4岩石的物理力学性质 40概述 4岩石的物理力学性质 ■岩石与土： 岩石和士都是组成地壳的基本物质 岩石是由各种造岩矿物或岩屑在地质作用下按一定 规律（通过结晶联结或借助于胶结物粘结）组合而 4.1岩石的物理性质 成物质。岩石矿物颗粒之间存在较强的粘结性。 4.2岩石的强度 土是岩石风化解体后形成的岩石矿物颗粒散体集合 4.3岩石的破坏准则及测试方法 物。土体矿物颗粒之间没有粘结或只有很弱的粘结 4.4岩石的变形 性。 4岩石的物理力学性质 4岩石的物理力学性质 4.0概述 4.0服述 ■结构面与结构体 ■岩石的结构： 在岩体中存在着各种不同的地质界面，这种地质界 是指决定岩石组织的各种特征的总合，通常是指岩 面称为结构面，如层理面、节理面、裂隙和断层等。 石中矿物颗粒的结晶程度，矿物或岩石碎屑颗粒的 由这些结构面所切制或包围的岩体称为结构体。 形状和大小，颗粒之间相互连结状况，以及胶结物 ■岩块：岩块是指从地壳岩层中取出来的，无显著 的胶结类型等特征。 软弱面的岩石块体。如帖孔岩芯， 组成岩石的物质大小差异程度，决定着岩石的 ■岩体：岩体是指天然埋藏条件下大花围分布的、 非均质性。颗粒越均匀，岩石力学性质越均匀。组 由结构面 和结构体组成的地质体 成岩石的物质舞粒越小，一般岩石的强度越大。 广义岩石是岩块和岩体的泛称，狭义岩石专指岩块。 4岩石的物理力学性质 4岩石的物理力学性质 4.0概述 4.0概述 ■煤矿常见岩石结构种类： ■岩石的构造： (1)砾状结构一粒径大于2mm的碎屑胶结物，如酥岩 是指岩石中矿物颗粒集合体之间，以及它与其 （2)砂质结构一粒径变化在2~0.05mm之间的碎屑结构 它组成部分之间的排列方式和充填方 类型，如砂岩。 从矿山岩石力学观点来看，最重要的是以下几种构： (3)粉砂质结构一粒径变化在0.05-0.005mm之间的碎 屑结构类型，如粉砂岩、页岩。 国空州费建一本石的家省产香地会是发精 (4)泥质结构-一粒径小于0.005mm的醉屑结构类型 泥岩、粘土出 层分层价造一者石互相交，表规出层次现来
4岩石的物理力学性质 4岩石的物理力学性质 41岩石的物理性质 41岩石的物理性质 ■岩石的蜜唐 ■岩石的视密度 是指单位体积的岩石（不包括空隙）的质量 是指单位体积的岩石（包括空隙）的质量。 也叫真密度。密度与岩石的空隙及吸水多少无关。 视密度与岩石的空隙和吸水多少有关。 M P= p'= M 密度单位：kgm3. 天然视密度、干视密度、饱和视密度。 岩石的密度一般在2700kgm3左右： 4岩石的物理力学性质 4岩石的物理力学性质 41岩石的物理性质 41岩石的物理性质 ■岩石的孔膝性、孔度（孔率）、孔比 ■岩石的孔性、孔度（孔率）、孔廉比 岩石的孔膝性是指岩石中孔洞和裂隙的发育程度。 孔隙比是指岩石中各种孔洞和裂隙体积的总和与岩 裂隙体积的总和与岩石 石内固体部分实体积之比。 n n ×100% 1-Px1009 e=- 1-n 4岩石的物理力学性质 4岩石的物理力学性质 41岩石的物理性质 4.1岩石的物理性质 ■岩石的碎胀性和压实性 ■岩石的碎胀性和压实性 偿天隆同变和外电荷的作用下会春 碎胀系数比初始破碎时相应 岩石的碎胀性可用岩石破碎后处于松散状态下的 地变小。 体积与岩石破碎前处于整体状态下的体积之比来表示， 岩石的残余醉张性：岩石破碎体压实后的体积与破 该值称为碎胀系数，即： 碎前原始体积之比，称为残余碎张系数。 残余碎胀系数常用K,表示。 K
4岩石的物理力学性质 4岩石的物理力学性质 41岩石的物理性质 4.1岩石的物理性质 ■岩石的吸水性 ■岩石的透水性 岩石的吸水性是抬通水不期解的岩石在 定的试 岩石的透水性是岩石能被水透过的性能 条件下（规定的试样尺寸和试验压力）吸入水分的 岩石的透水性通常用渗透系数K表示。 能力。 达西定律：QKA,即单位时间内的渗水量与 自然吸水性是指试件在大气压力作用下吸入水分的 透面积1和水力坡度/有正比关系，其中的比例系数 质量与试件的干质量之比。， 单位：%。 就称为渗透系数。 强制吸水性是指试件在真空或加压（一般为15MPa) 渗透系数一般是通过在钻孔中进行抽水试验或压水 条件下吸入水分的质量与试件的干质量之比，它也 试验来测定。 称饱和吸水率。 at,单位：%。 4岩石的物理力学性质 !岩石的物理力学性质 41岩石的物理性质 41岩石的物理性质 ■岩石的透水性 ■岩石的软化性 岩石的软化性是岩石浸水后其强度明显降低的现象， 一计 岩石的款化系数是指水饱和岩石试件的单向抗压强 度与干燥岩石试件单向抗压强度之比， 1。= R 4岩石的物理力学性质 4岩石的物理力学性质 41岩石的物理性质 4.1岩石的物理性质 ■岩石的膨胀性和崩解性 岩石的膨胀性是岩石遇水后产生体积增大的现象， 岩石的膨胀性可以用膨胀力和膨胀率表示。 岩石与水进行物理化学反应后，随时间变化会产生 体积大 ,这时使试件体积保持 需要的 压力称为岩石的张应 力 而增大后的体积与原 积的比率称为岩石的膨胀事。膨张性软岩膨胀率甚 至大于35%. ·侧限膨胀仪
4岩石的物理力学性质 4岩石的物理力学性质 41岩石的物理性质 41岩石的物理性质 ■岩石的膨胀性和崩解性 软岩耐崩解指数2〈85% 岩石的解性指岩石与水相互作用时失去粘结性并 变成完全丧失强度而成为松散物质的性能。 岩石的崩解现象是由于水化过程中削西了岩石内部 的结构联络引起的。 。干湿循环测定仪 常见于由可溶盐和粘土质胶结 的沉积岩地层中 ,去角使其近于球啦状 岩石的耐崩解性指数指岩样在承受干燥和湿润两个 称重，格后将圆简支 标准循环之后，岩样对款化和谢解作用所表现出的 抵抗能力。 步就日 数的根据· 不试验规范以第二大干壶循环 岩石的物理力学性质 4.0概述4,1岩石的物理性 4岩石的物理力学性质 岩石与土 要求概念清楚 能指标数量 。岩石的结构与构造 岩石的物 不仅限于此 4.1岩石的物理性质 。岩石的碎胀性和正实性、碎胀系数K。、残余醉张系数K, 42岩石的强度 4.3岩石的破坏准则及测试方法 :石的水桂水、强制水率 4.4岩石的变形 岩石的软化性、软化系数 。岩石的腾胀性与崩解、膨账应力与膨胀率、崩解性指数 4岩石的物理力学性质 4岩石的物理力学性质 41岩石的物理性质 4.1岩石的物理性质 计深 。侧限膨胀仪
4岩石的物理力学性质 4岩石的物理力学性质 41岩石的物理性质 42岩石的强度 软岩耐崩解指数12(85% 1岩石的强度与极限强度 岩石抵抗外力破杯的能力/承受外力作用的能力，即岩石强 所能承受的最大载荷 载荷，用单位而 积表示则称为《损限)强度。 。干湿循环测定仪 单位，MPa(即MNm2) 选10块岩石试样，每块顶量4060 磨去梭角使其近于球控状 派生出：单轴抗压抗拉抗剪强度、三轴抗压抗拉抗剪强度、 瞬时强度、长时强度等。 4岩石的物理力学性质 4岩石的物理力学性质 42岩石的强度 42岩石的强度 2岩石强度与岩体强度 3岩石的破坏形式 岩石强度与结构 (1)脆性破坏 面强度组合关系 特点：破坏前没有显著变形（突然性）。 原因：可能是岩石中裂隙的发生和发展的结果。 木桶理论！ 规律性坚硬岩 石在一定的条件下都表现出脆性 破坏的性质 4岩石的物理力学性质 4岩石的物理力学性质 4.2岩石的强度 42岩石的强度 3岩石的破坏形式 3岩石的破坏形式 (2)延性（塑性）破坏 (3)弱面剪切破坏 特点 破环前有显著变形， 特点：沿结构面滑动 原因 岩石内结晶晶格错位 原因：药面切饭坏 的结果。 规律性：显存在弱面的岩 规律性：软弱岩石常表现出 体经常表现为弱面剪切破坏 延性破坏的性质。 的性质。 (d) (e