,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2.1,概述,2.2,岩石的基本构成和地质分类,2.3,岩石的物理性质,2.4,岩石的力学性质,2.5,影响岩石力学性质的主要因素,第二章 岩石物理力学性质,岩石是构成地壳表层岩石圈的主题，目前人类前所未有地、广泛地接触和改造岩体；,20,世纪被誉为高层建筑的世纪，而,21,世纪出于环境保护等方面的原因，人类将要向地下索取更多的空间，因此专家预言,21,世纪将是地下工程的世纪。,2.1,概述,百度文库,VIP,特权福利,特权说明,服务特权,VIP,专享文档下载特权,VIP,用户有效期内可使用,VIP,专享文档下载特权下载或阅读完成,VIP,专享文档（部分,VIP,专享文档由于上传者设置不可下载只能阅读全文），每下载,/,读完一篇,VIP,专享文档消耗一个,VIP,专享文档下载特权。,年,VIP,月,VIP,连续包月,VIP,享受,60,次,VIP,专享文档下载特权，一次发放，全年内有效。,VIP,专享文档下载特权自,VIP,生效起每月发放一次，每次发放的特权有效期为,1,个月，发放数量由您购买的,VIP,类型决定。,每月专享,9,次,VIP,专享文档下载特权，自,VIP,生效起每月发放一次，持续有效不清零。自动续费，前往我的账号,-,我的设置随时取消。,共享文档下载特权,VIP,用户有效期内可使用共享文档下载特权下载任意下载券标价的文档（不含付费文档和,VIP,专享文档），每下载一篇共享文档消耗一个共享文档下载特权。,年,VIP,月,VIP,连续包月,VIP,享受,100,次共享文档下载特权，一次发放，全年内有效,赠送的共享文档下载特权自,VIP,生效起每月发放一次，每次发放的特权有效期为,1,个月，发放数量由您购买的,VIP,类型决定。,赠送每月,15,次共享文档下载特权，自,VIP,生效起每月发放一次，持续有效不清零。自动续费，前往我的账号,-,我的设置随时取消。,累积特权,在购买的,VIP,时长期间，下载特权不清零。,100W,优质文档免费下载,VIP,有效期内的用户可以免费下载,VIP,免费文档，不消耗下载特权，非会员用户需要消耗下载券,/,积分获取。,部分付费文档八折起,VIP,用户在购买精选付费文档时可享受,8,折优惠，省上加省；参与折扣的付费文档均会在阅读页标识出折扣价格。,内容特权,0,下载券文档一键搜索,VIP,用户可在搜索时使用专有高级功能：一键搜索,0,下载券文档，下载券不够用不再有压力！,无限次复制特权,VIP,有效期内可以无限次复制文档内容，不用下载即可获取文档内容,文档格式转换,VIP,有效期内可以将,PDF,文档转换成,word,或,ppt,格式，一键转换，轻松编辑！,阅读页去广告,VIP,有效期内享有搜索结果页以及文档阅读页免广告特权，清爽阅读没有阻碍。,多端互通,VIP,有效期内可以无限制将选中的文档内容一键发送到手机，轻松实现多端同步。,其他特权,抽奖特权,开通,VIP,后可以在,VIP,福利专区不定期抽奖，千万奖池送不停！,福利特权,开通,VIP,后可在,VIP,福利专区定期领取多种福利礼券。,VIP,专享精彩活动,开通,VIP,后可以享受不定期的,VIP,优惠活动，活动多多，优惠多多。,VIP,专属身份标识,当您成为百度文库,VIP,后，您的专有身份标识将被点亮，随时随地彰显尊贵身份。,专属客服,VIP,专属客服，第一时间解决你的问题。专属客服,QQ,：,800049878,VIP,礼包,百度阅读,VIP,精品版特权,享受阅读,VIP,精品版全部权益：,1.,海量精选书免费读,2.,热门好书抢先看,3.,独家精品资源,4.VIP,专属身份标识,5.,全站去广告,6.,名人书友圈,7.,三端同步,知识影响格局，格局决定命运！,岩石是赋存于自然界中的十分复杂的介质，是自然界各种矿物的集合体；,岩石形成后遭受了不同的地质作用，包括地应力变化、构造运动、风化作用以及人类的改造作用；,因此，岩石的力学性质表现出非线性、不连续性、不均质性和各向异性；,岩石力学需要以实验为基础，为数值计算等提供基础数据，这是数值计算及工程施工的基础；,+2m,2.1,概述,2.2,岩石的基本构成和分类,岩石是矿物的集合体，是天然地质作用的产物。,岩石是构成岩体的基本组成单位，在以岩体为研究对象时，可以看成是均匀的；,岩石中存在微裂隙、粒间空隙、晶格缺陷等微结构面；,岩石的基本构成,岩石中微结构面包括：,晶粒边界、微裂隙、粒间空隙、晶格缺陷等,岩石的基本构成,岩石的基本构成是由组成岩石的物质成分和结构两大方面来决定的,造岩矿物主要有：正长石、斜长石、石英、黑云母、白云母、角闪石、辉石、方解石、白云石、高岭石、赤铁矿等，岩石中矿物成分会影响岩石的物理力学性质和稳定性；,岩石的结构类型：结晶连接、胶结连接、微结构面（包括矿物的解理、晶格缺陷、晶粒边界、粒间空隙、微裂隙等）；,微结构对于岩石物理力学性质的影响,大大降低岩石的强度（格里菲斯理论的解释，在低围压下明显）；,微结构面具有方向性，致使岩石各向异性；,增大了岩石的变形，改变岩石的弹性波速、电阻率和导热系数等物理参数；,岩石的地质成因分类,可以分为岩浆岩、沉积岩和变质岩,岩浆岩：,岩浆冷凝后形成的，又可分为深成岩、浅成岩和喷出岩（火山岩）；,深成岩常见岩石：花岗岩、闪长岩、花岗闪长岩、石英闪长岩；,浅成岩常见岩石：花岗斑岩、闪长玢岩、伟晶岩、辉绿岩；,喷出岩常见岩石：玄武岩、安山岩和流纹岩,沉积岩（水成岩）：,由风化剥蚀作用或火山作 用形成的物质，在原地或被外力搬运，在适当的条件下沉积下来，经胶结和成岩作用而形成的；又细分为：火山碎屑岩、胶结碎屑岩、粘土岩、化学岩和生物岩；,火山碎屑岩常见岩石：火山集块岩、火山角砾岩、凝灰岩；,胶结碎屑岩常见岩石：各种砾岩、砂岩、粉砂岩、胶结碎屑岩；,粘土岩常见岩石：页岩、泥岩；,化学岩和生物岩常见岩石：碳酸盐类岩石（石灰岩和白云岩）,岩石的地质成因分类,变质岩：,在已有岩石的基础上，经过变质混合作用后形成的。可分为接触变质岩、动力变质岩、区域变质岩；,动力变质岩常见岩石：压碎岩、角砾岩、糜棱岩；,区域变质岩常见岩石：片麻岩、片岩、千枚岩、板岩、石英岩、大理岩；,岩石的地质成因分类,2.3,岩石的物理性质,2.3.1,岩石的容重,2.3.2,岩石的比重,2.3.3,岩石的孔隙性,2.3.4,岩石的水理性,岩石的容重,指,岩石单位体积（包括岩石内孔隙体积）的重量。,岩石容重表达式为,式中，为岩石容重（,kN/m,-3,）；,W,为被测岩样的重量（,kN,）；,V,为被测岩样的体积（,m,3,）。,岩石的容重取决于,组成岩石的矿物成分,、,孔隙发育程度及其含水量,。岩石容重的大小，在一定程度上反映出岩石力学性质的优劣。,一般地，岩石容重愈大，其力学性质也愈好，反之则愈差。,2.3.1,岩石的容重,2.3.1,岩石的容重,岩石力学计算及工程设计中常用到岩石容重。根据岩石的含 水状况，将容重分为,天然容重（）,、,干容重（）,和,饱和容重（）。,2.3.1,岩石的容重,测量岩石的容重可采用,量积法（直接法）,、,水中法,和,蜡封法,。选用依据,岩石的性质和形态,量积法测定岩石容重,适用于能制备成规则试样的岩石。,测定试件的平均断面面积,A,，平均高度,h,以及试样的重量,W,，代入式容重表达式即求得岩石的天然容重。,若试样在,105,110,温度下烘干,24,小时称重，可测定岩石的,干容重,（）：,g,s,岩样烘干,24,小时后的重量（,kN,）,2.3.1,岩石的容重,水中称重法测定岩石的容重,首先称量出不规则岩样的重量（,W,），再根据阿基米德原理测定出不规则岩样的体积（,V,），由容重公式求得天然容重（,）。,还可用同一岩样测定岩石的吸水率和饱和吸水率。,不适用于,遇水崩解、溶解和干缩湿胀的岩石,。,蜡封法测定岩石容重,计算岩石干容重的公式为：,g,s,为干岩样重量；,g,1,为蜡封后的岩样重量；,g,2,为浸入纯水中称得的重量；为蜡的容重。,适用于前两种方法不能测定的的岩石。,岩石的比重：,岩石固体部分重量与,4,时同体积水的重量的比值，即,2.3.2,岩石的比重,式中，,G,s,为岩石的比重；,W,s,为体积为,V,的岩石固体部分的重量（,kN,）；,V,s,为岩石固体部分（不包括孔隙）的体积（,m,3,）；,r,w,为,4,时单位体积水的重量（,kN/m,-3,）。,岩石的比重，数值上等于其密度。,2.3.3,岩石的孔隙性,天然岩石中含有数量不等、成因各异的,孔隙和裂隙,，它们对岩石力学的影响基本一致，工程实践中难以分开，通称为岩石的孔隙性。用,孔隙率,n,表示。,岩石的孔隙率,n,是指岩石孔隙的体积与岩石总体积的比值，以百分数表示。,岩石的孔隙,(,裂隙、孔隙,),闭孔隙,开孔隙,大开孔隙,小开孔隙,总孔隙率,(,n,),总开孔隙率,(,n,o,),大开孔隙率,(,n,b,),小开孔隙率,(,n,s,),闭孔隙率,(,n,c,),岩石孔隙率,2.3.3,岩石的孔隙性,隙比,孔隙率是衡量岩石工程质量的重要物理性质指标之一。岩石的孔隙率反映了孔隙和裂隙在岩石中所占的百分比，,孔隙率愈大，岩石力学性能则愈差。,2.3.3,岩石的孔隙性,吸水性,定义：岩石在一定的试验条件下,吸收水分的能力,，称为岩石的吸水性。,吸水率,(W,a,),：,岩石试件在大气压力和室温条件下自由吸入水的质量,(m,w1,),与岩样干质量,(m,s,),之比，用百分数表示,2.3.4,岩石的水理性质,岩石的水理性质,指岩石与水相互作用时所表现的性质，包括,岩石的吸水性,、,透水性,、,软化性,和,抗冻性,。,饱和吸水率,岩石的饱和吸水率,(,W,p,),是指岩石试件在高压,(,一般压力为,15MPa),或真空条件下吸入水的质量,(m,w2,),与岩样干质量,(m,s,),之比，用百分数表示，即,饱水系数,岩石的吸水率,(,W,a,),与饱和吸水率,(,W,p,),之比，称为饱水系数。它反映了岩石中大、小开空隙的相对比例关系。,岩石的吸水性,岩石的吸水性,国外采用,高压设备,，测定岩石的饱和吸水率；国内常用,真空抽气法,或,煮沸法,测定饱和吸水率。,岩石的透水性,在一定的水力梯度或压力差作用下，岩石能,被水透过,的性质，称为透水性。,水只能沿连通孔隙渗透，主要,决定于岩石孔隙的大小、方向及其互相连通情况,一般认为，水在岩石中的流动，如同水在土中流动一样，也服从于线性渗流规律,达西定律,，即,几种岩石的渗透系数值,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，,软化系数,(K,R,),为岩石试件的饱和抗压强度,(,cw,),与干抗压强度,(,c,),的比值,岩石中含有较多的,亲水性,和,可溶性,矿物，大开,孔隙,较多，岩石的软化性较强，软化系数较小。,K,R,0.75,，岩石的软化性弱，工程地质性质较好,K,R,0.75,，岩石软化性较强，工程地质性质较差,岩石的抗冻性,岩石抵抗,冻融破坏,的能力，称为抗冻性。,抗冻系数,(,c,f,),：岩样在,25,的温度区间内，反复降温、冻结、升温、融解，其抗压强度有所下降，岩样抗压强度的下降值与冻融前的抗压强度的比值，用百分率表示，即,式中，,c,f,为岩石的抗冻系数；,c,为岩样冻融前的抗压强度（,kPa,）；,cf,为岩样冻融后的抗压强度（,kPa,）,岩石的抗冻性,c,f,越小，岩石抗冻性越好,;,岩石在,反复冻融后其强度降低,的主要原因是：,构成岩石的各种矿物的膨胀系数不同，当温度变化时，由于矿物的胀、缩不均而导致岩石结构的破坏；,当温度降到,0,以下时，岩石孔隙中的水将结冰，其体积增大约,9%,，会产生很大的膨胀压力，使岩石的结构发生改变，直至破坏。,百度文库,VIP,特权福利,特权说明,服务特权,VIP,专享文档下载特权,VIP,用户有效期内可使用,VIP,专享文档下载特权下载或阅读完成,VIP