第一章岩石的性质及其工程分级
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2）孔隙比e
岩石试件内各种孔隙、裂隙的体积总和与试件内固 体矿物体积之比。
1.2.2 岩石的孔隙性
3）孔隙度n和孔隙比e的关系
4）孔隙性的作用 ——对岩石其它性质有显著影响，如： 密度和强度；风化程度，透水性，力学
强度等。
1.2.3 岩石的水理性质
吸水、透水、软化、溶蚀、膨胀、崩解。 1）岩石的吸水率w：
分析开挖问题时，动载强度。
（三） 强度理论
强度理论（强度准则） 1）莫尔-库伦强度准则
思想：在不同正应力和剪应力的组合下发生破 坏
图1.4~1.5（13页） 不足；破坏机理；中间主应力。
2）格里菲斯强度准则
思想：破裂原因；裂纹扩展方向；裂纹扩展所 需能量。
1.3.3 岩石的硬度
* 硬度
问题有重要意义。图1.1（9页）
⑶ 三种破坏形式
脆性破坏： 永久变形或全变形小于3%者为脆性破坏。具有
这种特性的岩石称为脆性岩石； 塑性破坏： 永久变形或全变形大于5%者塑性破坏。具有这
种特性的岩石称为塑性岩石； 过度状态： 永久变形或全变形在3%到5%之间。
(4) 有围压作用时的岩石变形特性
表土和基岩
1.2 岩石的物理性质
1.2.1 岩石的相对密度和密度 1.2.2 岩石的孔隙性 1.2.3 岩石的水理性质 1.2.4 岩石的碎胀性
1.2.1 岩石的相对密度和密度
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：
2）岩石的脆性和流变性 岩石的脆性是指岩石在破裂前几乎没有或仅有很短
的塑性阶段。 如煤化程度较高的煤、砂岩、石灰岩都具有脆性。 流变：通常把随时间因素而变化的应力应变现象
统称为流变。许多岩石有流变性，而不同岩石的流 变性差异很大。 流变性表现在蠕变和松弛两个方面。 蠕变是在应力一定的条件下，变形随时间的持续而 逐渐增长； 松弛是在变形量一定的条件下，应力随时间的持续 而逐渐减少。
—表示岩石钻眼难易程度，是岩石的物理力 学性质在钻眼条件下的综合反映。
* 岩石的可爆性
—表示岩石爆破难易程度，是岩石的物理力 学性质在爆破条件下的综合反映。
* 岩石的可钻性和可爆性度量
——常用工艺性指标来表示。
岩石的可钻性：
钻速； 钻每米炮眼所需时间； 钻头在变钝之前的进尺； 钻每米炮眼磨钝的钎头数等。 岩石的可爆性： 爆破单位体积岩石所消耗的炸药； 爆破单位体积岩石所需的炮眼长度； 单位重量的炸药的爆破量； 每米炮眼的爆破量等。
1.3.1 岩石的变形特征
㈠ 静载荷下岩石的变形特征（单向压缩） ⑴ 应力应变曲线 ⑵ 体积应变 ⑶ 三种破坏形式
⑴应力应变曲 线
I—OA阶段 裂隙压密闭 合阶段
Ⅱ—AB阶段 线弹性阶段 Ⅲ—BC段 破裂发Fra Baidu bibliotek阶 段
或称 变形屈服阶 段 Ⅳ一CD段 软化阶段
静荷载下岩石变形特征
* 一般岩石在室温和大气压条件下的单向压缩试验曲线 （P9图1-1）
1.4 岩石的工程分级
1.4.1 岩石工程分级概述
岩石—“最复杂的材料”。
岩块、结构面、地质环境等。
分级的目的：
给出具有代表性的、单一的性质参数，以便 能正确地进行工程设计，合理地选用施工方 法、施工设备、机具与器材，准确的制定生 产定额和材料消耗定额等。
1.4.2 工程分级方法
1）普氏分级法 2）中国煤炭部门围岩分类法 3）岩石质量指标（RQD）分类 4）Q分类 5）围岩松动圈分类
1）普氏分级法
普罗托奇雅克诺夫 1926年提出用“坚固性”作为岩石工程 分级的依据，即用一个综合性指标“坚固性系数f”来表 示岩石破坏的相对难易程度。
f = Rc/10 据f值，分为十级十五种（如表1-6所示）。
* Ⅰ级岩石···（最坚固，如石英、玄武岩）···普氏系数f＝ 20 * Ⅴ级岩石···（中等坚固，如页岩）········普氏系数f＝3 ～4 * Ⅵ级岩石···（如无烟煤）···················普氏系数f＝ 2 * Ⅵa级岩石···（如坚固烟煤）···············普氏系数f＝ 1.5
⑵岩石在动荷载作用下的变形特征 ΔL F
ΔL—质点扰动位移， CP—质点扰动的传播速度（波速）， Δt—波的传播时间， CPΔt—在Δt时间内的变形范围。
* 动荷载下岩石变形特征：
a 在动荷载作用下，岩石变形不是整体的均匀变 形；
b 质点的运动速度也不是整体一致的。“变形和 速度”都有一个传播的过程。 *表1－3列出了几种材料的密度、纵波波速及 波阻抗值。
⑶波的反射和透射
表面波(勒夫波) ：沿介质边界传播c； 体积波：在介质内部传播，分为横波和纵波 横波：介质振动方向和波的传播方向垂直，产生剪切变形b； 纵波：质点振动方向和波的传播方向一致，产生压缩、拉伸变形a； 瑞利波：质点运动轨迹为椭圆的波，为地震波的主要形式 d
波阻抗ρcp
—介质密度与纵波速度的乘积，它表示介质 对应力波传播的阻尼作用。
表1.2 （7页）
1.2.4 岩石的碎胀性
（1）碎胀性： 岩石破碎后因孔隙或裂隙增多而总体积增大的性质。
（2）碎胀系数K： 岩石破碎后的总体积V1与原岩破碎前整体状态下的体积V
之比。
1.2.4 岩石的碎胀性
（3）影响碎胀系数大小的因素 岩石的物理性质、破碎后的块度大小及其排列 状态。
（4）残余碎胀系数K' 碎—前岩整石体破状碎态后下经的过体压积实V的之总比体。积V1 '与原岩破
（3）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 性的连续介质
1.1概述
（4）弱面： ——层理、节理、断面及裂隙面与所研究岩体的岩块比 较,具有强度低、易变形的特点,称为弱面。 岩体与岩块的差异： 岩体的强度小，岩块的强度大； 岩块的各向同性与岩体的各向异性。 岩石是不分岩块和岩体的泛称。
1.3.1 岩石的变形特征
力学性能的几个关系：
*荷载（力）与应力： *变形与应变：
*应力与应变：
或
*刚度：
1.3.1 岩石的变形特征
1）岩石的弹性和塑性 岩石是兼有弹性和塑性的材料。
岩石受力后既可能出现弹性变形，也可能出现塑性变 形，而且弹性变形和塑性变形往往同时出现。
岩石的弹性是指在力的作用下，岩石改变形状和体积 ，而卸载后能完全恢复其原始状态的性质。
a、Ⅰ—OA段：σ～ε曲线斜率逐渐增大；称为“裂隙 压密闭合阶段”（变弹模）。
b、Ⅱ—AB段：σ～ ε曲线近似直线；称为“线弹性阶 段”。
c、Ⅲ—BC段：σ～ε曲线的斜率逐渐缩小；称为“破裂 发展阶段”，达到极限C。
d、Ⅳ—CD段：刚性试验机时可见σ～ε曲线上应力随 应变而下降直至D，这说明了什么？
（一）静荷载下岩石的强度特征
单向抗压强度RC、单向抗剪强度τ、单向抗拉 强度Rt之间有下列关系：
（二）动荷载下岩石的强度特征
动载：随着时间变化。 （1）外部动荷载解除，质点由运动恢复到静止状态需要 一个持续过程，而非立即恢复到位。 （2）岩石的动荷载强度（瞬时强度）大于静荷载强度（ 长时强度）。 （3）分析围岩稳定性时，静载强度；
*CD曲线的存在——说明岩石在达到极限强度后，仍 然具有相当的承载能力。
⑵ 体积应变
—岩石的体积改变量ΔV与原体积 V的比值,也称 体积改变率。
一般岩石具有在弹性阶段体积变小和塑性阶段 体积增大的特点、转折点在附近。
岩石在塑性阶段体积增大的性质称为扩容现象, 对于研究巷道变形和围岩对支护造成的压力等
（5）围岩 ——井巷附近受到扰动的岩体。
岩块：
岩体
1.1 概述
（6）表土：
——覆盖在地壳上部的第三纪、第四纪沉 积物,如黄土、粘土、流砂、淤泥、砾石的 统称。
（7）基岩：
——表土以下的固结性岩石统称为基岩。
（8）煤系地层：
——煤层周围一定范围内的地层。 多为沉积岩，如砂岩、灰岩、页岩、泥岩 等。
*表1－3列出了几种材料的密度、纵波波速及 波阻抗值。
1.3.2 岩石的强度特征
岩石强度：
—在外荷载作用下岩石抵抗破坏的能力（静 、动荷载作用）。
*瞬时强度—岩石在动荷载作用下的强度，又 叫动荷载强度 *长时强度—岩石在静荷载作用下的强度的强 度，又叫做静荷载强度 表1－5列出了几种岩石的动静荷载强度值
图1.2（10页）
破坏前的应变增加； 脆性塑性，出现硬化现象； 变形模量和泊松比有一定程度提高。
（二）动载荷下岩石变形特征
* 动荷载
—外荷载不是常数，而是时间的函数。 如冲击凿岩和爆破落岩等，如图1－2所示为凿 岩机活塞冲击钎尾时，作用力随时间变化的 实测曲线。 从图可见，作用力在几十微秒内零骤增到数万 牛顿，再经数百微秒重新下降到零。
（5）碎胀系数的意义 选择装岩、运输、提升设备；爆破空间大小 ；直接顶垮落后的高度。
1.2.4 岩石的碎胀性
（6）岩石的碎胀应变（体积应变）
几种岩石的体积应变数据，见表1.4（第8页）
1.3 岩石的力学性质
外载作用下： “变形”、“破坏”、“运动”。
1.3.1 岩石的变形特征 1.3.2 岩石的强度特征 1.3.3 岩石的硬度 1.3.4 岩石的可钻性与可爆性
—岩石试件在大气压力下吸入水的质量g与试件 烘干质量G之比。
*表1-1列出一些岩石的比重、密度、孔隙比和吸 水率等指标
1.2.3 岩石的水理性质
2）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k表示。
k定义为水饱和岩石试件的单向抗压强度(Rb)与 干燥试件的单向抗压强度(Rc)的比值，即
（一）静荷载下岩石的强度特征
（1）静荷载下岩石大多表现为脆性破坏。 （2）同一种岩石的强度并非常数。 （3）不同受力状态下岩石的各种强度极限相差悬殊。 a、从荷载性质来看： 单向抗压强度>单向抗剪强度>单向抗弯强度>单向抗拉强 度； b、从应力状态来看： 三向抗压强度>双向抗压强度> 单向抗压强度； *部分岩石强度试验结果列于表1－4
b 湿密度： 是天然含水或饱和水状态下的密度。
3）重度（容重）γ ：
指单位体积岩石所受的重力，又称重力密度。
γ= ρg
1.2.2 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，常用孔隙 度（率）n和孔隙比e来表示。
1）孔隙度n
岩石试件内各种孔隙、裂隙的体积之和与试件总体 积之比。
习题
1.1 概述
（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 定规律而形成的自然地质体，包括岩浆岩、沉积岩、变质岩 。 “两相”、“三相”。“最复杂的材料之一”
岩石的性质：与其矿物组成有关，与结构、构造有关
。
（2）岩体
——地下工程周围较大范围内的自然地质体。 特点：非均质、各向异性、不连续、赋存地质因子。
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(不包括孔隙体积) ，cm3
； ρW—水的密度，g／cm3。
1.2.1 岩石的相对密度和密度
2）密度ρ
岩石单位体积〈包括岩石内孔隙体积在内〉的质量
，又称质量密度ρ，具有干密度与湿密度之分。
a 干密度： 是单位体积岩石绝对干燥后的质量。
第一章岩石的性质及其工程 分级
井巷工程
第1章 岩石的性质及其工程分级
1 岩石性质与工程分级
引子 井巷施工最基本的工作
——破岩与井巷维护 为什么要了解岩石与岩体的物理力学性质? 如何在开挖和支护中利用岩石的强度？ 为什么要对岩石进行工程分级?
第1章 岩石的性质及其工程分级
1.1 概 述 1.2 岩石的物理性质 1.3 岩石的力学性质 1.4 岩石的工程分级
如煤化程度较高的煤、砂岩、砾岩、石灰岩都具有较 好的弹性。
塑性是指在力的作用下，岩石改变形状和体积，而卸 载后仍保留残余变形的性质。如页岩、粘土岩塑性比 较强。
岩石的变形特性用岩石的弹性模量E、变形模量EB以 及泊松比μ等参数来表示。
表1-3 几种岩石的弹性模量和泊松比
1.3.1 岩石的变形特征
—抵抗其它较硬物体侵入的能力。
根据试验方式可分为： （1）静压入硬度：
采用底面积为1～5mm2的圆柱形平底压模压入岩 石试件，该岩石产生脆性破坏或屈服时的强度， 作为岩石的硬度指标。
（2）回弹硬度：
以重物落于岩石表面后回弹高度来表示，常用回 弹仪即施米特锤。
1.3.4 岩石的可钻性与可爆性
* 岩石的可钻性
岩石试件内各种孔隙、裂隙的体积总和与试件内固 体矿物体积之比。
1.2.2 岩石的孔隙性
3）孔隙度n和孔隙比e的关系
4）孔隙性的作用 ——对岩石其它性质有显著影响，如： 密度和强度；风化程度，透水性，力学
强度等。
1.2.3 岩石的水理性质
吸水、透水、软化、溶蚀、膨胀、崩解。 1）岩石的吸水率w：
分析开挖问题时，动载强度。
（三） 强度理论
强度理论（强度准则） 1）莫尔-库伦强度准则
思想：在不同正应力和剪应力的组合下发生破 坏
图1.4~1.5（13页） 不足；破坏机理；中间主应力。
2）格里菲斯强度准则
思想：破裂原因；裂纹扩展方向；裂纹扩展所 需能量。
1.3.3 岩石的硬度
* 硬度
问题有重要意义。图1.1（9页）
⑶ 三种破坏形式
脆性破坏： 永久变形或全变形小于3%者为脆性破坏。具有
这种特性的岩石称为脆性岩石； 塑性破坏： 永久变形或全变形大于5%者塑性破坏。具有这
种特性的岩石称为塑性岩石； 过度状态： 永久变形或全变形在3%到5%之间。
(4) 有围压作用时的岩石变形特性
表土和基岩
1.2 岩石的物理性质
1.2.1 岩石的相对密度和密度 1.2.2 岩石的孔隙性 1.2.3 岩石的水理性质 1.2.4 岩石的碎胀性
1.2.1 岩石的相对密度和密度
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：
2）岩石的脆性和流变性 岩石的脆性是指岩石在破裂前几乎没有或仅有很短
的塑性阶段。 如煤化程度较高的煤、砂岩、石灰岩都具有脆性。 流变：通常把随时间因素而变化的应力应变现象
统称为流变。许多岩石有流变性，而不同岩石的流 变性差异很大。 流变性表现在蠕变和松弛两个方面。 蠕变是在应力一定的条件下，变形随时间的持续而 逐渐增长； 松弛是在变形量一定的条件下，应力随时间的持续 而逐渐减少。
—表示岩石钻眼难易程度，是岩石的物理力 学性质在钻眼条件下的综合反映。
* 岩石的可爆性
—表示岩石爆破难易程度，是岩石的物理力 学性质在爆破条件下的综合反映。
* 岩石的可钻性和可爆性度量
——常用工艺性指标来表示。
岩石的可钻性：
钻速； 钻每米炮眼所需时间； 钻头在变钝之前的进尺； 钻每米炮眼磨钝的钎头数等。 岩石的可爆性： 爆破单位体积岩石所消耗的炸药； 爆破单位体积岩石所需的炮眼长度； 单位重量的炸药的爆破量； 每米炮眼的爆破量等。
1.3.1 岩石的变形特征
㈠ 静载荷下岩石的变形特征（单向压缩） ⑴ 应力应变曲线 ⑵ 体积应变 ⑶ 三种破坏形式
⑴应力应变曲 线
I—OA阶段 裂隙压密闭 合阶段
Ⅱ—AB阶段 线弹性阶段 Ⅲ—BC段 破裂发Fra Baidu bibliotek阶 段
或称 变形屈服阶 段 Ⅳ一CD段 软化阶段
静荷载下岩石变形特征
* 一般岩石在室温和大气压条件下的单向压缩试验曲线 （P9图1-1）
1.4 岩石的工程分级
1.4.1 岩石工程分级概述
岩石—“最复杂的材料”。
岩块、结构面、地质环境等。
分级的目的：
给出具有代表性的、单一的性质参数，以便 能正确地进行工程设计，合理地选用施工方 法、施工设备、机具与器材，准确的制定生 产定额和材料消耗定额等。
1.4.2 工程分级方法
1）普氏分级法 2）中国煤炭部门围岩分类法 3）岩石质量指标（RQD）分类 4）Q分类 5）围岩松动圈分类
1）普氏分级法
普罗托奇雅克诺夫 1926年提出用“坚固性”作为岩石工程 分级的依据，即用一个综合性指标“坚固性系数f”来表 示岩石破坏的相对难易程度。
f = Rc/10 据f值，分为十级十五种（如表1-6所示）。
* Ⅰ级岩石···（最坚固，如石英、玄武岩）···普氏系数f＝ 20 * Ⅴ级岩石···（中等坚固，如页岩）········普氏系数f＝3 ～4 * Ⅵ级岩石···（如无烟煤）···················普氏系数f＝ 2 * Ⅵa级岩石···（如坚固烟煤）···············普氏系数f＝ 1.5
⑵岩石在动荷载作用下的变形特征 ΔL F
ΔL—质点扰动位移， CP—质点扰动的传播速度（波速）， Δt—波的传播时间， CPΔt—在Δt时间内的变形范围。
* 动荷载下岩石变形特征：
a 在动荷载作用下，岩石变形不是整体的均匀变 形；
b 质点的运动速度也不是整体一致的。“变形和 速度”都有一个传播的过程。 *表1－3列出了几种材料的密度、纵波波速及 波阻抗值。
⑶波的反射和透射
表面波(勒夫波) ：沿介质边界传播c； 体积波：在介质内部传播，分为横波和纵波 横波：介质振动方向和波的传播方向垂直，产生剪切变形b； 纵波：质点振动方向和波的传播方向一致，产生压缩、拉伸变形a； 瑞利波：质点运动轨迹为椭圆的波，为地震波的主要形式 d
波阻抗ρcp
—介质密度与纵波速度的乘积，它表示介质 对应力波传播的阻尼作用。
表1.2 （7页）
1.2.4 岩石的碎胀性
（1）碎胀性： 岩石破碎后因孔隙或裂隙增多而总体积增大的性质。
（2）碎胀系数K： 岩石破碎后的总体积V1与原岩破碎前整体状态下的体积V
之比。
1.2.4 岩石的碎胀性
（3）影响碎胀系数大小的因素 岩石的物理性质、破碎后的块度大小及其排列 状态。
（4）残余碎胀系数K' 碎—前岩整石体破状碎态后下经的过体压积实V的之总比体。积V1 '与原岩破
（3）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 性的连续介质
1.1概述
（4）弱面： ——层理、节理、断面及裂隙面与所研究岩体的岩块比 较,具有强度低、易变形的特点,称为弱面。 岩体与岩块的差异： 岩体的强度小，岩块的强度大； 岩块的各向同性与岩体的各向异性。 岩石是不分岩块和岩体的泛称。
1.3.1 岩石的变形特征
力学性能的几个关系：
*荷载（力）与应力： *变形与应变：
*应力与应变：
或
*刚度：
1.3.1 岩石的变形特征
1）岩石的弹性和塑性 岩石是兼有弹性和塑性的材料。
岩石受力后既可能出现弹性变形，也可能出现塑性变 形，而且弹性变形和塑性变形往往同时出现。
岩石的弹性是指在力的作用下，岩石改变形状和体积 ，而卸载后能完全恢复其原始状态的性质。
a、Ⅰ—OA段：σ～ε曲线斜率逐渐增大；称为“裂隙 压密闭合阶段”（变弹模）。
b、Ⅱ—AB段：σ～ ε曲线近似直线；称为“线弹性阶 段”。
c、Ⅲ—BC段：σ～ε曲线的斜率逐渐缩小；称为“破裂 发展阶段”，达到极限C。
d、Ⅳ—CD段：刚性试验机时可见σ～ε曲线上应力随 应变而下降直至D，这说明了什么？
（一）静荷载下岩石的强度特征
单向抗压强度RC、单向抗剪强度τ、单向抗拉 强度Rt之间有下列关系：
（二）动荷载下岩石的强度特征
动载：随着时间变化。 （1）外部动荷载解除，质点由运动恢复到静止状态需要 一个持续过程，而非立即恢复到位。 （2）岩石的动荷载强度（瞬时强度）大于静荷载强度（ 长时强度）。 （3）分析围岩稳定性时，静载强度；
*CD曲线的存在——说明岩石在达到极限强度后，仍 然具有相当的承载能力。
⑵ 体积应变
—岩石的体积改变量ΔV与原体积 V的比值,也称 体积改变率。
一般岩石具有在弹性阶段体积变小和塑性阶段 体积增大的特点、转折点在附近。
岩石在塑性阶段体积增大的性质称为扩容现象, 对于研究巷道变形和围岩对支护造成的压力等
（5）围岩 ——井巷附近受到扰动的岩体。
岩块：
岩体
1.1 概述
（6）表土：
——覆盖在地壳上部的第三纪、第四纪沉 积物,如黄土、粘土、流砂、淤泥、砾石的 统称。
（7）基岩：
——表土以下的固结性岩石统称为基岩。
（8）煤系地层：
——煤层周围一定范围内的地层。 多为沉积岩，如砂岩、灰岩、页岩、泥岩 等。
*表1－3列出了几种材料的密度、纵波波速及 波阻抗值。
1.3.2 岩石的强度特征
岩石强度：
—在外荷载作用下岩石抵抗破坏的能力（静 、动荷载作用）。
*瞬时强度—岩石在动荷载作用下的强度，又 叫动荷载强度 *长时强度—岩石在静荷载作用下的强度的强 度，又叫做静荷载强度 表1－5列出了几种岩石的动静荷载强度值
图1.2（10页）
破坏前的应变增加； 脆性塑性，出现硬化现象； 变形模量和泊松比有一定程度提高。
（二）动载荷下岩石变形特征
* 动荷载
—外荷载不是常数，而是时间的函数。 如冲击凿岩和爆破落岩等，如图1－2所示为凿 岩机活塞冲击钎尾时，作用力随时间变化的 实测曲线。 从图可见，作用力在几十微秒内零骤增到数万 牛顿，再经数百微秒重新下降到零。
（5）碎胀系数的意义 选择装岩、运输、提升设备；爆破空间大小 ；直接顶垮落后的高度。
1.2.4 岩石的碎胀性
（6）岩石的碎胀应变（体积应变）
几种岩石的体积应变数据，见表1.4（第8页）
1.3 岩石的力学性质
外载作用下： “变形”、“破坏”、“运动”。
1.3.1 岩石的变形特征 1.3.2 岩石的强度特征 1.3.3 岩石的硬度 1.3.4 岩石的可钻性与可爆性
—岩石试件在大气压力下吸入水的质量g与试件 烘干质量G之比。
*表1-1列出一些岩石的比重、密度、孔隙比和吸 水率等指标
1.2.3 岩石的水理性质
2）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k表示。
k定义为水饱和岩石试件的单向抗压强度(Rb)与 干燥试件的单向抗压强度(Rc)的比值，即
（一）静荷载下岩石的强度特征
（1）静荷载下岩石大多表现为脆性破坏。 （2）同一种岩石的强度并非常数。 （3）不同受力状态下岩石的各种强度极限相差悬殊。 a、从荷载性质来看： 单向抗压强度>单向抗剪强度>单向抗弯强度>单向抗拉强 度； b、从应力状态来看： 三向抗压强度>双向抗压强度> 单向抗压强度； *部分岩石强度试验结果列于表1－4
b 湿密度： 是天然含水或饱和水状态下的密度。
3）重度（容重）γ ：
指单位体积岩石所受的重力，又称重力密度。
γ= ρg
1.2.2 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，常用孔隙 度（率）n和孔隙比e来表示。
1）孔隙度n
岩石试件内各种孔隙、裂隙的体积之和与试件总体 积之比。
习题
1.1 概述
（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 定规律而形成的自然地质体，包括岩浆岩、沉积岩、变质岩 。 “两相”、“三相”。“最复杂的材料之一”
岩石的性质：与其矿物组成有关，与结构、构造有关
。
（2）岩体
——地下工程周围较大范围内的自然地质体。 特点：非均质、各向异性、不连续、赋存地质因子。
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(不包括孔隙体积) ，cm3
； ρW—水的密度，g／cm3。
1.2.1 岩石的相对密度和密度
2）密度ρ
岩石单位体积〈包括岩石内孔隙体积在内〉的质量
，又称质量密度ρ，具有干密度与湿密度之分。
a 干密度： 是单位体积岩石绝对干燥后的质量。
第一章岩石的性质及其工程 分级
井巷工程
第1章 岩石的性质及其工程分级
1 岩石性质与工程分级
引子 井巷施工最基本的工作
——破岩与井巷维护 为什么要了解岩石与岩体的物理力学性质? 如何在开挖和支护中利用岩石的强度？ 为什么要对岩石进行工程分级?
第1章 岩石的性质及其工程分级
1.1 概 述 1.2 岩石的物理性质 1.3 岩石的力学性质 1.4 岩石的工程分级
如煤化程度较高的煤、砂岩、砾岩、石灰岩都具有较 好的弹性。
塑性是指在力的作用下，岩石改变形状和体积，而卸 载后仍保留残余变形的性质。如页岩、粘土岩塑性比 较强。
岩石的变形特性用岩石的弹性模量E、变形模量EB以 及泊松比μ等参数来表示。
表1-3 几种岩石的弹性模量和泊松比
1.3.1 岩石的变形特征
—抵抗其它较硬物体侵入的能力。
根据试验方式可分为： （1）静压入硬度：
采用底面积为1～5mm2的圆柱形平底压模压入岩 石试件，该岩石产生脆性破坏或屈服时的强度， 作为岩石的硬度指标。
（2）回弹硬度：
以重物落于岩石表面后回弹高度来表示，常用回 弹仪即施米特锤。
1.3.4 岩石的可钻性与可爆性
* 岩石的可钻性