岩石与岩体

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岩石力学重点提示

第一章绪论岩石和岩体都是岩体力学的直接研究对象。

但在岩体力学中，这是两个既有联系又有区别的两个基本概念。

所谓岩石就是由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而形成的自然物体；所谓岩体则是指在一定的地质条件下，含有诸如节理、裂隙、层理和断层等地质结构面的复杂地质体。

岩石就是指岩块，在一般情况下，不含有地质结构面。

因此，岩石和岩体的力学性质也是不同的，前者可在实验室条件下进行试验，而后者一般在野外现场的实验场地完成实验。

从实验的精确度来看，后者更接近岩体的实际情况，反映了岩体的实际强度，前者则相差甚远。

第二章岩石的基本物理力学性质（一）岩石的基本物理性质这部分内容比较直观、容易掌握，但要注意各性质指标的定义和归类，避免引起混淆。

为便于记忆，列出基本物理力学性质的归类树，读者应将对应的公式（或注释）填充。

岩浆岩１．岩石（按地质成因）沉积岩变质岩２．岩体＝岩石（或岩块）＋结构面（二）岩石的强度特性1．强度试验基本内容单向抗压强度试验抗剪强度2．单向抗压强度试验（1）试件：直径D ＝50mm ±0.3mm ；高H=(2～2.5)D ±0.3mm ；两端法线与试件轴线偏差不大于025.0；端面不平整度不大于0.5mm 。

（2）单向抗压强度 AP=σ P －岩石试件无侧限条件下的破坏载荷 A －试件承载面积（3）试件破坏形态圆柱单向压缩有两种可能的破坏形态：圆锥形破坏和圆柱形劈裂破坏（见图２-1）（a ）圆锥形破坏（b ）柱状劈裂破坏图２-1 单轴压缩破坏形态破坏原因：①圆锥形破坏形状是由于试件两端与试验机承压板之间摩擦力增大造成的。

②柱状劈裂破坏，如图２-1b 所示。

若采用有效方法消除岩石试件两端面的摩擦力，则试件的破坏形态成为柱状劈裂破坏。

（4）试件单向抗压强度的主要影响因素①试验机铁板的刚度；②试件的形状；③试件的尺寸；③试件的高径比；④加载速度 3. 单向抗拉强度试验（1）直接拉伸法对岩石试件直接施加拉力至破坏，抗拉强度为AP t =σ 式中：P －试件破坏时承受的最大压力；A －与拉力垂直的横截面积。

岩石和岩体的关系

岩石和岩体的关系一、引言岩石是地球上最基本的固体物质，是构成岩石圈的主要成分。

而岩体则是指具有一定规模和一定地质特征的岩石体。

岩石和岩体有着密切的关系，本文将深入探讨二者之间的联系和区别。

二、岩石的定义与分类岩石是由矿物质和/或有机物质组成的固体物质聚合体。

根据岩石的形成方式和成分，可以将其分为三类：火成岩、沉积岩和变质岩。

火成岩是由岩浆在地壳内冷却结晶而成，如花岗岩、玄武岩等；沉积岩是由岩屑、生物遗骸等沉积物在地表或水中沉积后经过压实形成的，如砂岩、石灰岩等；变质岩是在高温高压条件下，原有岩石发生物理和化学变化形成的，如片麻岩、大理岩等。

三、岩石与岩体的关系岩石是构成岩体的基本组成单元。

岩体是由一定数量和规模的岩石所组成的，具有一定的空间分布和地质特征。

岩体通常由相互具有一定关系的岩石体组成，这些岩石体可以是同一类型的岩石，也可以是不同类型的岩石。

岩体的形成是在地质历史长期演化的过程中逐渐形成的。

在地壳运动、构造变形等地质作用的影响下，一些岩石体被整体保留下来，并形成了具有一定规模和地质意义的岩体。

岩体可以是一个山脉、一座岛屿，也可以是一个矿床、一个矿区。

岩体的规模可以从数十米到数百公里不等。

四、岩石与岩体的区别岩石是岩体的组成单元，而岩体则是由一定数量和规模的岩石所组成的。

岩石是最基本的地质单位，而岩体是具有一定规模和地质意义的地质体。

岩石是岩体的构成要素，岩体是由一定数量和规模的岩石组合而成。

岩石是微观的，而岩体是宏观的。

岩石的形成有着明确的成因和地质背景，而岩体的形成则是在地质历史长期演化的过程中逐渐形成的。

岩石的形成可以通过岩石学的研究来推断，而岩体的形成则需要借助地质调查和研究才能得出结论。

五、岩石与岩体的意义岩石和岩体是地质学研究的重要对象，对于认识地球演化历史、资源勘探和环境保护具有重要意义。

通过对岩石的研究，可以了解到地球历史的演化过程，揭示地球内部的构造和物质组成，为勘探矿产资源、发展矿产经济提供依据。

岩石及岩体的基本性质

第一章岩石及岩体的基本性质第一节概述岩石是组成地壳的基本物质，它由各种造岩矿物或岩屑在地质作用下按一定规律〔通过结晶或借助于胶结物粘结〕组合而成。

一、岩石的分类自然状态下的岩石，按其固体矿物颗粒之间的结合特征，可分为：①固结性岩石：固结性岩石是指造岩矿物的固体颗粒间成刚性联系，破碎后仍可保持一定形状的岩石。

②粘结性岩石、③散粒状岩石、④流动性岩石等。

在煤矿中遇到的大多是固结性岩石。

常见的有砂岩、石灰岩、砂质页岩、泥质页岩、粉砂岩等。

按岩石的力学性质不同，常把矿山岩石分为：①坚硬岩石②松软岩石两类。

工程中常把饱水状态下单向抗压强度大于10MPa的岩石叫做坚硬岩石，而把低于该值的岩石称为松软岩石。

松软岩石具有结构疏松、密度小、孔隙率大、强度低、遇水易膨胀等特点。

从矿压控制角度看，这类岩石往往会给采掘工作造成很大困难。

二、岩石的结构和构造岩石的强度与岩石的结构和构造有关。

1.岩石的结构指决定岩石组织的各种特征的总合。

如岩石中矿物颗粒的结晶程度、颗粒大小、颗粒形状、颗粒间的联结特征、孔隙情况，以及胶结物的胶结类型等。

岩石中矿物颗粒大小差异很大，在沉积岩中，有的颗粒小到用肉眼难以分辩〔如石灰岩、泥岩、粉砂岩中的细微颗粒〕，有的颗粒可大至几厘米〔如砾岩中的粗大砾石〕。

组成岩石的物质颗粒大小，决定着岩石的非均质性。

颗粒愈均匀，岩石的力学性质也愈均匀。

一般来说，组成岩石的物质颗粒愈小，则该岩石的强度愈大。

2.岩石的构造是指岩石中矿物颗粒集合体之间，以及与其它组成部分之间的排列方式和充填方式。

主要有以下几种构造：1.整体构造——岩石的颗粒互相紧密地紧贴在一起，没有固定的排列方向；2.多孔状构造——岩石颗粒间彼此相连并不严密，颗粒间有许多小空隙；3.层状构造——岩石颗粒间互相交替，表现出层次叠置现象〔层理〕。

岩石的构造特征对其力学性质有明显影响，如层理的存在常使岩石具有明显的各向异性。

在垂直于层理面的方向上，岩石承受拉力的性能很差，沿层理面的抗剪能力很弱。

岩体力学复习资料概念-简答-论述

..一.岩石与岩体岩石：是组成地壳的基本物质，它是由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律凝聚而成的自然地质体。

一般认为它是均质的和连续的。

岩体：是地质历史过程中形成的，由岩块和结构面网络组成的具有一定结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。

（区别是岩体包含若干不连续面。

）结构面：岩体内具有一定方向、延展较大、厚度较小的面状地质界面，包括物质的分界面和不连续面，它是在地质发展历史中，尤其是在地质构造变形过程中形成的。

结构面间距：结构面间距是指同一组结构面在法线方向上，该组结构面的平均间距。

结构面的张开度：是指结构面裂口开口处张开的程度。

结构体：被结构面分割而形成的岩块，四周均被结构面所包围，这种由不同产状的结构面组合切割而形成的单元体成为结构体。

节理：岩石中的裂隙或破裂面，沿着节理面两侧的岩块基本没有发生过相对位移或没有明显的相对位移矿山岩石力学的研究方法：工程地质研究方法，科学实验方法，数学力学分析方法，整体综合分析方法。

岩石按照成因分成哪几类？其各自的成因及特征是什么?试举出几种岩石实例。

答：按照成因，岩石可分成岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。

岩浆岩是由岩浆冷凝而成的岩石。

组成岩浆岩的各种矿物化学成分和物理性质较为稳定，它们之间的连接是牢固的，具有较高的力学强度和均匀性（橄榄岩、流纹岩）。

沉积岩是由母岩在地表经风化剥蚀而产生的物质，通过搬运、沉积、和固结作用而形成的岩石。

沉积岩的物理力学特性与矿物和岩屑的成分，胶结物的性质有很大关系，另外，沉积岩具有层理构造（砾岩、页岩、泥岩）。

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编制而形成的岩石。

它的物理性质与原岩的性质、变质作用的性质和变质程度有关（片麻岩、板岩、大理岩）。

什么叫岩石力学？其研究内容是什么？研究方法有哪些？岩石力学：岩石力学是研究岩石力学性能的理论和应用科学，是运用力学和物理学的原理研究岩石的力学和物理性质的一门科学。

岩石力学

岩石力学1.岩石与岩体的区别和联系？答：岩石是矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而形成的自然物体。

岩体，是指一定工程范围内的自然地质体，它经历了漫长的自然历史过程，经受了各种地质作用，并在地应力的长期作用下，在其内部保留了各种永久变形和各种各样的地质构造形迹（不整合、褶皱、断层、层里、节理、劈理等不连续面。

岩体=岩块+结构面。

岩石和岩体的重要区别就是岩体包含若干连续面，岩体的强度远低于岩石强度。

2.简述岩石力学的研究内容和方法？研究内容：①岩石与岩体的物理力学性质②岩石和岩体的本构关系③工程岩体的应力、变形和强度理论④岩石室内实验⑤岩体测量和工程稳定监测。

研究方法：采用科学实验、理论分析与工程紧密结合的方法。

3.岩石的物理性质指标主要有哪些？它们是如何定义的？答：质量密度（单位体积的质量）；重度（单位体积的重量）；相对密度（岩石的干重量除以岩石的实体积所得的量与1个大气压下4摄氏度的纯水的重度的比值）；孔隙率（孔隙体积与总体积百分比）；孔隙比（孔隙体积与固体的体积之比）；含水率（天然状态下岩石中水的重量与岩石烘干重量的百分比）；吸水率（干燥岩石试样在一个大气压和室温条件下吸入水的重量与岩石干重百分比）；饱水率（岩样在强制状态（真空、煮沸、高压）下，岩样的最大吸水重量与岩样烘干重量的百分比）；渗透性（在水压力作用下，岩石的孔隙和裂隙透过水的能力）；膨胀性（岩石浸水后体积增大的性质）；崩解性（岩石与水相互作用时失去黏结性并变成完全丧失强度的松散物质的性能）；软化性（岩石与水相互作用时强度降低的特性）；抗冻性（岩石抵抗冻融破坏的性能称为岩石的抗冻性）。

岩石容重：单位体积的岩石的重量分为天然容重、饱和容重、干容重。

4简述岩石在单轴压缩条件下的变形、破坏特征并说明原因(论述)？分为四段：①孔裂隙压密阶段：应力-应变曲线呈上凹形，其斜率随应力增加而逐渐增大，包含永久变形；原因：试件中原有微裂隙在压应力作用下逐渐闭合。

《岩石力学》复习资料

《岩石力学》复习资料1.1 简述岩石与岩体的区别与联系。

答:岩石是由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而形成的自然物体,力学性质可在实验室测得；岩体是指由背诸如节理、裂隙、层理和断层等地质结构面切割的岩块组成的集合体，力学性质一般在野外现场进行测定，因此更接近岩体的实际情况，反映岩体的实际强度。

1.2 岩体的力学特征是什么？答：（1)不连续性：岩体受结构面的隔断,多为不连续介质，但岩块本身可作为连续介质看待；（2)各向异性：结构面有优先排列位向的趋势,随着受力岩体的结构趋向不同力学性质也各异；(3）不均匀性：结构面的方向、分布、密度及岩块的大小、形状和镶嵌状况等在各部位都很不一致，造成岩体的不均匀性；（4)岩块单元的可移动性：岩体的变形破坏往往取决于组成岩体的岩石块单元体的移动,这与岩石块本身的变形破坏共同组成岩体的变形破坏；（5）力学性质受赋存条件的影响：在一定的地质环境中，岩体赋存有不同于自重应力场的地应力场、水、气、温度以及地质历史遗留的形迹等。

1.3 岩石可分为哪三大类?它们各自的基本特点是什么?答：（1）岩浆岩：由岩浆冷凝形成的岩石，强度高、均匀性好；（2）沉积岩：由母岩在地表经风化剥蚀后产生，后经搬运、沉积和结硬成岩作用而形成的岩石,具有层理构造，强度不稳定，且具有各向异性；（3）变质岩：由岩浆岩、沉积岩或变质岩在地壳中受高温、高压及化学活动性流体的影响发生变质而形成的岩石.力学性质与变质作用的程度、性质以及原岩性质有关。

1.4 简述岩体力学的研究任务与研究内容。

研究任务：①建模与参数辨别;②确定试验方法、仪器与信息处理；③现场测试；④实际应用；研究内容：①岩石与岩体的物理力学性质(岩石的物质组成和结构特征，岩石的物理、水理性质，岩块在不同应力状态作用下的变形和强度特征,结构面的变性特征和强度参数的确定等）;②岩石和岩体的本构关系(岩块的本构关系，岩体结构面分类和典型结构面本构关系,岩体的本构关系）；③工程岩体的应力、变形和强度理论（岩体初始应力测量及分布规律，岩体中应力、应变和位移计算，岩体破坏机理、强度理论和工程稳定性维护与评价）：④岩石(岩块）室内实验（室内实验是岩石力学研究的基本手段）;⑤岩体测试和工程稳定监测（岩体原位力学实验原理和方法，岩体结构面分布规律的统计测试,岩体的应力、应变、位移检测方法及测试数据的分析利用,工程稳定准则和安全预测理论与方法)。

岩体和岩石

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第四节岩体工程分类
分类的目的（1）为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据。（2）便于施工方法的总结,交流,推广。（3）便于行业内技术改革和管理。
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遵循的主要原则
（1）分类形式要简单，含义要明确。
（2）分类应具科学意义和实用价值。
（3）分类指标不易过多并应容易获得。指标过多，必须增加研究工作量，不便推广和应用。
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本章主要参考书
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第一节概述
岩石力学是研究岩石的力学性状的一门理论和应用科学，它是力学的一个分支，是探讨岩石对其周围物理环境中力场的反应。
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1、岩石
岩石是由一种或几种矿物所组成的集合体，它是岩体的基本组成部分，一般将岩石分为表土和基岩两个部分。
（1）表土：覆盖在地壳上部的第四纪沉积物称为表土或松散性岩石，如黄土、流砂、粘土、淤泥、砾石等。
最坚固的砂岩及石灰岩1515iiiiii坚固的岩石坚固的岩石致密的花岗岩及花岗岩类岩石很坚固的砂岩及石灰岩石英致密的花岗岩及花岗岩类岩石很坚固的砂岩及石灰岩石英质矿脉坚固的砾岩很坚固的铁矿石质矿脉坚固的砾岩很坚固的铁矿石1010iiiaiiia坚固的岩石坚固的岩石坚固的石灰岩不坚固的花岗岩坚固的砂岩坚固的大理岩坚固的石灰岩不坚固的花岗岩坚固的砂岩坚固的大理岩白云岩黄铁矿白云岩黄铁矿88iviv相当坚固的岩石相当坚固的岩石一般的砂岩铁矿石一般的砂岩铁矿石66ivaiva相当坚固的岩石相当坚固的岩石砂质页岩泥质砂岩砂质页岩泥质砂岩55vv坚固性中等的岩石坚固性中等的岩石坚固的页岩不坚固的砂岩及石灰岩软的砾岩坚固的页岩不坚固的砂岩及石灰岩软的砾岩44vava坚固性中等的岩石坚固性中等的岩石各种不坚固的页岩致密的泥灰岩各种不坚固的页岩致密的泥灰岩33vivi相当软的岩石相当软的岩石软的页岩很软的石灰岩白垩岩盐石膏冻土无烟煤软的页岩很软的石灰岩白垩岩盐石膏冻土无烟煤普通泥灰岩破碎的砂岩胶结的卵石及粗沙砾多石块的土普通泥灰岩破碎的砂岩胶结的卵石及粗沙砾多石块的土22viavia相当软的岩石相当软的岩石碎石土破碎的页岩结块的卵石及碎石坚硬的烟煤硬化碎石土破碎的页岩结块的卵石及碎石坚硬的烟煤硬化的粘土的粘土1515viivii致密的粘土软的烟煤坚固的表土层致密的粘土软的烟煤坚固的表土层1010viiaviia微砂质粘土黄土细砾石微砂质粘土黄土细砾石0808viiiviii土质岩石土质岩石腐植土泥煤微砂质粘土湿砂腐植土泥煤微砂质粘土湿砂0606ixix松散岩石松散岩石砂细砾松土采下的煤砂细砾松土采下的煤0505xx流沙状岩石流沙状岩石流砂沼泽土壤包含水的黄土既包含水的土壤流砂沼泽土壤包含水的黄土既包含水的土壤030341根据f值的大小将岩石分为10级共15种

1.5岩石的工程地质性质

软化系数表示。软化系数kd：等于岩石在饱和状态下的极限抗压强度与
在风干状态下极限抗压强度的比。用小数表示。其值越小，表明岩石在水作用下的强度和稳定性越差。
岩石的软化性决定于岩石的矿物成分、结构和构造特征。岩浆岩和变质岩的软化系数大都接近于1.0；粘土矿物含量高、孔隙度大、吸水率高的岩石，软化系数越小，如泥灰岩和页岩。
降低岩石的强度。在工程中应当重视岩石中这些低强度矿物含量的增长对岩石强度的降低作用。
但也不能简单地认为，含有高强度矿物的岩石，其强度一定就高。因为岩石受力作用后，内部应力是通过矿物颗粒的直接接触来传递的，如果强度较高的矿物在岩石中互不接触，则应力的传递必然会受中间低强度矿物的影响，岩石不一定就能显示出高的强度。
180~300
岩石名称辉绿岩
抗压强度（MPa）
200~350
岩石名称页岩
抗压强度（MPa）
10~100
100~250
玄武岩
150~300
砂岩
20~200
180~300
石英岩
150~350
砾岩
10~150
100~250 100~250 80~250
大理岩片麻岩灰岩
100~250 50~200 20~200
岩体 = 结构面 + 结构体
岩块的强度高，岩体的强度不一定高。
结构面的发育程度、性质、充填情况以及连通程度等，对岩体的工程性质有很大的影响。
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1. 结构面
结构面：存在于岩体中的各种地质界面。
（1）结构面类型：原生结构面：成岩时形成
沉积结构面：层面、层理、夹层等火成结构面：原生节理、流纹面、接触面等等变质结构面：片麻理、片理等等

矿山岩土力学复习题

1、岩石与岩体的概念、区别与联系。

岩石：是组成地壳的基本物质，是由一种或多种矿物在地质作用下按一定规律聚集而成的自然体。

岩体：是指一定工程范围内的自然地质体。

岩体与岩石之间是既有联系，又有区别的两个概念。

岩石是自然界中各种矿物的集合体，是天然地质作用的产物，是组成岩体的基本单元；而岩体则是指天然埋藏条件下、由岩块组成的通常包含一种以上弱面的复杂地质体。

2、绘图并说明岩石的应力-应变全过程曲线。

3、绘图并说明岩体的应力-应变全过程曲线。

⑵ 弹性变形阶段（AB 段）经过压密阶段后，岩体由不连续状态进入连续状态，呈现弹性变形B 点的应力称为弹性极限⑶ 塑性变形阶段（BC 段）应力-应变曲线呈向下弯曲状。

即使荷载增加不大，也会产生较大的变形。

C 点的应力称为强度极限⑷ 破坏阶段（CD 段）出现岩体应力释放过程，宏观上表面为破裂o ∙∙∙∙A B C D 1、裂隙压密阶段(OA)。

曲线上凹，体积缩小；A 点：压密极限2、线弹性变形阶段(AB)。

呈直线，体积仍缩小；B点：弹性极限3、微裂隙稳定发展阶段(BC)。

近似线弹性，体积变形由缩小转为增大，发生“扩容”；C 点：屈服极限屈服点：岩石从弹性变为塑性的转折点4、非稳定发展阶段(CD)5、裂隙扩展、新裂隙产生，体积膨胀加剧，显示宏观破坏迹象，岩石承载能力达到极限；D 点:峰值强度/强度极限，即单轴抗压强度6、残余强度阶段(DE)岩石全面破坏，承载能力下降，但尚有承载力，此为岩石材料特点之一⑴ 裂隙压密阶段（OA 段）原有裂隙受压闭合，出现不可恢复的残余变形，形成非线性上凹状压缩变形曲线，表现出弹塑性并存的特点 A 点的应力称为压密极限εσ岩体在破裂时应力并不是突然下降，在破裂面上尚存一定摩擦力，使岩体仍具有承载能力，直至最终达到岩体的残余强度4、简述岩石在三向压力作用下的变形规律。

5、岩石的流变主要有哪两类指标？解释岩石的不稳定蠕变曲线，试述如何利用它进行岩体工程破坏的预报？岩石的流变主要有蠕变和松弛两类指标。

如何理解岩石与岩体的概念

如何理解岩石与岩体的概念岩石与岩体是地球科学中常用的两个概念，它们在地质学、矿物学以及地球物理学等领域中都有重要的意义。

首先，我们来理解岩石的概念。

岩石是由一种或多种矿物质组成的固体物质，它是地壳中构成地壳的基本组成部分之一。

岩石是地球表层的组成单位，它们可以按照其形成方式、矿物成分或岩石结构等特征进行分类。

根据形成方式的不同，我们可以将岩石分为火成岩、沉积岩和变质岩三大类。

火成岩是指在地壳深部由岩浆冷却凝固形成的岩石，例如花岗岩、玄武岩等；沉积岩是指由岩层中的沉积物和堆积物在地壳表层经过一系列的物理、化学和生物作用形成的岩石，例如砂岩、泥岩等；变质岩是指由之前存在的岩石经历高温和高压等变质作用形成的岩石，例如云母片岩、石英岩等。

岩石通常是以矿物质的组合和结晶方式为准则进行分类。

岩石能够揭示地球历史的变迁和演化，对于了解地球内部结构和动力学过程有着重要的意义。

而岩体则是指由一种或多种类似或相接的岩石或岩脉组成的具有一定规模和地质意义的地质单元。

岩体通常以不连续的岩层、岩脉或构造面等为界限，它们可以是一个岩石制造过程中的产物，也可以是一系列矿物化过程或构造活动的结果。

岩体通常是以岩石的地质性质、组成成分、结构特征等为基础进行描述和分类的。

岩体的规模可以从小到大，从狭义的岩墙、岩柱、岩核等到广义的岩体群、岩带、岩盆等。

岩体的研究对于地质资源勘查、地质灾害评价和地质工程设计等具有重要的意义。

岩石与岩体之间存在着密切的联系和相互作用。

岩体是由岩石组成的地质单元，岩石是构成岩体的基本组成元素。

岩石通过构造活动、岩浆侵入、沉积堆积等过程构成了各种各样的岩体。

岩石的性质和组成将决定岩体的性质和特征，而岩体又会对岩石的形成和演化产生一定的影响。

例如，火成岩熔岩侵入地壳形成岩体后，在长期的地壳变动和构造变形过程中，岩体内的岩石可能会发生变质作用，形成变质岩；同样，沉积岩沉积堆积后，在压实和固结作用、热液活动等过程中，可能会形成石英脉、方解石脉等岩脉的组成岩体。

岩石、岩体、土的分类

岩石、岩体、土的分类一、岩土的分类原则1、岩土分类应与工程目的相一致,按钻探的不同目的采用不同的系统定名。

2、按工程需要以岩土组成为主要定名依据，并结合其成因年代及结构、构造特征综合定名。

二、岩石的分类原则岩石是天然形成的具有一定结构、构造的由一种或多种矿物组成的集合体，岩体是指包括各种结构面的原位岩石的综合体。

岩石作为工程地基和环境可按下列原则分类：1、岩石按成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。

2、岩石根据强度按(表1)分3、岩石根据风化程度按（表2）分未风化、微风化、中等风化、强风化、全风化岩石。

表2 岩石按风化程度分类4、岩石按软化系数(KR)分为软化岩石(KR≤0.75)和不软化岩石(KR>0.75)。

三、岩体的分类1、岩体根据结构类型分为整体状、块状、层状、碎裂状、散体状结构。

2、岩层厚度可按(表3)分四、岩石和岩体的描述1、岩石的描述包括：成因、年代、名称、颜色、主要矿物含量结构、构造和风化程度。

对沉积岩尚要描述沉积物的颗粒大小、形状、胶结成分和胶结程度；对岩浆岩和变质岩尚要描述矿物结晶大小和结晶程度。

2、岩体的描述应包括成因、年代、岩石名称、颜色、结构面、结构体和岩层厚度等。

（1）结构面的描述应包括：类型、性质、产状组合形式、发育程度、延展程度、闭合程度、粗糙程度、充填情况和充填物性质及充水性质等。

（2）结构体的描述应包括：类型、形状、大小、结构体在围岩中的受力情况等。

五、土的分类原则1、土根据地质成因可分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土和风积土。

土根据有机质含量可分为无机土、有机土、泥炭质土和泥炭。

（表4）2、土按颗粒级配或塑性指数分为碎石土、砂土、粉土和粘性土。

各类土的分类应符合下列规定。

（1）碎石土：粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量50%的土。

根据颗粒级配和颗粒形状可细分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾（表5）。

（2）砂土：粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量50%，且粒径大于0.075mm的颗粒质量超过50%的土。

重大岩石力学第四版-许明土木工程岩石力学课程复复习重点课后习题以及解答

1.1解释岩石与岩体的概念，指出二者的主要区别与联系。

答：岩石是具有一定结构构造的矿物（含结晶和非结晶）的集合体。

岩体是只在地质历史过程中形成的，有岩石单元体（或称眼快）和结构面网络组成的，具有一定的结构并附存在一定的天然的应力状态和地下水等地质环境中的地质体。

岩石与岩体的重要区别就是岩体包含若干不连续面，由于不连续面的存在岩体的强度远远低于岩石强度。

1.2岩体的力学特征是什么？变形特征：有弹性；流变特征：蠕变；强度特征：由岩块岩石强度和结构强度共同表现。

结构完整，结构面不发育，岩石强度可替代岩体强度；岩体沿某一结构面产生整体华东，岩体强度受结构面强度控制。

1.3自然界中的岩石按地质成因分类可分为几大类，各有什么特点？答:按地质成因分类,自然界中岩石可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。

岩浆岩按照岩浆冷凝成岩的地质环境不同又可分为深成岩、浅成岩和喷出岩。

其中深成岩常形成巨大的侵入体,有巨型岩体,大的如岩盘、岩基,其形成环境都处在高温高压之下,形成过程中由于岩浆有充分的分异作用,常常形成基性岩、超基性岩、中性岩及酸性、碱性岩等,其岩性较均一,变化较小,岩体结构呈典型的块状结构,结构多为六面体和八面体,岩体颗粒均匀,多为粗-中粒结构。

沉积岩是地面即成岩石在外力的作用下，经过风华，搬运，沉积固结等沉积而成。

其主要特征是1、层理构造显著。

2、沉积岩中常含古代生物遗迹，经过石化作用即形成化石，有的具有干裂、空隙、结核等。

变质岩岩性紧密，岩石重结晶明显；具有一定结构和构造，即为矿物颗粒定向排列2.1 名词解释：孔隙比、孔隙率、吸水率、渗透性、抗冻性、扩容、蠕变、松弛、弹性后效、长期强度、岩石的三向抗压强度孔隙比：孔隙比是土体中的孔隙体积与其固体颗粒体积之比空隙率：土体中空隙体积与土总体积之比，以百分率表示吸水率：是指岩石在大气压力和室温条件下吸水的质量与岩石固体颗粒质量之比的百分数之比-Wa渗透性：岩石在水压力作用下，岩石的空隙和裂隙通过水的能力。

岩石、岩体与土体的性质

岩石、岩体与土体的性质岩体和土体是同工程建设密切相关的物质，在工程建设过程中，需要查明建设场地岩土的工程技术性质，合理地利用场地岩土作为工程建（构）筑物的地基、围岩或构成材料，有时还需要有效地改善场地岩土的工程技术性质，使之适应工程建设的要求。

2.1 岩石的工程性质岩石是由矿物按一定的结构形态组成，具有一定构造形式，质地比较坚硬的地质集合体。

岩石的工程技术性质是指与工程建设有关的岩石的物理性质、水理性质和力学性质。

岩石的物理性质、水理性质和力学性质是由岩石的成分结构和构造所决定的。

2.1.1 岩石的种类岩石按成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。

岩石按软硬程度（强度）可分为硬质岩石（极硬岩、硬质岩）、软质岩石（软质岩、极软岩）两大类。

每种岩石的组织结构都可经历不同的风化程度。

1）硬质岩石微风化：组织结构基本未变，仅节理面有铁锰质渲染或矿物略有变色。

有少量风化裂隙，岩体完整性好。

中等风化：组织结构部分破坏，矿物成分基本未变化，仅沿节理面出现次生矿物。

风化裂隙发育，岩体完整性差。

岩体被切割成20～50 cm的岩块。

锤击声脆，且不易击碎，不能用镐挖掘，岩芯钻探方可钻进。

强风化：组织结构已大部分破坏，矿物成分已显著变化。

长石、云母已风化成次生矿物。

裂隙很发育，岩体破碎，完整性极差。

岩体被切割成2～20 cm的岩块，可用手折断。

用镐可挖掘，干钻不易钻进。

全风化：组织结构已大部分破坏，但尚可辨认，并且有微弱的残余结构强度，可用镐挖，干钻也可钻进。

残积土：组织结构全部破坏。

矿物成分除石英外，大部分已风化成土状，锹镐易挖掘，干钻易钻进，具有可塑性。

2）软质岩石微风化：组织结构基本未变，仅节理面有铁锰质渲染或矿物略有变色。

有少量风化裂隙，岩体完整性好。

中等风化：组织结构部分破坏，矿物成分发生变化，节理面附近的矿物已风化成土状。

风化裂隙发育，岩体完整性差，岩体被切割成20～50 cm的岩块，锤击易碎，用镐难挖掘，岩芯钻探方可钻进。

矿山岩石和岩体的基本性质

软弱岩体
完整性差、岩石强度低，工程地质条件较差。
不均质岩体
岩石强度和完整性在空间上变化较大，工程地质条件复杂。
04
矿山岩石和岩体的环境影响
岩石和岩体的化学稳定性
总结词
岩石和岩体的化学稳定性是指它们抵抗化学侵蚀的能力，主要取决于其矿物成分和化学成分。
详细描述
不同的岩石和岩体具有不同的化学稳定性。例如，某些岩石和岩体可能容易受到酸雨、地下水或工业废水的侵蚀，而另一些岩石和岩体可能具有更好的耐腐蚀性。了解岩石和岩体的化学稳定性对于评估其对环境的长期影响至关重要。
导热性
岩石传递热量的能力。
影响因素
矿物成分、颗粒大小和排列方式、胶结物和裂隙等。
02
矿山岩石的力学性质
抗压强度
总结词
抗压强度是指岩石在单向压力作用下抵抗破坏的能力，是衡量岩石力学性质的重要指标之一。
详细描述
岩石的抗压强度取决于其矿物成分、结构、缺陷和温度等因素。一般来说，岩石的抗压强度较高，但不同岩石之间的抗压强度存在较大差异。
03
岩体的工程地质性质
岩体的结构特征
结构面
岩体中存在的各种破裂面、节理、层理和断层等，对岩体的完整性、连续性和强度有重要影响。
结构体
由结构面围限的岩块，是构成岩体的基本单元。结构体的形状、大小和相互排列关系决定了岩体的整体特征。
软弱夹层
岩体中抗剪强度低、变形性能大的夹层或软弱带，对岩体的稳定性有较大影响。
05
矿山岩石和岩体的工程应用
岩石和岩体在采矿工程中的应用
采矿工程中，岩石和岩体是主要的开采对象，其基本性质如硬度、抗压强度、抗剪强度等对采矿工艺和安全有着重要影响。

《岩石力学》课件(完整版)

（m3/s）
dh
dx ——水头变化率； qx——沿x方向水的流量；h——水头高度； A——垂直x方向的截面面积；k——渗透系数。
四、岩石的抗风化指标（3类）
(1)软化系数（表示抗风化能力的指标）
Rcc——干燥单轴抗压强度、 Rcd——饱和单轴抗压强度；
Rcc / Rcd
（ 1 ）越小，表示
1.频率越低，跨越裂隙宽度俞大，反之俞小
图3-7
2. 裂隙数目越多，则纵波速度愈小
3.岩体的风化程度愈高弹性波的速度亦小
4.夹层厚度愈大弹性波纵波速度愈
三、岩体波速与岩体的有效孔隙率n及吸水率 W f 有关
一些岩浆岩，沉积岩和变质岩的纵波速度与有效孔隙率n之间的关系见图3－9所示。
静泊松比代替）求 Ed ，则
Vp
/ Vs
[
2(1
)
]
1 2
1 2
• 若＝0.25时，
• 经过各方面试验验证，之间。
Vp /Vs ＝1.73
Vp /Vs 一般在1.6～1.7
三、岩体弹性波速得测定
（一）岩块声波传播速度室内测定
测定时，把声源和接收器放在岩块试件得两端，通常用超声波，其频率为1000Hz－2MHz。（示波见图3－1）
表3－1表示了各类岩石的弹性波速与岩石种类之间的关系。图3－5从实例统计的角度，表示了各类岩石的弹性波速及密度之间的关系。
VP 0.35 1.88
二、岩体波速与岩体中裂隙或夹层的关系
弹性波在岩体中传播时，遇到裂隙，则视
充填物而异。若裂隙中充填物为空气，则弹性波不能通过，而是绕过裂隙断点传播。在裂隙充水的情况下，声能有5％可以通过，若充填物为其他液体或固体物质，则弹性波可部分或完全通过。弹性波跨越裂隙宽度的能力与弹性波的频率和振幅有关.

地质学基础第七章岩体

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流变性:
指在恒定条件下，应力或变形随时间而变化的特性。蠕变(creep):
在一定应力下,变形随时间持续增长。松弛(relaxation):
在变形保持一定时,应力随时间逐渐减小。
图 7—8 不同应力条件下岩体的蠕变曲线
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强度特性
最主要是抗剪强度
m
cm
图 7—12 岩体抗剪强度包络线 1－结构面强度线；2－岩块强度线；3－岩体强度包络线变化范围
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当结构面走向与边坡走向成直交时，稳定坡角最大，可达90°；当结构面走向与边坡走向平行时，稳定坡角最小，即等于结构面的倾角。
图 7—23 结构面走向与边坡走向成直交
图 7—24 结构面走向与边坡走向平行
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2. 力学讨论
滑动面上岩体的内摩擦角
滑动面上岩体的粘聚力
K F Ntg cL G costg cL
结构分析图解法——赤平极射投影
图 7—15 赤平极射投影原理
图 7—16
图 7—17
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表 7—12
图 7—18 吴尔夫投影网
图 7—19
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(一) 一组结构面的分析
1.结构分析
①当岩层（结构面）的走向与边坡的走向一致时：
边坡的投影为弧AMC
J1与坡面AC倾向相反，边坡稳定。 J2与坡面AC倾向相同，但其倾角
内部因素（岩石的地质特征）
• 矿物成分 • 结构 • 构造
外部因素
• 水的作用 • 风化作用
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3.岩石的工程性质评述
岩浆岩
• 深成侵入岩具结晶结构，晶粒粗大均匀，力学强度高。一般是良好的建筑地基和天然建筑石材。但由于多种矿物结晶组成，抗风化能力较差。 • 浅成侵入岩特别是脉状岩体穿插于不同的岩石中，易蚀变风化，使其强度降低、透水性增大。 • 喷出岩若具有气孔构造、流纹构造及发育有原生裂隙，透水性较大。多呈岩流状产出，岩体厚度小，岩相变化大，对地基均一性和稳定性影响大。