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2.2 岩石的地质成因分类 [谷德振：《岩体工程地质力学基础》；孙广忠： 《岩体结构力学》] 岩浆岩
分类：深成岩、浅成岩、喷出岩
力学性质特点：
1) 一般可视为均质、同性体(除部分喷出岩)；物理力学指 标比较高；
2) 强度和抗风化性由强到弱的排列：深成-浅成-喷出； 3) 经构造运动或侵入后形成复杂构造，有多裂隙破坏，易
延展有限,两种(张节理和剪节理)形成规律 规模大, 据剪力关系分正、逆、平推断层 分布与卸荷面有关,延续差,分布有限, 面粗 糙
与原生结构面有关,松碎,分布深度有限 岩体呈松碎,延展与分布有限 空洞型/常为塑态,原生岩层遇地下水泥化而 致
结构面分级：根据结构面规模分级(但：须与工程结合)
结构面形态
<0.5
<0.5
谷氏分类的意义：工程分类的基础；分析模型基 础
3.三个术语
⑴岩块
⑵岩体 ⑶岩石
4.岩体的弱面及其非均质性
岩体被弱面切割,属于非均质、各向异 性的不连续介质。
第二节 岩石的物理性质
1.岩石的比重和密度
岩石由固体、水、空气三相组成，具有比重、密度、重度等指标。 1.1比重
岩石的比重就是指岩石固体实体的质量与同体积水的质量之比值。 所谓岩石固体实体积，就是指不包括孔隙体积在内的实在体积。其计 算公式为
1) 产状：走向、倾向---玫瑰图 2) 延展度：考虑与工程结合的节理“分级” 3) 贯通度/切割度：节理面面积(线长)占考察断面(线 长)之比 4) 密集度。线密度或间距： K=n/L 或 d=1/K
面密度：单位面积中节理面积
5) 粗糙度JRC（三类10级）；JRC值由实验确定 平直形：（1~5）级； 波浪形：（6~8）级； 锯齿形：（9~10）级。
井巷工程
山东科技大学
绪论
一、在今后煤炭仍是我国的主要能源 1. 煤炭占能源的比例为70%左右 2. 我国煤炭的储量
能源类型
占全球储量 全球可开采 我国可采年 探明储量
的比例
年限(y)
限(y)
煤炭 石油
11.1% 230
4%
41
110 20.6
10306亿t(全球) 1145亿t(我国)
天然气 1.1% 61.9 55
△——岩石比重； G——绝对干燥时体积为的岩石质量g； VC ——岩石固体实在体积； ρw——水的密度，g/cm3 。
1.2 密度 1.2.1概念:岩石单位体积(包括岩石内孔隙体积在内)的质
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较稳定
不稳定
辉石 黑云母 橄榄石 斜长石
有机质（煤）： 变质程度差异影响；“超分子结构”与“胶体”结构； 颗粒间联系： 晶间质。紧密接触，结构相对完整；
晶间质的稳定性有区别 晶间质是晶体结构的缺陷：晶体排列换向 胶结质。性质：硅质、铁质、钙质、泥质(按强度排列) 形式：基质型、接触型、孔隙胶结型 裂隙和孔隙 (多层次)含：晶格缺陷；晶间、胶结层、颗粒间；结构 (层理、节理)面；
3. 分布特点:东贫西富、北多南少 二、井巷工程在煤炭采掘中的地位
60万的矿井，投产前需开掘的工程量10-13万立 方,，投资占矿井总投资的40%。生产矿井每采1万吨 煤需要掘进250多米巷道。 三、本课程的任务
使学生初步具有指导巷道施工和编制作业规程的能 力，并能掌握巷道、交叉点等单位工程的设计
环境复杂(压力、水等；物理与化学影响)
2. 岩石的基本构成和地质分类
2.1 岩石基本构成 造岩矿物 种类：长石、石英、云母、方解石、高岭石等近3000种 颗粒大小：反映颗粒接触面多少和对性质的影响 颗粒形状和排列：各向异性 颗粒硬度和抗风化稳定
抗风化稳定性
非常稳定
矿物名称(例) 石英 白云母
稳定 正长石
变质岩 分类：接触变质岩和动力变质(片理状岩石和块状岩石) 力学性质特点： 1) 变质岩的力学性质差别较大，和母岩性质、变质条 件和程度等因素相关；一般沉积岩经变质后改善岩性 2) 变质岩常具有定向性构造。如片理结构等不利于岩石 结构的稳定 3) 由于结构的定向性使其力学性质具有各向异性 2.3 岩体结构面 岩体结构面基本类型 3大类结构面：原生结构面、构造结构面、次生结构面
碎裂结构 （III）
镶嵌结构
节理密度大，结构面粗糙，块间呈刚性接 触
层状碎裂结 构
近于平行的软(泥化结构)与硬岩层相间组成
碎裂结构 结构面发育，成形态多样碎块，岩性复杂
散体结构（IV）
结构面高度密集,或为未胶结沉积物的混杂 态
结构面间 距
>1.0(米) 0.5~1.0 0.3~0.5
<0.3
<0.5
2.4 岩体结构和结构分类 谷德振分类：4大类，8亚类
结构类型 结构亚类
结构体形态、特征
整体块状 整体结构 岩体单一，呈整体状态或巨型块状 结构（I） 块状结构 结 构构面轻度发育,呈立方或长方块等块状结
层状结构 层状结构 各层相对比较完整，层间有一定结合力
（II） 薄层结构 层面结构发育，层间结合作用弱
岩体结构面分类表
成因 原 沉积 生 火成 面 变质 构造面
次生面
地质构造类型
层理面,弱夹层,间断面 流层,岩浆接触面,蚀变带 片理,板理
劈理 节理 断层
卸荷裂隙
风化裂隙 爆破与工程裂隙
岩溶与泥化层
主要特征
层间面,层面结合良好但易水化软化 呈流态,易风化开裂 分布密集,延展性差,结合力弱 短小密集剪切破裂面
风化；
4) 岩浆岩的侵入使周围岩性变坏，常会成为重要的软弱结 构。
沉积岩 分类：碎屑岩、粘土岩、化学岩和生物岩 力学性质特点： 1) 粘土类岩是软岩的主要内容，粘土矿物的亲水性是岩 石性质恶化的重要因素，粘土矿物风化成次生矿物。 2) 粘土质岩是隔水层，常是水压的持力层 3) （粉）砂岩层、灰岩层常是透水层，会有涌水和 “流沙”的危险 4) 沉积岩层常有构造作用和破坏影响（褶皱、断层） 5) 以层状分布为特点，显示力学各向异性(横观同性) 6) 碎屑沉积岩较疏松，易风化
四、主要内容
五、学习方法：理论联系实际
第一章 岩石性质与分级
第一节 概述 1. 组构概念和岩石的组构特征
1.1 组构概念 组构即组织与构造 组织：成分与基本构成内容，构造：结构形式
1.2 岩石组构基本特征 岩是经过了漫长地质史的大自然产物 特点：地质作用影响（重力、侵入、构造、风化） 漫长历史演变作用（长期变性与交互性） 无规律特点