岩石物理、化学性质及其分类.
矿物与岩石的基本特征与分类
矿物与岩石的基本特征与分类矿物与岩石是地球地壳的重要组成部分，它们是地质学研究的重要对象。
矿物是地壳中的天然无机物质，拥有特定的化学组成和晶体结构。
岩石则是由一个或多个矿物组成的固体物质体。
矿物与岩石的基本特征与分类对于了解地球形成、矿产资源的富集和勘探有着重要意义。
一、矿物的基本特征与分类1. 物理性质：矿物具有一系列的物理性质，如颜色、光泽、硬度、密度、断口、晶体形态和磁性等。
这些物理性质可以用来鉴定和区分矿物。
2. 化学成分：矿物的化学成分是矿物分类的主要依据。
根据矿物的化学成分不同，可以将其分为硅酸盐矿物、氧化物矿物、硫酸盐矿物、碳酸盐矿物、硫酸盐矿物、磷酸盐矿物、铁镍矿物等。
3. 晶体结构：矿物的晶体结构是其内部原子或离子排列的规则集合。
根据晶体结构的不同，可以将矿物分为立方晶系、正交晶系、斜方晶系、单斜晶系、菱方晶系和三斜晶系等。
4. 成因与产地：矿物的形成与特定的成岩过程、热液作用、气液固相结晶等密切相关。
根据成因的不同，可以将矿物分为火成矿物、热液矿物、沉积矿物和变质矿物等。
同一种矿物在不同的产地可能具有不同的特征和用途。
二、岩石的基本特征与分类1. 成分与结构：岩石的成分包括岩石类别主要矿物的组成，以及辅助矿物、玻璃体、间隙等。
岩石的结构指的是岩石中矿物颗粒的排列和连接关系，主要有集合体结构、晶洞结构、微晶结构等。
岩石的成分和结构决定了岩石的性质。
2. 岩石的岩性：根据岩石的构造特征、矿物组成及其产生的环境等，可以将岩石分为火成岩、沉积岩和变质岩三大类。
火成岩是由于岩浆在地壳内凝固形成的，如花岗岩、玄武岩、安山岩等。
沉积岩是由于风化和侵蚀作用将岩屑物质沉积在地表形成的，如砂岩、页岩、石灰岩等。
变质岩是在高温高压等改造作用下形成的，如片麻岩、大理岩和石榴岩等。
3. 岩石的构造：岩石的构造是指岩石内部矿物颗粒和结晶之间的排列方式和空隙、节理等构造特征。
不同的构造会影响岩石的物理力学性质和保存条件。
岩石的工程地质性质
一、岩石的工程地质性质指标
物理性质 密度，孔隙率，吸水性 力学性质 强度，变形 水理性质 透水性，溶解性，软化性，抗冻性
(一)物理性质
1.密度 岩石单位体积的质量。
2.相对密度 固体岩石的质量与同体积4℃水的质量的比值。
3.岩石的孔隙率 岩石中孔隙、裂隙的体积与岩石总体积的比值。
2.变形模量 应力与总应变的比值。
3.泊松比 轴向压力作用下的模向应变和纵向应变的比值。
(三)水理性质
1.透水性 2.溶解ห้องสมุดไป่ตู้ 3.软化性 4. 抗冻性
二、影响岩石工程性质的因素
1. 矿物成分 2. 结构
岩石按结构分类：结晶联结、胶结物联结 强度上的一般规律：
结构：结晶联结＞胶结物联结 胶结物：
硅质胶结＞铁质胶结＞钙质胶结＞泥质胶结 胶结方式(图1-4)：
接触胶结＞孔隙胶结＞基底胶结
二、影响岩石工程性质的因素
3. 构造 一些强度底、易风化的矿物，多沿一定的
方向富集，或成条带状风布，或成局部的聚集体， 从而使岩石的强度在这些部位出现弱化。
4. 水的作用
5. 风化
4.吸水率 指在常压条件下岩石所吸水分质量与干燥岩石质量 的比值。
(二)力学性质
强度指标
1.抗压强度 岩石在单向压力作用下，抵抗压碎破坏的能力。
2.抗拉强度 岩石单向拉伸时，抵抗拉断破坏的能力。
3.抗剪强度 岩石抵抗剪切破坏的能力。可分为抗剪断强度、抗 剪强度和抗切强度。
(二)力学性质
变形指标
1.弹性模量 应力与弹性应变的比值。
岩石的物理性质及分类
c cf Cf 100% c
可见：抗冻系数Cf 越小，岩石抗冻融破坏的能力越强。
五、岩石的透水性
地下水存在于岩石孔隙、裂隙之中，而且大多数岩
石的孔隙裂隙是连通的，因而在一定的压力作用下，地
下水可以在岩石中渗透。岩石的这种能透水的性能称为 岩石的透水性。岩石的透水性大小不仅与岩石的孔隙度 大小有关，而且还与孔隙大小及其贯通程度有关。 衡量岩石透水性的指标为渗透系数(K)。一般来说，完 整密实的岩石的渗透系数往往很小。岩石的渗透系数一 般是在钻孔中进行抽水或压水试验而测定的。
2、干密度（ρd）和干重度(γd )
干密度是指岩石孔隙中的液体全部被蒸发后单位体积岩 石的质量，相应的重度即为干重度。
Ws d V
（g/cm3） (kN /m3)
d d g
式中：Ws——岩石试件烘干后的质量(g)； V——岩石试件的体积(cm3)； g——重力加速度。
3、饱和密度（ρ）和饱和重度(γw)
要求：
1、须掌握本章重点难点内容； 2、了解几种有代表性的岩体分类方法；
3、了解我国工程岩体分级标准（GB50218－94）
§2－1 岩石的基本物理性质
岩石由固体，水，空气等三相组成。
一、密度（ρ）和重度(γ)： 单位体积的岩石的质量称为岩石的密度。单位体积的岩 石的重力称为岩石的重度。所谓单位体积就是包括孔隙体 积在内的体积。
Id2 m r W2 W0 100% m d W1 W 0
5、岩石的抗冻性
岩石的抗冻性是指岩石抵抗冻融破坏的性能，是
评价岩石抗风化稳定性的重要指标。
岩石的抗冻性用抗冻系数Cf 表示，指岩石试样在 ±250C的温度期间内，反复降温、冻结、融解、升温，
第一章岩石的性质及其工程分级
3、解释岩石碎胀性的意义和表示方式。
4、三向压力作用下岩石的变形和强度特征有哪些?
5、解释岩石可钻性和可爆性。
6、岩石工程分级的目的和意义是什么?常用哪些表 示方法?
7、画出岩石在静荷载情况下单向受压应力—应变 关系示意图，并叙述其特性？
（5）岩石的膨胀性
是软岩石表现出来的特征，是指软岩石浸水后
体积增大和相应的引起压力增大的性质。
（6）岩石的崩解性
是指软岩浸水后发生的解体现象。
四、.岩石的碎胀性
岩石破碎以后的体积将比整体状态下 增大，这种性质成为岩石的碎胀性
用碎胀系数表示 K V1
V
V1—岩石破碎后处于松散状态下的体
一、岩石的变形特征
（一）静载荷作用下两个发展阶段
变形：岩石在外荷载作用下，首先是组成岩石的基本微粒之 间的相对位置的变形，可称为变形。
破坏：随着作用的荷载不断增大，或者荷载达到某一数值而 恒定保持下去，便会导致岩石的破坏。
外荷载的分类
静荷载：岩石本身周围的压力
按外荷载的作用性质{
表
二、岩石的孔隙性
岩石的孔隙性：是指岩石的裂隙和孔隙发育程度，通常用孔隙 度n和孔隙比e来表示。
岩石的孔隙度n：是指岩石试件内各种裂隙，孔隙的体积总和 与试件总体积之比。
岩石的孔隙比e：是指岩石试件内各种裂隙、孔隙的体积总和 与试件内固体矿物颗粒体积之比。
意义： 岩石的孔隙度增大 岩体本身整体性下降 强度降低 透水性增大 由于存在着孔隙 加快岩石的风化速度，从而又增大 了岩石的透水性
（四）、动荷载下岩石的变形特征
无论是冲击式凿岩机凿碎还是爆破破碎岩石，岩石承 受的外力都不是静荷载而是一种冲击荷载。
岩石的地质学实验
岩石的地质学实验岩石是地质学中的重要研究对象，通过实验可以对岩石的性质和形成过程进行深入研究。
地质学实验涵盖了多个方面，包括岩石的物理性质、化学性质、形态特征以及岩石变形和分解等。
本文将重点介绍几种常见的岩石地质学实验。
一、岩石物理性质实验1. 密度测定实验密度是岩石的一个重要物理性质，通常使用质量和体积来表示。
在实验中，我们可以通过称量岩石样品的质量并浸入水中测定体积，然后计算出岩石的密度。
这种实验方法被称为浮法测定。
2. 孔隙度和孔隙率实验岩石的孔隙度是指岩石中的总体积中孔隙占据的部分的比例。
孔隙度和孔隙率通常可以通过测量岩石样品的饱和质量（即含水量）和干质量，然后计算出来。
这些数据对于水文地质和油气勘探等领域具有重要意义。
3. 磁化率实验磁化率是研究岩石磁性的重要参数。
使用磁化率仪可以测量岩石样品在外加磁场作用下的磁化率。
这种实验方法可以用于研究地磁场对岩石反应的影响，以及岩石中可能存在的磁性矿物。
二、岩石化学性质实验1. 酸蚀实验酸蚀实验可以用于确定岩石中存在的酸溶性矿物。
在实验中，可以选择一种酸性试剂（如盐酸）来与岩石样品接触，观察是否产生气泡或溶解反应，从而推断岩石中酸溶性矿物的存在。
2. 岩石溶解实验溶解实验可以用于研究岩石中的可溶性矿物。
在实验中，可以选择一种溶液（如氢氧化钠溶液）与岩石样品接触，观察是否发生溶解反应。
通过溶解实验可以确定岩石中的可溶性矿物类型以及它们的溶解特性。
3. 物理吸附实验物理吸附实验可以研究岩石表面的吸附性质。
在实验中，可以使用一种吸附剂（如活性炭）与岩石样品接触，观察吸附剂上吸附的气体分子或溶质的种类和数量。
这种实验方法对于研究岩石中的孔隙结构和孔隙表面特征具有重要意义。
三、岩石形态特征实验1. 岩石显微镜观察实验显微镜观察实验可以研究岩石的显微结构和组成。
通过使用显微镜，可以观察到岩石中的矿物颗粒、晶体结构以及岩石中可能存在的裂缝和变形等特征。
2. 岩石薄片制备实验岩石薄片制备实验是为了进行岩石显微镜观察而进行的。
岩石土壤知识点归纳总结
岩石土壤知识点归纳总结一、岩石的基本知识点总结1. 定义：岩石是由一个或多个矿物组成的固体矿物结合体，是地壳的主要组成部分之一。
2. 分类：岩石主要分为火成岩、沉积岩、变质岩三类。
火成岩是由岩浆在地表或地下凝固而形成的；沉积岩是由岩石碎屑、有机物等通过风化、运移、沉积过程形成的；变质岩是在高温高压下由已有的岩石发生变质作用形成的。
3. 特性：岩石具有硬度大、结构密实、化学成分复杂等特点，不同类别的岩石具有不同的特性。
4. 地质意义：岩石记录着地球历史的变迁和演化，通过对岩石的研究可以了解地球的形成和演变过程。
5. 与人类生活的关系：岩石是建筑材料的重要来源，也是重要的工业原料。
此外，一些珍贵的矿产资源也是由特定类型的岩石形成的。
二、土壤的基本知识点总结1. 定义：土壤是由岩石通过风化、物理、化学作用以及有机物质的加入形成的一层薄而松散的表层，是生物生长和生存的重要基础。
2. 分类：土壤可以分为沙土、壤土、粘土三类。
沙土颗粒粗大，透气性好；壤土颗粒适中，适合作为耕地；粘土颗粒细小，透水性差。
3. 特性：土壤具有吸附、保肥、调节水分和气候等特性，可以为植物生长提供营养和水份。
4. 地质意义：土壤是岩石风化形成的产物，通过对土壤的研究也可以了解岩石的风化和变质过程。
5. 与人类生活的关系：土壤是农业的基础，也是建筑、园艺、环境保护等方面的重要资源。
土壤的健康状况对于人类的生活和生产具有重要的影响。
三、岩石与土壤之间的关系1. 岩石是土壤的物质来源，土壤是岩石风化形成的产物。
2. 土壤中含有硅、铁、铝等元素是由岩石风化而来的。
3. 土壤的类型和特性受到岩石的影响，不同的岩石类型风化形成的土壤也不同。
4. 土壤中的有机质和微生物对岩石的风化起着重要作用。
四、岩石与土壤的保护和利用1. 岩石资源的合理利用和保护对环境和人类生活具有重要意义。
可以通过科学矿产勘查、合理矿产开发等手段，保护和利用岩石资源。
2. 土壤资源的合理利用和保护对农业和生态环境具有重要意义。
岩石物理、化学性质及其分类
主要内容
岩石性质及其分类
1.1 岩石的物理性质 1.2 岩
1 岩石的孔隙度η
岩石的物理性质
η为岩石中孔隙总体积V0与岩石的总体积V之比，
用百分率表示。
V0 V 100%
2 密度ρ和容重γ
密度ρ:不包括孔隙在内的岩石密度。(g/cm3)
M V V0
坚固的石灰岩、砂岩、大理岩、不坚固的花岗 岩、黄铁矿 一般的砂岩、铁矿 砂质页岩、页岩质砂岩
Ⅴ
中等
坚固的粘土质岩石、不坚固的砂岩和石灰岩
4
Ⅴa
Ⅵ Ⅵa Ⅶ Ⅶa Ⅷ Ⅸ Ⅹ
中等
较软弱 较软弱 软弱 软弱 土质岩石
各种不坚固的页岩、致密的泥灰岩
软弱的页岩，很软的石灰岩，白垩、岩盐、石 膏、冻土 碎石质土壤，破碎页岩、坚固的煤等
3）磨蚀性
岩石对工具的磨蚀能力，主要与岩石的成分有关。
4）凿岩性
岩石被凿碎的难易程度：用每米炮眼所消耗
的钎头数，纯凿速，比能三指标表示
5）爆破性 表示岩石被爆碎的难易程度：用单位原岩的
炸药消耗量和所需炮眼长度表示。
第三节
1 普氏分级法
岩石的分级
1）基本观点 是岩石的坚固性所综合上述各特性趋于一 致，即硬度、强度、凿岩性、爆破性是一致的。 2）分级方法 用坚固性系数f来大致概括，作为分级的根 据。f=R/10,或 共分10级。
图1-2 冲击载荷与时间的关系
②岩石变形不均匀，质点运动速度不一致
即岩石中各质点不是以一致速度运动，岩石不是均匀地 变形，这是与静载作用根本区别所在。如图1-3。 运动与变形首先开始
于受冲击的端面，端面处
质点受到扰动后，产生变 形和应力，由于质点间的
岩石及其分类的名词解释
岩石及其分类的名词解释岩石是地球上最基本的构成物质之一，是由一种或多种矿物质经过特定的成岩过程形成的。
岩石既是地球表面的外衣，也是地下深处的内核，承载着地球历史和演化的印记。
在地质学中，岩石被广泛研究，其分类也是理解地球演化和矿产资源的重要基础。
岩石根据成岩方式、岩石结构以及岩石的化学和物理特性，可以分为三大类：火成岩、沉积岩和变质岩。
火成岩是由地球深处的岩浆经过冷却和凝固形成的。
它们可以进一步分为火山岩和侵入岩两类。
火山岩是在地表火山口和喷发口喷发或喷溢的岩浆凝固后形成的。
火山岩细粒度，质地均匀，其中最常见的是玄武岩和安山岩。
而侵入岩是在地下深处岩浆冷却凝固后形成的，这些岩石质地粗大，晶粒显著可见，其中包括花岗岩、辉石岩和二长岩等。
沉积岩是由原来的岩石颗粒、有机质等在地表或水中沉积而成的。
在长时间的压实和水化作用下，这些颗粒逐渐固结成形。
沉积岩按形成环境可以分为陆相沉积岩和海相沉积岩。
陆相沉积岩主要包括砂岩、泥岩和煤，这些岩石通常在大陆地壳上形成，如河流、湖泊和河口等地。
海相沉积岩则包括石灰岩和页岩，主要分布在海洋和浅海地区。
变质岩是在高温和高压的条件下，原有的岩石发生结构、化学和物理特性的变化形成的。
变质岩的形成与岩石深部的构造运动密切相关，常见的变质岩有片麻岩、云母片岩和石英岩等。
这些岩石通常在地壳的深部或造山带形成。
除了这三类基本的岩石，还有一些特殊的岩石类型值得一提。
中间基性岩是介于酸性岩和基性岩之间的一类岩石，它们的化学成分和岩浆来源都介于酸性岩和基性岩之间。
常见的中间基性岩包括安山岩、辉石安山岩和玄武岩。
碱性岩是指富含碱金属元素的火成岩，常见的代表是花岗岩，它们具有浅色、均匀质地和丰富的石英等特征。
蛇纹岩是一种以“蛇纹”为主要特征的火成岩，主要由斜长石和闪石构成，矿物晶粒呈细长的蛇状排列。
喷流岩是指火山口或岩浆管中的岩浆喷发到空气中凝固而形成的岩石，其特征是质地轻盈、多孔，同时还包括火山灰岩和火山凝灰岩等。
岩石的基本物理性质以及工程分类
mW 1 100% ms
1.2 .3 岩石的水理性质
岩石的水理性质： 饱和吸水率
岩石的饱和吸水率（ ρ ）是指岩石在高压（一般压力为 15Mpa ）或真 空条件下吸入水的质量（ mw2）与岩样干质量（ ms ）之比 ,用百分数表示，
VV V
d *100%=(1- s
)100%
（1-4） （1-5） （1-6） （1-7） （1-8）
VV 0 V VVb V VVa V VVc V
*100% *100% *100%=n0-nb *100%=n-n0
1.2 .3 岩石的水理性质
岩石的水理性质：
岩石在水溶液作用下表现出来的性质，称为水理性质。主要有吸水 性、软化性、抗冻性、渗透性、膨胀性及崩解性等。 1) 岩石的吸水性 岩石在一定的试验条件下吸收水分的能力，称为岩石的吸水性。常 用吸水率，饱和吸水率与饱水系数等指标表示。
Kh Rcw Rc
（1-13）
KR愈小则岩石软化性愈强。研究表明：岩石的软化性取决于岩石的 矿物组成与空隙性。 当岩石中含有较多的亲水性和可溶性矿物，且含大开空隙较多时， 岩石的软化性较强，软化系数较小。
1.2 .3 岩石的水理性质
岩石的水理性质： 岩石的抗冻性 岩石抵抗冻融破坏的能力，称为抗冻性。常用冻融系数和质量损失 率来表示。
1.2 .3 岩石的水理性质
岩石的水理性质： 岩石的膨胀性 岩石的膨胀性是指岩石浸水后体积增大的性质。 大多数结晶岩和化学岩是不具有膨胀性的，这是因为岩石中的矿物 亲水性小和结构联结力强的缘故。如果岩石中含有绢云母、石墨和 绿泥石一类矿物，由于这些矿物结晶具有片状结构的特点，水可能 渗进片状层之间，同样产生楔劈效应，有时也会引起岩石体积增大。 岩石膨胀大小一般用膨胀力和膨胀率两项指标表示，这些指标可通 过室内试验确定。目前国内大多采用土的固结仪和膨胀仪的方法测 定岩石的膨胀性。
岩石的分类标准和分类结果
岩石的分类标准和分类结果1.引言1.1 概述岩石是地球上最常见的物质之一，它们广泛存在于地壳的各个部分。
岩石的分类是研究岩石学的基础，它有助于我们了解地球的演化历史，揭示地球内部的构造和地质过程。
本文旨在介绍岩石的分类标准和分类结果。
在正文中，我们将详细探讨岩石的物理性质和化学成分，作为岩石分类的主要标准。
通过对岩石的特征和成分进行分析，可以将它们分为不同的类别，从而更好地理解它们的形成和演化过程。
岩石的物理性质包括岩石的颗粒组成、颜色、质地、密度、硬度等。
这些性质反映了岩石的结构和组成，有助于我们确定其所属的分类。
另一方面，岩石的化学成分也是分类的重要指标。
通过分析岩石中元素和化合物的含量，可以判断其成因和演化过程。
例如，含有高硅和铝的岩石通常属于火成岩，而含有钙、镁和碳酸盐的岩石则属于沉积岩。
根据物理性质和化学成分的分析，岩石可以被划分为多个类别。
常见的分类包括火成岩、沉积岩、变质岩等。
火成岩是由岩浆冷却结晶形成的，包括了花岗岩、玄武岩等。
沉积岩是由沉积物堆积、压实和固结而成的，如砂岩、泥岩等。
变质岩则是在高温高压条件下由原始岩石改造而成的，常见的有片麻岩、大理岩等。
通过对岩石的分类，我们可以更好地了解地球的演化过程和地质历史。
同时，岩石分类也有助于我们找到矿产资源、判断地质灾害风险等方面的应用。
因此，深入研究岩石的分类标准和分类结果对于地质学的发展和实际应用具有重要意义。
在接下来的正文中，我们将详细介绍岩石的物理性质和化学成分，以及不同类型岩石的特点和形成机制。
最后，我们将总结分类标准和分类结果，并对其在地质学领域的应用进行展望。
通过本文的阐述，相信读者能够更好地理解岩石的多样性及其相关知识。
1.2文章结构文章结构：在本篇长文中，我们将围绕岩石的分类标准和分类结果展开讨论。
文章共分为三个部分，即引言、正文和结论。
引言部分将从概述、文章结构和目的三个方面介绍我们撰写这篇长文的背景和目标。
首先，我们会简要概述岩石分类的重要性和应用领域。
第二章 岩石的物理性质
wsa
Ww2 100% Ws
2.2 基本性质指标
岩石的水理性质： 饱水系数
岩石的吸水率（ a ）与饱和吸水率（ sa ）之比，称为饱水系数。
K
a sa
它反映了岩石中开口孔隙的发育程度。一般说来，饱 水系数愈大，岩石中的开口孔隙相对愈多。
饱水系数大，说明常压下吸水后余留的孔隙就愈少， 岩石愈容易被冻胀破坏，因而其抗冻性差。
Vvc nc 100% V
总孔隙率与开口和封闭孔隙率的关系
n no nc
(读2-3)
2.2 基本性质指标
岩石的水理性质： 岩石在水溶液作用下表现出来的性质，称为水理性质。主要有吸水 性、抗冻性、软化性、渗透性、膨胀性及崩解性等。
岩石的吸水性
岩石在一定的试验条件下吸收水分的能力，称为岩石的吸水性。常 用吸水率，饱和吸水率(饱水率)与饱水系数等指标表示。
导电性：岩石介质传导电流的能力，常用电导率或电阻率表示。
学科内应用较少
导电性复杂易变：矿物成分，结构，孔隙溶液的多少、化学组成、浓度等 电阻率岩浆岩高，变质岩次之，沉积岩变化范围大、垂直层理较高
2.4
概述
岩石的渗透性
在水力坡降作用下，水在岩体 孔隙和裂隙中的流动，即渗流； 该过程称为渗透。 而岩石的渗透性就是指在水压 力作用下，岩石的孔隙和裂隙 透过水的能力。
影响因素：取决于矿物成分及含量，可作常数看。 水的影响重要 含水状态岩石的比热可用干试样的比热等指标来进行换算，公式如下：
CS
m C mwt Cwt m mwt
2.3
岩石的热学和电学性质
导热性：岩石传导热量的能力
导热系数(热导率)λ：温度梯度为1时，单位时间内通过单位面积岩石所传 导的热量(cal/(cm2· s· ℃)) 多数造岩矿物λ介于0.40~0.80~4.00~7.00之间(2.10, 0.63, 0.021)，岩石λ与岩石 密度有关(沉积岩骨架密度15~20%，一倍)，注意各向异性岩石λ的差异(顺高 10~30%)。
岩石力学(岩石的性质及分类)
第一章岩石的物理性质及岩石工程分类学习对象岩石及岩石的结构特征、岩石的不连续性、不均匀性和各向异性岩石的各项指标。
学习内容岩石及岩石的结构特征、岩石的不连续性、不均匀性和各向异性岩石的容重、密度比重、孔隙率和孔隙比；含水量、吸水率与饱和系数；渗透系数。
学习目的掌握有关概念，特别是掌握岩石及岩石的结构特征、岩石的不连续性、不均匀性和各向异性岩石的各项指标。
掌握岩石的容重、密度比重、孔隙率和孔隙比；含水量、吸水率与饱和系数；渗透系数等计算。
1.1 岩石及岩石的结构特征1岩石工程岩石力学的研究对象是岩石。
岩石是构成地壳的基本材料，是经过地质作用而天然形成的（一种或多种）矿物集合体。
岩石通常按地质成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩等三种类型，下图为三类岩石的部分岩体。
a、岩浆岩岩浆岩是岩浆冷凝而形成的岩石，绝大多数岩浆岩是由结晶矿物所组成，由于组成它的各种矿物化学成分和物理性质较为稳定，它们之间的联结是牢固的，因此岩浆岩通常具有较高的力学强度和均质性。
工程中常遇到的岩浆岩有花岗岩、玄武岩等。
b、沉积岩沉积岩是母岩（岩浆岩、变质岩和早已形成的沉积岩）经风化剥蚀而产生的物质在地表经搬运沉积和硬结成岩作用而形成的岩石组成。
沉积岩的主要物质成分为颗粒和胶结构。
颗粒包括各种不同形状及大小的岩屑及某些矿物；胶结物常见的成分有钙质、硅质、铁质以及泥质等。
沉积岩的物理力学性质不仅与矿物和岩屑有关，而且也与胶结物性质有关。
沉积岩具有层理构造，这使得它的物理力学性质具有方向性。
工程建设中常见的沉积岩有灰岩、砂岩、页岩等。
c、变质岩变质岩是由岩浆岩、沉积岩甚至变质岩在地壳中受到高温、高压及化学活动性流体的影响下发生变质而形成的岩石。
它在矿物成份、结构构造上具有变质过程中产生的特征，也常常残留有原岩的某些特点。
因此，变质岩的物理力学性质不仅与原岩的性质有关，而且与变质作用的性质及变质程度有关。
工程建设中常见的变质岩类有大理岩、片麻岩、板岩等。
岩石的主要物理性质和力学性质
八、 岩石的变形特性
弹性：指物体在外力作用下发生变形，当外力撤出后变形 能够恢复的性质。
塑性：指物体在外力作用下发生变形，当外力撤出后变形 不能恢复的性质。
脆性：物体在外力作用下变形很小时就发生破坏的性质。 延性：物体能够承受较大的塑性变形而不丧失其承载能力 的性质。
变形
弹性变形 塑性变形
线弹性变形 非线弹性变形
a线弹性类岩石――σ～ε曲线呈线性关系，曲线上任一点 P的弹性模量E：
E
泊松比μ：岩石在单轴压缩条件下横向应变与纵向应变之比。
c2 c1 a2 a1
此强度下降值与融冻试验前的抗压强度σc之比的百
分比代表抗冻系数Cf ，即
Cf
c cf c
100%
可见：抗冻系数Cf 越小，岩石抗冻融破坏的能力越强。
七、岩石的透水性
地下水存在于岩石孔隙、裂隙之中，而且大多数岩 石的孔隙裂隙是连通的，因而在一定的压力作用下，地 下水可以在岩石中渗透。岩石的这种能透水的性能称为 岩石的透水性。岩石的透水性大小不仅与岩石的孔隙度 大小有关，而且还与孔隙大小及其贯通程度有关。
条件（整体和碎块，浸水时间等）有关。
（2）岩石的饱水率（ω2）
岩石的饱水率指在高压（150个大气压）或真空
条件下，岩石吸入水的重量Wω2与岩石干重量Ws之比，
即：
2
W2 Ws
100%
（3）岩石的饱水系数（Ks）
岩石吸水率与饱水率之比称为岩石的饱水系数，即
Ks
1 2
饱水系数反映了岩石中大开空隙和小开空隙的相对 含量。饱水系数越大，岩石中的大开空隙越多，而小开 空隙越少。
岩石的物理性质与性质分析
岩石的物理性质与性质分析岩石是地壳中主要的固体物质，由矿物粒子和胶结物质组成。
岩石的物理性质是指岩石在外部作用下所表现出的性质，包括密度、硬度、磁性、导电性等。
岩石的性质分析是对岩石物理性质的具体研究，通过对岩石的性质分析，可以更好地了解岩石的组成和结构，为勘探、开采和利用岩石资源提供参考。
1. 密度分析岩石的密度是指单位体积岩石的质量，通常以g/cm³或kg/m³为单位。
密度是岩石的一个重要物理性质，可以通过密度的测定来判断岩石的成分和结构。
常见的岩石密度范围在2.4-3.0g/cm³之间，不同种类的岩石其密度也会有所差异。
例如，花岗岩的密度较高，大理石的密度较低，通过密度分析可以区分不同种类的岩石。
2. 硬度分析岩石的硬度是指岩石抵抗外力破坏的能力，通常以莫氏硬度来表示。
莫氏硬度是一个用来标定矿物硬度的量值，取值范围从1到10，硬度越大表示矿物的抗压能力越强。
常见的岩石硬度在2-7之间，硬度较高的岩石如石英、玄武岩等在建筑和工程领域中有重要的应用。
通过硬度分析可以进行岩石分类和评价。
3. 磁性分析岩石的磁性是指岩石在外磁场作用下表现出的性质，包括磁化强度、剩磁、磁化率等。
岩石的磁性与岩石的矿物成分密切相关，一些含铁矿物的岩石具有较强的磁性。
通过磁性分析可以对岩石中的矿物组成和结构进行识别和研究，为地质勘探和矿产资源调查提供基础数据。
4. 导电性分析岩石的导电性是指岩石导电能力的强弱，不同类型的岩石具有不同的导电性。
一些含水的岩石、矿石等具有较好的导电性，通过导电性分析可以进行矿石探测和地下水勘探。
导电性分析还可以用于岩石的工程评价和建筑设计，对岩石的稳定性和耐久性进行评估。
综上所述，岩石的物理性质与性质分析对于岩石资源的开发利用具有重要的意义。
通过对岩石的密度、硬度、磁性和导电性等方面的分析，可以更加深入地了解岩石的成分和结构，为岩石资源的综合利用提供科学依据。
岩石的形成与分类
天然石料：天然岩石经机械或人工开采、加工（或不经加工）获得的各种块料或散粒状石材。
岩石的形成与分类岩石由于形成条件不同可分为：岩浆岩（火成岩）沉积岩（水成岩）变质岩一、岩浆岩1. 岩浆岩的形成与分类岩浆岩是由地壳深处熔融岩浆上升冷却而成的。
1）深成岩：岩浆在地壳深处，在上部覆盖层的巨大压力下，缓慢且比较均匀地冷却而形成的岩石。
特点：矿物全部结晶，多呈等粒结构和块状构造，质地密实，表观密度大、强度高、吸水性小、抗冻性高。
建筑上常用的深成岩主要有花岗岩、闪长岩、辉长岩等。
2）喷出岩：岩浆喷出地表时，在压力急剧降低和迅速冷却的条件下形成的。
特点：岩浆不能全部结晶，或结晶成细小颗粒，常呈非结晶的玻璃质结构、细小结晶的隐晶质结构及个别较大晶体嵌在上述结构中的斑状结构。
建筑上常用的喷出岩主要有玄武岩、辉绿岩、安山岩等。
3）火山岩：火山岩也称火山碎屑岩，是火山爆发时喷到空中的岩浆经急速冷却后形成的。
常见的有火山灰、火山砂、浮石及火山凝灰岩等。
2. 岩浆岩的主要矿物成分1）石英：结晶状态的SiO2强度高、硬度大、耐久性好。
常温下基本不与酸、碱作用。
温度达575℃以上时，石英体积急剧膨胀，使含石英的岩石，在高温下易产生裂缝岩浆岩分为：酸性岩石(SiO2>65%)中性岩石(65%≥SiO2≥55%)碱性岩石（SiO2<55%）2）长石：强度、硬度及耐久性均较低（与石英相比）正长石（K2O·Al2O3·6SiO2）斜长石钠长石（Na2O·Al2O3·6SiO2）钙长石（CaO·Al2O3·2SiO2）干燥条件下耐久性高，温暖潮湿的条件下较易风化，特别遇CO2，更易于被破坏。
风化后主要生成物是高岭石（Al2O3·2SiO2·2H2O）。
3）云母：含水的铝硅酸盐，柔软而有弹性的成层薄片。
白云母黑云母云母含量较多时，易于劈开，降低岩石的强度和耐久性，且使表面不易磨光。
几大岩石的分类及描述
1、碎屑岩类（1）砾岩----成分多为坚硬而稳定的岩石、矿物组成，一般为石英、燧石、长石、石灰石砾等，颗粒直径大于1mm，含量大于50%，分选差，一般为棱角状、次棱角状及圆状或近似圆状，具表面性质（粗糙、光滑、光泽、层理、擦痕等），砾石排列（定向或杂乱），胶结类型（接触式、孔隙式、基底式或混合式），胶结物有硅质、钙质、铁质、泥质。
（2）角砾岩----成分复杂，颗粒磨圆差，呈棱角状，其它同砾岩。
（3）砂岩----成分以石英、长石为主，还有少量云母，暗色矿物和岩屑等；颗粒直径大于0.1mm，小于1mm，颜色以灰、浅灰、灰白、深灰、灰绿、棕红、紫红色最为常见，颗粒为圆状或次圆状，分选以中、好为主，胶结物主要为泥质胶结，另有钙质、铁质及硅质胶结，胶结程度以松散、疏松，致密为主，一般具层理特征，包括层理类型、构造类型（如虫孔构造、网状构造）、冲刷面等，砂岩中含有物较普遍特殊矿物（黄铁矿、菱铁矿）、结核、团状斑块、泥砾等，化石一般有介形虫、腹足类、植物根、茎、叶、动物化石碎片。
遇酸一般起泡反应，分强、中、弱三个等级。
（4）粉砂岩----成分以石英为主，长石次之，有少量的暗色矿物及白云母，颗粒直径在0.01~0.1mm之间，含量大于50%，颜色以灰、浅灰、灰白、绿灰色最为常见，颗粒为圆状、近圆状，分选好，胶结物以泥质、钙质为主，另有硅质，铁质胶结，胶结程度以疏松、致密为主，具层理特征，包括层理类型、构造类型、冲刷等，具特殊矿物（黄铁矿、菱铁矿）、结核、团状斑块等，化石主要为介形虫、植物根、茎、叶，动物化石碎片等，遇酸反应较强烈，分中、强两级。
2、泥质岩类（1）泥岩----成分以各种粘土矿物为主，可掺入多种碎屑和化学沉积物，颗粒直径小于0.01mm，含量大于50%，颜色以灰、深灰、褐灰、棕红、紫红色、灰绿色为主，纯度以含砂、含钙的多少而定，坚硬程度分软、硬、坚硬、脆四级表示，固结程度为松软、致密。
物理性质包括断口、滑腻程度、可塑性、膨胀性、裂缝性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
岩石种类
大理石 和泉砂岩
4500~6000 3700~4300
多湖砂岩
群马砂岩 辉绿岩
1800~3500
4100~5700 5300~6000
15~25
200~240 320~350
20~50
350~500 700~800
2~3
16~23 22~32
10~20
20~30 50~60
106~107
107~108 107~108
2.56~2.67
玄武岩
辉绿岩 石灰岩 白云岩 砂 页 板 岩 岩 岩
0.1~0.2
0.6~1.2 5.0~20 1.0~5.0 5.0~25 10~30 0.5~1.5 0.5~2.0 0.1~0.8 45 30~50
2.8~3.0
2.85~3.0 2.71~2.85 2.5~2.6 2.58~2.69 2.2~2.4 2.3~2.7 2.9~3.0 2.6~2.7 2.65~2.9 1.6~2.1
图1-2 冲击载荷与时间的关系
②岩石变形不均匀，质点运动速度不一致
即岩石中各质点不是以一致速度运动，岩石不是均匀地 变形，这是与静载作用根本区别所在。如图1-3。 运动与变形首先开始
于受冲击的端面，端面处
质点受到扰动后，产生变 形和应力，由于质点间的
弹性联系，变形和应力以
速度c传播，在时间t内， 变形范围为ct. 图1-3 钎杆中应变波传播情况
第二节
1 变形特征
岩石的力学性质
变形特征—研究动、静载荷作用下应 力和应变的关系 1）应力与应变
静载—载荷不随时间变化 或随时间变化不大。岩石应力 应变曲线见图1。
图 1 静载变形特性曲线
①脆性—岩石没有产生显著的永久变形就开始破坏的性质， 一般岩石呈脆性破坏。
②塑性—与脆性相反，在破坏前有较明显的永久变形，如泥
ρc为波阻抗，表示岩石对应力波传播
的阻尼作用，一般ρc越大，凿爆越困难； 岩石结构致密，坚硬，强度大，无大 的地质构造弱面，则ρc大，日本关于岩 石的分级多采用ρc指标（见表1-3）
视频1
表1-3
材料名称
几种材料的波阻抗 5130 3670 4000~6800 4500~7000 4700~7500 5600~6300 3200~5500 5200~6700 3000~4600 2500~6000 5000~6500 4000 3170 800~1900 1400~2000 1800~2300 1600~1950 700~1900 1200~1900 600~1300 575~1620 1100~1900
2 岩石的强度特征
（1）岩石的强度特征的定义 岩石的强度特征是指岩石能承受一定 外力的作用而不破坏的性能，它是以岩石 恰在破坏时应力大小来表示的。分动、静 载强度。
表1-4 几种岩石的动、静强度表
应力波的平均 传播速度 （m/s）
抗压强度（MPa） 抗拉强度（MPa） 加载速度 载荷持续 (Mpa/s) 时间（ms） 静态 90~110 100~140 动态 120~200 120~200 静态 5~9 8~9 动态 20~40 50~70 107~108 107~108 10~30 20~30
3）磨蚀性
岩石对工具的磨蚀能力，主要与岩石的成分有关。
4）凿岩性
岩石被凿碎的难易Байду номын сангаас度：用每米炮眼所消耗
的钎头数，纯凿速，比能三指标表示
5）爆破性 表示岩石被爆碎的难易程度：用单位原岩的
50~100
10~20 20~50
石英-闪长岩
3700~5900
240~330
300~400
11~19
20~30
107~108
30~50
3 岩石的坚固性
坚固性是指岩石对外界各种机械破坏的综合抵抗能力。
1）强度
岩石能承受一定外力作用而不破坏的性能
2）硬度
岩石表面抵抗工具侵入的性能，与凿岩性密切相关。凿岩 时，比单向抗压强度更有意义，指岩石表面被破坏的性能。
页岩，高岭土矿，巷道底鼓。 ③弹性—在弹性变形范围内，当外载去掉后，岩石恢复原形 的性质。岩石在弹性极限内呈弹性，岩石可用与材料力学中
各弹性常数一样表示。
视频3
视频1
视频2
2）岩石动载变形特性
（1）动载的特点
①动载荷随时间而变化P=f(t)； 冲击载荷就是一种动载荷，凿岩中活塞与钎尾、钎头与
岩石爆破中的起爆、传爆、爆轰波，应力波对岩石的作 用都是冲击载荷。
K V1 / V
碎胀系数k也称为松散系数，一般为k=1.3~1.6， 在挤压爆破和深孔天井掘进中，k值非常重要。
表1-2 几种岩石的碎胀系数
岩石名称 碎胀系数k 砂、砾石 1.05~1.20 砂质粘土 1.20~1.25 中硬岩石 1.30~1.50 坚硬岩石 1.50~2.50
4、岩石的波阻抗
容重γ:包括孔隙在内的岩石单位体积重量， 也称岩石的体重。(t/m3)
G V
岩石的孔隙度、密度、容重主
要影响岩石的抛掷、堆积和装运。
几种岩石孔隙度、密度、容重见表1-1。
表1-1
岩石名称
花岗岩
几种岩石的孔隙度、密度、容重
孔隙度（%）
0.5~1.5
密度（g/cm）
2.6~2.7
容重（t/m3）
第一章
主要内容
岩石性质及其分类
1.1 岩石的物理性质 1.2 岩石的力学性质 1.3 岩石的分级
第一节
1 岩石的孔隙度η
岩石的物理性质
η为岩石中孔隙总体积V0与岩石的总体积V之比，
用百分率表示。
V0 V 100%
2 密度ρ和容重γ
密度ρ:不包括孔隙在内的岩石密度。(g/cm3)
M V V0
密度(g/cm3) 纵波速度(m/s) 波阻抗(kg/cm2.s)
钢 铜 花岗岩 玄武岩 辉绿岩 辉长岩 石灰岩 白云岩 砂 岩 板 岩 石英岩
7.8 8.4~8.9 2.6~3.0 2.7~2.86 2.85~3.05 2.9~3.1 2.3~2.8 2.3~2.8 2.1~2.9 2.3~2.7 2.65~2.9
2.75~2.90
2.8~2.9 2.46~2.65 2.3~2.4 2.47~2.56 2.0~2.3 2.1~2.57 2.65~2.85 2.5 2.54~2.85 1.6~2.0
片麻岩 大理岩 石英岩 粘 土
砂
子
1.5~1.7
1.4~1.6
3 碎胀性 碎胀性是指岩石破碎后，总体积增加的性质。 表征岩石的碎胀性用碎胀系数K表示，碎胀系 数也称为松散系数。