矿大考研岩石力学内部资料2
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该值称为碎胀系数，即：
V' Kp V
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的碎胀性和压实性 岩石破碎后，在其自重和外加载荷的作用下会逐渐 压实，体积随之减少，碎胀系数比初始破碎时相应
地变小。
岩石的残余碎胀性：岩石破碎体压实后的体积与破 碎前原始体积之比，称为残余碎胀系数。 残余碎胀系数常用 K 'p表示。
垂直于轴线误差±0.25度。
• 加载速率：0.5～0.8Pa/s
岩石的力学性质 岩石的力学性质 • b.非标准试件的对试验结果的影响及其修正
岩石的力学性质 岩石的力学性质
• c.压缩实验设备示意图(500t压力机)
岩石的力学性质 岩石的力学性质
• d. 端部效应及其消除方法
• 端部效应:
消除方法:
由这些结构面所切割或包围的岩体称为结构体。
岩块：岩块是指从地壳岩层中取出来的，无显著软 弱面的岩石块体。如钻孔岩芯。 岩体：岩体是指天然埋藏条件下大范围分布的、由 结构面和结构体组成的地质体。 广义岩石是岩块和岩体的泛称，狭义岩石专指岩块。
岩石的力学性质 岩石的物理性质
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
岩石的结构： 是指决定岩石组织的各种特征的总合，通常是指岩 石中矿物颗粒的结晶程度，矿物或岩石碎屑颗粒的
①润滑试件端部（如垫云母片；涂黄油在端部） ②加长试件
岩石的力学性质 岩石的力学性质
• 5)水对单轴抗压强度的影响－软化系数 • 岩石的软化系数：饱和岩石抗压强度σb与 干燥岩石抗压强度σc之比
• η=σb/ σc≤1
岩石的力学性质 岩石的力学性质
1.2岩石单轴抗拉强度
• 1）定义：岩石在单轴拉伸荷载作用下达到 破坏时所能承受的最大拉应力称为岩石的 单轴抗拉强度(Tensile strength) ,。 • 试件在拉伸荷载作用下的破坏通常是沿其 横截面的断裂破坏，岩石的拉伸破坏试验 分直接试验和间接试验两类。
岩石与水进行物理化学反应后，随时间变化会产生 体积增大现象，这时使试件体积保持不变所需要的
压力称为岩石的膨胀应力，而增大后的体积与原体 积的比率称为岩石的膨胀率。膨胀性软岩膨胀率甚 至大于35 %.
岩石的力学性质 岩石的物理性质
侧限膨胀仪
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的膨胀性和崩解性 岩石的崩解性指岩石与水相互作用时失去粘结性并 变成完全丧失强度而成为松散物质的性能。
岩石的力学性质 岩石的力学性质
岩石的强度：岩石抵抗外力作用的能力，岩石破 坏时能够承受的最大应力。 a.单向抗压强度 b.单向抗拉强度 c.剪切强度 d.三轴抗压强度 岩石的变形：岩石在外力作用下发生形态（形状、 体积）变化。 a.单向压缩变形 b.反复加载变形 c.三轴压缩变形 d.剪切变形
岩石的力学性质 岩石的力学性质
从矿山岩石力学观点来看，最重要的是以下几种构造：
（1）整体构造—岩石的颗粒互相严密地紧贴在一起，没有 固定的排列方向。
（2）多孔状构造—岩石颗粒彼此相接并不严密，颗粒之间 有许多小空隙（微孔）。
（3）层状构造—岩石颗粒互相交替，表现出层次叠置现象 （层理）。
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的密度 是指单位体积的岩石（不包括空隙）的质量。也 叫真密度。密度与岩石的空隙及吸水多少无关。
岩石的力学性质 矿山岩体力学
1 岩石的力学性质
• 主讲人：季明
岩石的力学性质
（了解，自学） 岩石基本构成： a.物质成分 b.结构 结晶连结、胶结连结、微结构面 岩石的地质成因： a.岩浆岩——深成岩、浅成岩、喷出岩(火山岩) b.沉积岩（水成岩） c.变质岩
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石与土： 岩石和土都是组成地壳的基本物质。 岩石是由各种造岩矿物或岩屑在地质作用下按一定
岩石的崩解现象是由于水化过程中削弱了岩石内部 的结构联络引起的。常见于由可溶盐和粘土质胶结
的沉积岩地层中。 岩石的耐崩解性指数指岩样在承受干燥和湿润两个 标准循环之后，岩样对软化和崩解作用所表现出的 抵抗能力。
岩石的力学性质 岩石的物理性质
软 岩 耐 崩 解 指 数
Id 2 85%
干湿循环测定仪
类型，如砂岩。
（3）粉砂质结构 —粒径变化在0.05~0.005mm之间的碎
屑结构类型，如粉砂岩、页岩。
（4）泥质结构—粒径小于0.005mm的碎屑结构类型，如
泥岩、粘土岩。
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的构造： 是指岩石中矿物颗粒集合体之间，以及它与其它 组成部分之间的排列方式和充填方式。
选10块岩石试样，每块质量40~ 60g，磨去棱角使其近于球粒状。 将试样放进带筛的圆筒内(筛眼直径为2mm)，在105℃下烘至恒重 后称重，然后将圆筒支承在水槽上，并向槽中注蒸馏水，使水面到 低于圆筒轴20mm的位置，20 r/min匀速转动圆筒，10min后取下 圆筒作第二次烘干称重，这样就完成了一次于湿循环试验；重复上 述试验步骤就可以完成多次干湿循环试验。规范以第二次干湿循环 的数据作为计算耐崩解性指数的根据。
岩石的力学性质 岩石的力学性质
• d.计算公式：
• •
σt=σx=-2P/πdt σy=(1/r1+1/r2-1/d)2P/πt
• 圆盘中心处：
• •
σt=σx=-2P/πdt σy=6P/πdt
岩石的力学性质 岩石的力学性质
1.3抗剪切强度
• 1)定义：岩石在剪切荷载作用下达到破坏前所 能承受的最大剪应力称为岩石的抗剪切强度 （Shear strength）。 • 剪切强度试验分为非限制性剪切强度试验 （Unconfined shear strength test）和限制性剪 切强度试验（Confined shear strength test）二 类。 • 非限制性剪切试验在剪切面上只有剪应力存在， 没有正应力存在；限制性剪切试验在剪切面上 除了存在剪应力外，还存在正应力。
岩石的力学性质 岩石的力学性质
• • • • 4)实验方法 a.试件标准 立方体50×50×50mm或 70×70×70mm 圆柱体，但使用最广泛的是圆柱体。圆柱体直径D一般不 小于50mm。 L/D=2.5~3.0（国际岩石力学委员会ISRM 建议的 尺寸）
• 要求：两端不平度0.5mm；尺寸误差±0.3mm；两端面
• 3)间接拉伸试验加载和试件示意图
• 巴西试验法（Brazilian test），俗称劈裂试验法。 • a.试件:为一岩石圆盘，加载方式如图所示。实际 上荷载是沿着一条弧线加上去的，但孤高不能超 过圆盘直径的1/20。
岩石的力学性质 岩石的力学性质
• b.应力分布：圆盘在压应力的作用下，沿圆盘直径y—y的 应力分布和x—x方向均为压应力。而离开边缘后，沿y—y 方向仍为压应力，但应力值比边缘处显著减少。并趋于均 匀化；x—x方向变成拉应力。并在沿y—y的很长一段距离 上呈均匀分布状态。 • c.破坏原因：从图可以看出，虽然拉应力的值比压应力值 低很多，但由于岩石的抗拉强度很低，所以试件还是由于 x方向的拉应力而导致试件沿直径的劈裂破坏。破坏是从 直径中心开始，然后向两端发展，反映了岩石的抗拉强度 比抗压强度要低得多的事实。
M实 V
密度单位：kg/m3。 岩石的密度一般在2700 kg/m3左右。
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的视密度 是指单位体积的岩石（包括空隙）的质量。 视密度与岩石的空隙和吸水多少有关。
M ' V
天然视密度、干视密度、饱和视密度。 一般岩石的视密度=2500kg/m3。
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的孔隙性、孔隙度（孔隙率）、孔隙比 岩石的孔隙性是指岩石中孔洞和裂隙的发育程度。 孔隙度 是岩石中各种孔洞、裂隙体积的总和与岩石
总体积之比，常用百分数表示，故也称为孔隙率。
V0 'd n 100% n 1 V
100%
岩石的力学性质 岩石的物理性质
试验来测定。
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的透水性
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的软化性 岩石的软化性是岩石浸水后其强度明显降低的现象。 岩石的软化系数是指水饱和岩石试件的单向抗压强
度与干燥岩石试件单向抗压强度之比。
Rcw c 1 Rc
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的膨胀性和崩解性 岩石的膨胀性是岩石遇水后产生体积增大的现象。 岩石的膨胀性可以用膨胀力和膨胀率表示。
岩石的力学性质 岩石的力学性质
• 2）四种典型的非限制性剪切强度试验：a. 单面剪切试验， b.冲击剪切试验, c.双面剪 切试验，d.扭转剪切试验，分别见图。
规律通过结晶联结或借助于胶结物粘结组合而成物 质。岩石矿物颗粒之间存在较强的粘结性。
土是岩石风化解体后形成的岩石矿物颗粒散体集合 物。土体矿物颗粒之间没有粘结或只有很弱的粘结 性。
岩石的力学性质 岩石的物理性质
结构面与结构体： 在岩体中存在着各种不同的地质界面，这种地质界 面称为结构面，如层理面、节理面、裂隙和断层等。
•
σc=P/A
岩石的力学性质 岩石的力学性质
3）4种破坏形式： 1.X状共轭斜面剪切破坏，是最常见的破坏形式。 2.单斜面剪切破坏，这种破坏也是剪切破坏。 3.塑性流动变形，线应变≥10％。 4.拉伸破坏，在轴向压应力作用下，在横向将产生拉应力。 这是泊松效应的结果。这种类型的破坏就是横向拉应力超过 岩石抗拉极限所引起的。
• • • •
岩石强度与外力有关 a.外力性质：动载荷、静载荷 b.外力方式：拉伸、压缩、剪切 C.应力状态：单向、双向、三向
岩石的力学性质 岩石的力学性质
• 1.1 岩石单轴抗压强度
• 1）定义：岩石在单轴压缩荷载作用下达到破坏 前所能承受的最大压应力称为岩石的单轴抗压强 度(Uniaxial compressive strength)，或称为非限 制性抗压强度(unconfined compressive strength)。如图所示。 • 2）计算公式：
岩石的力学性质 岩石的力学性质
• 2)直接拉伸试验加载和试件示意图
岩石的力学性质 岩石的力学性质
• 计算公式：破坏时的最大 • 轴向拉伸荷载(Pt)除以试件 • 的横截面积(A)。即：
•
σt=Pt/A
岩石的力学性质 岩石的力学性质
• 2)直接拉伸试验加载和试件示意图－（续）
岩石的力学性质 岩石的力学性质
岩石的孔隙性、孔隙度（孔隙率）、孔隙比 孔隙比 是指岩石中各种孔洞和裂隙体积的总和与岩 石内固体部分实体积之比。
V0 e Vc
n e 1 n
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的碎胀性和压实性 岩石的碎胀性： 岩石破碎以后的体积将比整体状 态下增大，这种性质称为岩石的碎胀性。
岩石的碎胀性可用岩石破碎后处于松散状态下的 体积与岩石破碎前处于整体状态下的体积之比来表示，
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的碎胀性和压实性
矸石压实度与压应力关系曲线（张吉雄，2008）
（a）洗选矸石
（b）掘进矸石
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的吸水性 岩石的吸水性是指遇水不崩解的岩石在一定的试验 条件下（规定的试样尺寸和试验压力）吸入水分的
能力。
自然吸水性是指试件在大气压力作用下吸入水分的 质量与试件的干质量之比。，单位：%。 强制吸水性是指试件在真空或加压（一般为15MPa） 条件下吸入水分的质量与试件的干质量之比，它也 称饱和吸水率。 sat，单位：%。 饱和吸水性
形状和大小，颗粒之间相互连结状况，以及胶结物 的胶结类型等特征。
组成岩石的物质大小差异程度，决定着岩石的 非均质性。颗粒越均匀，岩石力学性质越均匀。组 成岩石的物质颗粒越小，一般岩石的强度越大。
岩石的力学性质 岩石的物理性质
煤矿常见岩石结构种类： （1）砾状结构—粒径大于2mm的碎屑胶结物，如砾岩。 （ 2 ）砂质结构 — 粒径变化在 2~0.05mm 之间的碎屑结构
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的透水性 岩石的透水性是岩石能被水透过的性能。 岩石的透水性通常用渗透系数K表示。
达西定律：Q=KAI，即单位时间内的渗水量Q与渗 透面积A和水力梯度I有正比关系，其中的比例系数
K就称为渗透系数，数值上等于水力梯度为1时的渗 流速度，单位：cm/s或m/d。 渗透系数一般是通过在钻孔中进行抽水试验或压水
V' Kp V
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的碎胀性和压实性 岩石破碎后，在其自重和外加载荷的作用下会逐渐 压实，体积随之减少，碎胀系数比初始破碎时相应
地变小。
岩石的残余碎胀性：岩石破碎体压实后的体积与破 碎前原始体积之比，称为残余碎胀系数。 残余碎胀系数常用 K 'p表示。
垂直于轴线误差±0.25度。
• 加载速率：0.5～0.8Pa/s
岩石的力学性质 岩石的力学性质 • b.非标准试件的对试验结果的影响及其修正
岩石的力学性质 岩石的力学性质
• c.压缩实验设备示意图(500t压力机)
岩石的力学性质 岩石的力学性质
• d. 端部效应及其消除方法
• 端部效应:
消除方法:
由这些结构面所切割或包围的岩体称为结构体。
岩块：岩块是指从地壳岩层中取出来的，无显著软 弱面的岩石块体。如钻孔岩芯。 岩体：岩体是指天然埋藏条件下大范围分布的、由 结构面和结构体组成的地质体。 广义岩石是岩块和岩体的泛称，狭义岩石专指岩块。
岩石的力学性质 岩石的物理性质
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
岩石的结构： 是指决定岩石组织的各种特征的总合，通常是指岩 石中矿物颗粒的结晶程度，矿物或岩石碎屑颗粒的
①润滑试件端部（如垫云母片；涂黄油在端部） ②加长试件
岩石的力学性质 岩石的力学性质
• 5)水对单轴抗压强度的影响－软化系数 • 岩石的软化系数：饱和岩石抗压强度σb与 干燥岩石抗压强度σc之比
• η=σb/ σc≤1
岩石的力学性质 岩石的力学性质
1.2岩石单轴抗拉强度
• 1）定义：岩石在单轴拉伸荷载作用下达到 破坏时所能承受的最大拉应力称为岩石的 单轴抗拉强度(Tensile strength) ,。 • 试件在拉伸荷载作用下的破坏通常是沿其 横截面的断裂破坏，岩石的拉伸破坏试验 分直接试验和间接试验两类。
岩石与水进行物理化学反应后，随时间变化会产生 体积增大现象，这时使试件体积保持不变所需要的
压力称为岩石的膨胀应力，而增大后的体积与原体 积的比率称为岩石的膨胀率。膨胀性软岩膨胀率甚 至大于35 %.
岩石的力学性质 岩石的物理性质
侧限膨胀仪
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的膨胀性和崩解性 岩石的崩解性指岩石与水相互作用时失去粘结性并 变成完全丧失强度而成为松散物质的性能。
岩石的力学性质 岩石的力学性质
岩石的强度：岩石抵抗外力作用的能力，岩石破 坏时能够承受的最大应力。 a.单向抗压强度 b.单向抗拉强度 c.剪切强度 d.三轴抗压强度 岩石的变形：岩石在外力作用下发生形态（形状、 体积）变化。 a.单向压缩变形 b.反复加载变形 c.三轴压缩变形 d.剪切变形
岩石的力学性质 岩石的力学性质
从矿山岩石力学观点来看，最重要的是以下几种构造：
（1）整体构造—岩石的颗粒互相严密地紧贴在一起，没有 固定的排列方向。
（2）多孔状构造—岩石颗粒彼此相接并不严密，颗粒之间 有许多小空隙（微孔）。
（3）层状构造—岩石颗粒互相交替，表现出层次叠置现象 （层理）。
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的密度 是指单位体积的岩石（不包括空隙）的质量。也 叫真密度。密度与岩石的空隙及吸水多少无关。
岩石的力学性质 矿山岩体力学
1 岩石的力学性质
• 主讲人：季明
岩石的力学性质
（了解，自学） 岩石基本构成： a.物质成分 b.结构 结晶连结、胶结连结、微结构面 岩石的地质成因： a.岩浆岩——深成岩、浅成岩、喷出岩(火山岩) b.沉积岩（水成岩） c.变质岩
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石与土： 岩石和土都是组成地壳的基本物质。 岩石是由各种造岩矿物或岩屑在地质作用下按一定
岩石的崩解现象是由于水化过程中削弱了岩石内部 的结构联络引起的。常见于由可溶盐和粘土质胶结
的沉积岩地层中。 岩石的耐崩解性指数指岩样在承受干燥和湿润两个 标准循环之后，岩样对软化和崩解作用所表现出的 抵抗能力。
岩石的力学性质 岩石的物理性质
软 岩 耐 崩 解 指 数
Id 2 85%
干湿循环测定仪
类型，如砂岩。
（3）粉砂质结构 —粒径变化在0.05~0.005mm之间的碎
屑结构类型，如粉砂岩、页岩。
（4）泥质结构—粒径小于0.005mm的碎屑结构类型，如
泥岩、粘土岩。
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的构造： 是指岩石中矿物颗粒集合体之间，以及它与其它 组成部分之间的排列方式和充填方式。
选10块岩石试样，每块质量40~ 60g，磨去棱角使其近于球粒状。 将试样放进带筛的圆筒内(筛眼直径为2mm)，在105℃下烘至恒重 后称重，然后将圆筒支承在水槽上，并向槽中注蒸馏水，使水面到 低于圆筒轴20mm的位置，20 r/min匀速转动圆筒，10min后取下 圆筒作第二次烘干称重，这样就完成了一次于湿循环试验；重复上 述试验步骤就可以完成多次干湿循环试验。规范以第二次干湿循环 的数据作为计算耐崩解性指数的根据。
岩石的力学性质 岩石的力学性质
• d.计算公式：
• •
σt=σx=-2P/πdt σy=(1/r1+1/r2-1/d)2P/πt
• 圆盘中心处：
• •
σt=σx=-2P/πdt σy=6P/πdt
岩石的力学性质 岩石的力学性质
1.3抗剪切强度
• 1)定义：岩石在剪切荷载作用下达到破坏前所 能承受的最大剪应力称为岩石的抗剪切强度 （Shear strength）。 • 剪切强度试验分为非限制性剪切强度试验 （Unconfined shear strength test）和限制性剪 切强度试验（Confined shear strength test）二 类。 • 非限制性剪切试验在剪切面上只有剪应力存在， 没有正应力存在；限制性剪切试验在剪切面上 除了存在剪应力外，还存在正应力。
岩石的力学性质 岩石的力学性质
• • • • 4)实验方法 a.试件标准 立方体50×50×50mm或 70×70×70mm 圆柱体，但使用最广泛的是圆柱体。圆柱体直径D一般不 小于50mm。 L/D=2.5~3.0（国际岩石力学委员会ISRM 建议的 尺寸）
• 要求：两端不平度0.5mm；尺寸误差±0.3mm；两端面
• 3)间接拉伸试验加载和试件示意图
• 巴西试验法（Brazilian test），俗称劈裂试验法。 • a.试件:为一岩石圆盘，加载方式如图所示。实际 上荷载是沿着一条弧线加上去的，但孤高不能超 过圆盘直径的1/20。
岩石的力学性质 岩石的力学性质
• b.应力分布：圆盘在压应力的作用下，沿圆盘直径y—y的 应力分布和x—x方向均为压应力。而离开边缘后，沿y—y 方向仍为压应力，但应力值比边缘处显著减少。并趋于均 匀化；x—x方向变成拉应力。并在沿y—y的很长一段距离 上呈均匀分布状态。 • c.破坏原因：从图可以看出，虽然拉应力的值比压应力值 低很多，但由于岩石的抗拉强度很低，所以试件还是由于 x方向的拉应力而导致试件沿直径的劈裂破坏。破坏是从 直径中心开始，然后向两端发展，反映了岩石的抗拉强度 比抗压强度要低得多的事实。
M实 V
密度单位：kg/m3。 岩石的密度一般在2700 kg/m3左右。
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的视密度 是指单位体积的岩石（包括空隙）的质量。 视密度与岩石的空隙和吸水多少有关。
M ' V
天然视密度、干视密度、饱和视密度。 一般岩石的视密度=2500kg/m3。
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的孔隙性、孔隙度（孔隙率）、孔隙比 岩石的孔隙性是指岩石中孔洞和裂隙的发育程度。 孔隙度 是岩石中各种孔洞、裂隙体积的总和与岩石
总体积之比，常用百分数表示，故也称为孔隙率。
V0 'd n 100% n 1 V
100%
岩石的力学性质 岩石的物理性质
试验来测定。
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的透水性
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的软化性 岩石的软化性是岩石浸水后其强度明显降低的现象。 岩石的软化系数是指水饱和岩石试件的单向抗压强
度与干燥岩石试件单向抗压强度之比。
Rcw c 1 Rc
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的膨胀性和崩解性 岩石的膨胀性是岩石遇水后产生体积增大的现象。 岩石的膨胀性可以用膨胀力和膨胀率表示。
岩石的力学性质 岩石的力学性质
• 2）四种典型的非限制性剪切强度试验：a. 单面剪切试验， b.冲击剪切试验, c.双面剪 切试验，d.扭转剪切试验，分别见图。
规律通过结晶联结或借助于胶结物粘结组合而成物 质。岩石矿物颗粒之间存在较强的粘结性。
土是岩石风化解体后形成的岩石矿物颗粒散体集合 物。土体矿物颗粒之间没有粘结或只有很弱的粘结 性。
岩石的力学性质 岩石的物理性质
结构面与结构体： 在岩体中存在着各种不同的地质界面，这种地质界 面称为结构面，如层理面、节理面、裂隙和断层等。
•
σc=P/A
岩石的力学性质 岩石的力学性质
3）4种破坏形式： 1.X状共轭斜面剪切破坏，是最常见的破坏形式。 2.单斜面剪切破坏，这种破坏也是剪切破坏。 3.塑性流动变形，线应变≥10％。 4.拉伸破坏，在轴向压应力作用下，在横向将产生拉应力。 这是泊松效应的结果。这种类型的破坏就是横向拉应力超过 岩石抗拉极限所引起的。
• • • •
岩石强度与外力有关 a.外力性质：动载荷、静载荷 b.外力方式：拉伸、压缩、剪切 C.应力状态：单向、双向、三向
岩石的力学性质 岩石的力学性质
• 1.1 岩石单轴抗压强度
• 1）定义：岩石在单轴压缩荷载作用下达到破坏 前所能承受的最大压应力称为岩石的单轴抗压强 度(Uniaxial compressive strength)，或称为非限 制性抗压强度(unconfined compressive strength)。如图所示。 • 2）计算公式：
岩石的力学性质 岩石的力学性质
• 2)直接拉伸试验加载和试件示意图
岩石的力学性质 岩石的力学性质
• 计算公式：破坏时的最大 • 轴向拉伸荷载(Pt)除以试件 • 的横截面积(A)。即：
•
σt=Pt/A
岩石的力学性质 岩石的力学性质
• 2)直接拉伸试验加载和试件示意图－（续）
岩石的力学性质 岩石的力学性质
岩石的孔隙性、孔隙度（孔隙率）、孔隙比 孔隙比 是指岩石中各种孔洞和裂隙体积的总和与岩 石内固体部分实体积之比。
V0 e Vc
n e 1 n
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的碎胀性和压实性 岩石的碎胀性： 岩石破碎以后的体积将比整体状 态下增大，这种性质称为岩石的碎胀性。
岩石的碎胀性可用岩石破碎后处于松散状态下的 体积与岩石破碎前处于整体状态下的体积之比来表示，
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的碎胀性和压实性
矸石压实度与压应力关系曲线（张吉雄，2008）
（a）洗选矸石
（b）掘进矸石
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的吸水性 岩石的吸水性是指遇水不崩解的岩石在一定的试验 条件下（规定的试样尺寸和试验压力）吸入水分的
能力。
自然吸水性是指试件在大气压力作用下吸入水分的 质量与试件的干质量之比。，单位：%。 强制吸水性是指试件在真空或加压（一般为15MPa） 条件下吸入水分的质量与试件的干质量之比，它也 称饱和吸水率。 sat，单位：%。 饱和吸水性
形状和大小，颗粒之间相互连结状况，以及胶结物 的胶结类型等特征。
组成岩石的物质大小差异程度，决定着岩石的 非均质性。颗粒越均匀，岩石力学性质越均匀。组 成岩石的物质颗粒越小，一般岩石的强度越大。
岩石的力学性质 岩石的物理性质
煤矿常见岩石结构种类： （1）砾状结构—粒径大于2mm的碎屑胶结物，如砾岩。 （ 2 ）砂质结构 — 粒径变化在 2~0.05mm 之间的碎屑结构
岩石的力学性质 岩石的物理性质
岩石的透水性 岩石的透水性是岩石能被水透过的性能。 岩石的透水性通常用渗透系数K表示。
达西定律：Q=KAI，即单位时间内的渗水量Q与渗 透面积A和水力梯度I有正比关系，其中的比例系数
K就称为渗透系数，数值上等于水力梯度为1时的渗 流速度，单位：cm/s或m/d。 渗透系数一般是通过在钻孔中进行抽水试验或压水