岩石的性质及其工程分级 .ppt

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第二节 岩石的物理性质
一、岩石的相对密度、密度 二、岩石的孔隙性 三、岩石的水理性质 四、岩石的碎胀性
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一、岩石的相对密度、密度
1．相对密度(曾称比重) 岩石的相对密度是指岩石固 体实体积(不包括孔隙体积)的质量与同体积水的质量的 比值。
计算公式为： d G
井巷工程
第一章 岩石的性质及其工程分级
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第一章
岩石的性质及其工程分级
第一节 概 述 第二节 岩石的物理性质 第三节 岩石的力学性质 第四节 岩石的工程分级
第一章 习 题
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第一节 概述
基本概念
1. 岩石 组成地壳的基本物质，由矿物或岩屑在地质作用下按一定
g——重力加速度，9.8m／s2。
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二、岩石的孔隙性
岩石的孔隙性是指岩石的孔隙和裂隙的发育程度，它通常用孔隙度
n和孔隙比e来表示。
孔隙度是指岩石试件内各种裂隙、孔隙的体积总和与试件总体积
V之比(常以百分数表示)，
n V VC 1 VC 1 VC G 1 C (1 C ) 100 %
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三、岩石的水理性质
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2．岩石的透水性
地下水存在于岩石的孔隙和裂隙之中，而且大多数岩
石的孔隙和裂隙是相互贯通的，因而，在一定水压作用
下，地下水可在岩石中渗透，这种岩石能被水透过的性
质，称为岩石的透水性。
K Q AI
Q—渗水量;A—渗透面积；I—水力坡度; K-渗透系数
也称为松散性岩石，如：黄土、流沙、粘土等。
5.基岩表土以下的固结性岩石称为基岩、岩浆岩、沉积岩、变质岩。
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岩块：
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岩体
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表土和基岩
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影响因素： 地下水压力、岩体应力状态、孔隙发育程度、连通程度等。
表1-2为岩石渗透系数
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三、岩石的水理性质
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3．岩石的溶蚀性
由于水的化学作用而把岩石中某些组成物质带走的现象 称为岩石的溶湿性。导致岩石致密程度降低，孔隙度增大，
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第三节 岩石的力学性质
一、岩石的变形特征 二、岩石的强度特征 三、岩石的硬度 四、岩石的可钻性和可爆性
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第三节 岩石的力学性质
一、岩石的变形特征 ㈠静载荷下岩石的变形特征（单向压缩） ㈡岩石在三向静荷载压缩条件下的变形特征 ㈢动压条件下岩石的变形特征
Vc W
式中：
d——岩石的相对密度(无量纲量); G—绝对干燥时体积为VC的岩石质量，g； VC—岩石固体实体积，cm3； ρW——水的密度，g／cm3。
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2．密度 岩石单位体积(包括岩石内孔隙体积)的质量，称为岩石的密度 ，亦称质量密度。两种：干密度和湿密度。前者是单位体积岩石绝对干 燥后的质量，后者是天然含水或饱水状态下的密度。
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四、岩石的碎胀性
岩石的碎胀性 岩石破碎后因岩块间空隙增多而总体 积增大的性质称为碎胀性。碎胀程度的大小可用碎胀系数表 示。
K V1 V
K—岩石的碎胀系数；
V1—岩石破碎膨胀后的体积； V—岩石处于整体状态下的体积。
表1-4为常见岩石碎胀系数。
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规律而形成的自然地质体，包括岩浆岩、沉积岩、变质岩。 2. 岩块 从地壳中切取出来的小块体，不包含软弱面（岩体中的地
质遗迹、层理、节理、断层、裂隙面），近似认为各向同
3.岩体 4.表土
性的连续介质,。
地下工程周围较大范围内的自然地质体。从煤矿采掘工程 角度：包括岩石、地下水、瓦斯。岩体的性质复杂，是我 们研究的主要对象。 建井工作者把覆盖在地壳上部的第四纪沉积物成为表土，
的性质，用膨胀应力和膨胀率来表示。
膨胀应力：岩石与水进行物理化学反应后，随时间变化
会产生体积增大的现象，这时，使试件体积保持不变所需要 的压力称膨胀应力。
膨胀率：岩石与水进行物理化学反应增大后的体积与原体
积的比率。
⑵崩解性：软岩浸水后发生解体的性质。
用耐崩解指数表示：岩石试件在承受干燥和湿润两个标准 循环后，岩样对软化和崩解表现出来的抵抗力。用耐崩解仪 测定。
表1-1为岩石密度、孔隙比及吸水率的指标。
影响吸水率的因素：
⑴岩石所含孔隙，裂隙的数量、大小、开闭程度及其分 布情况有关；
⑵试验条件，试验表明，整体岩石试件的吸水率要比同 一岩石的碎块试样吸水率小，随着吸水水时间的增加，吸水 率也会有所增大。吸水率对岩石力学性质有影响。
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c
G V
G1
V
ρC——岩石的干密度，g／cm3； ρ——岩石的湿密度，g／cm3；
G——岩石试件烘干后的质量，g；
G1——岩石试件的质量(天然含水或饱水) ，g；
V——岩石试件的体积，cm3。
3．重度(重力密度) 单位体积岩石质量所受的重力。
γ=ρg
式中：γ——岩石的重度，N／m3；
ρ——岩石密度，kg／m3；
强度降低,贵州761矿巷道中的钟乳石、石笋。
Baidu Nhomakorabea
4．岩石的软化性 岩石浸水饱和后强度降低的性质，称为软化性，用软化 系数(ηc)表示。ηc定义为岩石试件的饱和抗压强度(Rcw)与 干抗压强度(Rc)的比值，即
c
Rcw Rc
1
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5．岩石的膨胀性和崩解性。
⑴膨胀性：软岩浸水后体积增大和响应的引起压力增大
V
V
GV
d w
d w
孔隙比是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Vc之比。
e V VC V 1 dW 1
VC
VC
C
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三、岩石的水理性质
1．岩石吸水率：W是指岩石试件在标准大气压 下吸入水的 质量与试件烘干后质量G之比值。
Wg G