的关系 (Leeb Hardness Test)

1. 引言

里氏硬度测试(Leeb Hardness Test)，也称为回弹硬度测试(rebound hardness test)， 最初是为金属开发的 测定材料 硬度的方法，一些文献也称作Equotip硬度测试 。 里氏硬度测试是一种廉价且简单的硬度测量方法，对于岩石来说，它与莫氏硬度(Mohs hardness scale)有很好的相关性。一些作者 已将其 与岩石的无侧限单轴抗压强度 (UCS， σ c  ) 关联起来。 这些测试可以快速、方便、无损地在岩心和岩样或岩石露头上进行， 这使得使用相对较小的LHT设备就可以进行现场测试。

目前最新的研究工作来自于加拿大的采矿咨询公司BGC Engineering【 大学层次岩土教育的未来---岩土工程项目中的三维全息可视化 】和Dalhousie大学【 基于采矿工程和岩土工程学科的大学排名 】，他们汇编了来自过去文献的测试数据，并且 进行了新的实验室测试，从而开发出一个具有广泛岩石类型的数据库， 提供了各种岩石类型的 里氏 硬 度 LD 和 σc 的相关性， 评估了相关 σc 估计值的准确性。 研究结果表明， LHT 对于 σc 的现场估计尤其有用，并且比 ISRM 概述的传统现场估计方法（例如锤击 hammer blows ）提供了显着改进。 该测试快速、简单，设备成本相对较低，并提供了相当准确的 σc 估 计。

2. 主要关系式

在过去的文献中，一些作者已经建立了LD和UCS之间的关系式，如下图所示，图中所示的这个里氏硬度测试仪售价大约2500加元，合人民币大约1万3000元。

最新的关系式引入了两个系数alpha和beta，不同类型的岩石这两个系数不同，如下图所示。

3. 参考

[1]  (2017) The Leeb Hardness Test for Rock: An Updated Methodology and UCS Correlation (pdf)

[2 ]  (2022)  2022 Database Update and UCS-Leeb Hardness Correlation

[3] (2022) The Equotip hardness method for spatial geotechnical assessment of a Northparkes Mine block cave (pdf) 

[4] (2022)  Application of Leeb Hardness Test in Prediction of Dynamic  Elastic Constants of Sedimentary and Igneous Rocks 

[5] (2022)  The EQUOtip hardness method for spatial geotechnical assessment

[6 ]  ( 2023)  Develo pment of Leeb hardness field test methodology to be used during rock core logging

[7] (2023)  Adoption of Astm A956-06 Leeb Hardness Testing Standard to  Rock Engineering Applications