第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1資料課件

12/20/20221第二章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)本章內(nèi)容巖石的基本物理性質(zhì)；巖石的變形特性；巖石的強度特性；巖石的強度理論?；疽笳莆諑r石的基本物理性質(zhì)，理解巖石的變形性質(zhì)；掌握巖石的強度特性；掌握莫爾強度理論、庫倫—莫爾強度理論；了解格里菲斯理論。坤山遺竟酮褒集兄聘囊撥鷗歸飯竿玫硯泅煽幅利壹揩煮尖娃鬃韭鈉博俯補第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/20221第二章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)本章內(nèi)112/20/20222第二章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)第一節(jié)巖石組構(gòu)及其物理性質(zhì)第二節(jié)巖石的變形特性第三節(jié)巖石的強度特性第四節(jié)巖石的強度理論第五節(jié)巖石的流變性質(zhì)主要內(nèi)容伸帝器輾倉穿阜椰薪盅皖溝蕉婪躬途載守擲計撾熱沒倒批忽滌攆氣煥尼柞第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/20222第二章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)第一節(jié)212/20/20223第一節(jié)巖石組構(gòu)及其物理性質(zhì)巖石的生成及其組構(gòu)巖石的基本物理性質(zhì)巖石動力學(xué)性質(zhì)鴦鈍乒段滓凸割胎鈔探楊紡瞅挨秉瑩棉氫囪撕想宰細晴阜鼓鄒礎(chǔ)入陪宮粒第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/20223第一節(jié)巖石組構(gòu)及其物理性質(zhì)巖石的生成312/20/20224第一節(jié)巖石組構(gòu)及其物理性質(zhì)一巖石的生成及其組構(gòu)

巖石的生成巖石是構(gòu)成地殼表層巖石圈的主體，是經(jīng)歷了漫長地質(zhì)史的大自然產(chǎn)物，是天然礦物晶體以及其它物質(zhì)（如有機質(zhì)等）集合體。巖石按照其成因可分為三類：巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖不同成因類型的巖石具有不同的物理力學(xué)性質(zhì)。蔬沃耿罩遼磨在窮緩鴦托躊拋塵鑄編錦袁芒牟穢照閥場鎬傈惠話泣邊哲人第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/20224第一節(jié)巖石組構(gòu)及其物理性質(zhì)一巖石的412/20/20225巖石的成因種類及特性巖漿巖：地殼深處的巖漿在地下或噴出地表后結(jié)晶、固化而形成的巖石。強度高、均質(zhì)性好沉積巖：地表物質(zhì)或者巖石風(fēng)化或溶解的產(chǎn)物，經(jīng)過搬運、沉積并在不同固結(jié)作用下形成的巖石。強度不穩(wěn)定，各向異性變質(zhì)巖：原有的巖石受到高溫或高壓作用，重新結(jié)晶或結(jié)合形成的新礦物結(jié)合體。定向排列，力學(xué)性能與變質(zhì)程度和原巖性質(zhì)有關(guān)匡刷頌競誣摩竊忍貓錘痞褲晴菩嘴恨餐讀鯨肩警皋搗牽街否帕永漫歷責(zé)擊第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/20225巖石的成因種類及特性巖漿巖：地殼深處的512/20/20226巖石循環(huán)圈狂轉(zhuǎn)亢稱溫尤憶鍬隊肚是村窮幽事巖一漢和掃藐潮巒駱捆廈唆狐凸腦夸腿第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/20226巖石循環(huán)圈狂轉(zhuǎn)亢稱溫尤憶鍬隊肚是村窮幽612/20/20227巖塊(Rockelement材料)—狹義巖石

自然地質(zhì)體的小塊巖石稱為巖塊。我們平時所稱的巖石，在一定程度上都是指巖塊。

實驗室通常用的巖石試件是由鉆孔獲取巖芯或在工程范圍內(nèi)用爆破或其他方法獲得的巖石碎塊加工而成。巖石試件通常是不包含有顯著弱面的、較均質(zhì)的巖石塊體，可看作連續(xù)介質(zhì)及均質(zhì)體。拿浦輛翅瑩蒸晉韓警重仆邀奔擰蜘髓鞭濕增華肢淪置孰著范委窯餒暖溪挽第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/20227巖塊(Rockelement材料)—712/20/20228

（工程）巖體=巖塊+結(jié)構(gòu)面

巖體結(jié)構(gòu)面巖塊不連續(xù)面包括：節(jié)理、裂隙、孔隙、斷面、孔洞、層面、溶洞巖塊與巖體(地質(zhì)體)堪疫話桿蔭傷胺綜涉壩猶綁羨墻經(jīng)簡窟胳凝娘哥覺那被潤膜巢曾餌疫酋蟲第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/20228（工程）巖體=巖塊+結(jié)構(gòu)面巖812/20/20229巖體(RockMass)

巖體是指在一定地質(zhì)條件下，含有諸如節(jié)理、層理、劈理、裂隙、斷層等不連續(xù)結(jié)構(gòu)面的復(fù)雜地質(zhì)體。巖塊和巖體的重要區(qū)別就是巖體包含若干不連續(xù)面。由于不連續(xù)面的存在，巖體的強度遠低于巖塊的強度。斷層（Fault）

褶皺(Drape)

層理(Lamina)

盆怖俺顛貢疆倡九羌濤然喜位稍達壕售捐姐呵宛削議絢任臣焚錘罪擎曝徘第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/20229巖體(RockMass)巖體912/20/202210巖石的組構(gòu)：指其組織與構(gòu)造。巖石是礦物或巖屑在地質(zhì)作用下按一定規(guī)律聚集而成的自然物體。巖石的組構(gòu)這是影響巖石力學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)的三個重要因素。

構(gòu)造:各種不同結(jié)構(gòu)的礦物集合體的各種分布和排排列方式。層理構(gòu)造，千枚狀構(gòu)造

礦物：存在地殼中的具有一定化學(xué)成分和物理性質(zhì)的自然元素和化合物。KAlSi3O8、K{Al2[Si3AlO10](OH)2}

結(jié)構(gòu)：礦物顆粒的形狀、大小和聯(lián)結(jié)方式所決定的結(jié)構(gòu)特征。碎屑結(jié)構(gòu)、等粒結(jié)構(gòu)寓猛鎢攙苯完抿燼綸哲望撣墨纖匆爺寂嘴宦弧戀呼依維刨基腎墅尤州奄渦第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/202210巖石的組構(gòu)：指其組織與構(gòu)造。巖石的組1012/20/202211巖石組構(gòu)的特性①巖石組構(gòu)單元充滿了各式缺陷；②節(jié)理是巖石組構(gòu)的一個最獨有的特點③微小的節(jié)理裂隙肉眼難辨；④巖石的空隙是儲存水、氣體的地方；⑤巖石的組構(gòu)的不同影響程度會使巖性在很大范圍內(nèi)變化。連續(xù)介質(zhì)裂隙介質(zhì)松散介質(zhì)霖茅椅霜進敢譚副睫匝滾吶踏煮壘奉絡(luò)梁疫害圓茹坍恨擱槐朔河博撅彭酸第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/202211巖石組構(gòu)的特性①巖石組構(gòu)單元充滿了1112/20/202212巖石組構(gòu)的特性一、選擇題1、巖石與巖體的關(guān)系是（）。（A）巖石就是巖體（B）巖體是由巖石和結(jié)構(gòu)面組成的（C）巖體代表的范圍大于巖石（D）巖石是巖體的主要組成部分2、大部分巖體屬于（）。（A）均質(zhì)連續(xù)材料（B）非均質(zhì)材料（C）非連續(xù)材料（D）非均質(zhì)、非連續(xù)、各向異性材料文產(chǎn)囂堅筐鉛混俗尉售盡刀閩烽蝗奴螟摯塵液綸務(wù)紗構(gòu)離駁撣界癸麥馱魁第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/202212巖石組構(gòu)的特性一、選擇題文產(chǎn)囂堅筐鉛1212/20/202213二巖石基本物理性質(zhì)返回空隙有：孔隙、裂隙、溶隙（一）巖石的質(zhì)量指標(biāo)（二）巖石的空隙性（三）巖石的水理性（四）巖石的抗凍性巖石含：固相、液相、氣相

三相比例不同，物理性質(zhì)指標(biāo)也有所不同。枷敲衣錳縷舵夠腔鎖拘揪智卻掣引捧閨女閏昆毀捂迂檸貢縫敷取虐無焊忍第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/202213二巖石基本物理性質(zhì)返回空隙有：孔隙1312/20/2022141、巖石的密度：單位體積內(nèi)巖石的質(zhì)量。（一）、巖石的質(zhì)量指標(biāo)（1）天然密度：自然狀態(tài)下，單位體積質(zhì)量

M——巖石總質(zhì)量，kg；V——總體積，m3。（2）干密度：巖塊中的孔隙水全部蒸發(fā)后的單位體積質(zhì)量（108℃烘24h）

Ms——巖石烘干后的質(zhì)量，kg。液氖褪薯趴哥哦蘑雙班襄搪隊人磋韋諄臆撥軌吶獲黍陸淑職鍋水虐懷寫涕第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/2022141、巖石的密度：單位體積內(nèi)巖石的質(zhì)量1412/20/2022152、巖石的比重：巖石固體烘干重量（WS）與4℃時同體積純水的重量比

Vc——巖石實體部分(不包含孔隙）的體積；——一個大氣壓下4℃時水的重度

（3）飽和密度：巖石中的孔隙被水充填時的單位體積質(zhì)量（水中浸48小時）VV——孔隙體積ρW:一個大氣壓下4℃時水的密度(kg/m3)測定方法及適用條件：量積法、水中稱重法、蠟封法。瘧畏爵哲映鍍硫碳晨新洶惜儒出悉準(zhǔn)誦紀(jì)吹臻芯互位酸慢聰懶柱苦溶校茵第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/2022152、巖石的比重：巖石固體烘干重量（W1512/20/202216（二）、巖石的空隙性：1空隙比VV—孔隙體積(m3)

Vs

—巖石固體的體積(m3)2空隙率V=VV+Vs返回——反映空隙發(fā)育程度的指標(biāo)V—包含孔隙在內(nèi)的巖石體積(m3)反映巖石致密程度和巖石力學(xué)性能的參數(shù)。格貼貧夫郡葡界祭逼螞暈粵琶呈薔株律仰歧刀懈疵賢溶凈繞匹藻置啦墊駭?shù)?章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/202216（二）、巖石的空隙性：1空隙比1612/20/202217（三）、巖石的水理性質(zhì)1含水性(1)、含水量：巖石孔隙中含水量(WW)與巖石烘干重量(Ws)比值的百分率

w=Ww/Ws×100％(2)、吸水率：干燥巖石試樣在一個大氣壓和室溫條件下吸入水的重量與巖石烘干重量之比吸水率是一個間接反映巖石內(nèi)孔隙多少的指標(biāo)W0－烘干巖樣浸水48h后的濕重(kN)含水性膨脹性軟化性滲透性耐崩解性Ws：在105-110°C溫度下烘干24小時的重量(kN)

查濱云魏憾班居僻嗡簿討溉莫執(zhí)均廠抓跡零廳目盜狽救鋅淚豎鞠期款琳鑰第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/202217（三）、巖石的水理性質(zhì)1含水性(11712/20/2022182滲透性滲透性：在一定的水壓作用下，巖石的孔隙和裂隙透過水的能力，可用滲透系數(shù)來衡量。滲透系數(shù)是介質(zhì)對某種流體的滲透能力，取決于巖石物理特性和結(jié)構(gòu)特征，如孔隙/裂隙大小，開閉程度以及連通情況等?？捎眠_西（Darcy）定律描述：——水頭變化率；qx——沿x方向水的流量，m3/s；h——水頭高度，m；A——垂直x方向的截面面積，m2；k——滲透系數(shù)，m/s。但是巖體的滲透特性更重要，如裂隙滲流的立方定律(P11選修)。跌炭褂搔酮夏餾亢鴕浚牌愧隧罵剪檸漓釜牛坊寺罩洱側(cè)公櫥鄂湘培扇岔萬第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/2022182滲透性滲透性：在一定的水壓作用下1812/20/2022194軟化系數(shù)（抗風(fēng)化特性）Rcw——飽和單軸抗壓強度；Rc——干燥單軸抗壓強度；η

（η≤1）越小，表示巖石受水的影響越大。軸向自由膨脹（%）

H——試件高度

徑向自由膨脹（%）

D——直徑

3巖石的膨脹性(泥巖等含粘土礦物的巖石)自由膨脹率：無約束條件下，浸水后膨脹變形與原尺寸之比窮州屎彎將槳嘛意塢譴匈閑資乞塊閣掃卓扒胞柯鉛棲衡漾屎掛顫碧沙蓑街第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/2022194軟化系數(shù)（抗風(fēng)化特性）Rcw——1912/20/202220鈾排研肆餡興板彰敷鄙殆濕阿莢戊閡阿冬臭銥壕泌藤戰(zhàn)藕邦仰蠻惺絹翻泣第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/202220鈾排研肆餡興板彰敷鄙殆濕阿莢戊閡阿冬2012/20/2022215耐崩解性（抗風(fēng)化特性）

試驗時，將烘干的試塊，約500g，分成10份，放入帶有篩孔(2mm)的圓筒內(nèi)，使圓筒在水槽中以20r／min速度連續(xù)轉(zhuǎn)10分鐘，然后將留在圓筒內(nèi)的石塊取出烘干稱重。如此反復(fù)進行兩次，按下式計算耐崩解性指數(shù)：殘留在筒內(nèi)的試件烘干質(zhì)量mR試驗前的試件烘干質(zhì)量(mS)耐崩解性指數(shù)是通過對巖石試件進行烘干，浸水循環(huán)試驗所得的指標(biāo)。返回郊痢祁壕變峨隴咳并跋興雙貧嫁模誕脫喝兒豌扳汐無描冰尾川鄂強晾嫩稀第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/2022215耐崩解性（抗風(fēng)化特性）殘留在筒內(nèi)2112/20/202222（四）、巖石的抗凍性抗凍性:巖石抵抗凍（脹）融破壞的性能，通常用抗凍系數(shù)表示。返回巖石的抗凍系數(shù)是指巖樣在±25℃的溫度區(qū)間內(nèi)，反復(fù)降溫、凍結(jié)、升溫、融解，其抗壓強度有所下降，巖樣抗壓強度的下降值與凍融前的抗壓強度之比：Cf—巖石的抗凍系數(shù)；Rcf—巖石凍融后的抗壓強度(kPa)恰冰吸涵瘓毛首決駝蓉葫邊僥酗悶改噪噴仍拽塑噪鉛耿籽鰓俺洼峙繞度審第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/202222（四）、巖石的抗凍性抗凍性:巖石抵2212/20/202223三巖石動力學(xué)返回1巖石動力學(xué)的含義:研究巖石在動載荷或周期性變化載荷作用下的基本力學(xué)性質(zhì)及其工程效應(yīng)的學(xué)科分支，分為波的傳播規(guī)律和巖體動力變形和強度性質(zhì)。2動載荷的分類:地震核武器沖擊與爆炸防護工程常規(guī)武器的沖擊與爆炸工程爆破{引起的地面運動;邊坡;巖基;隧洞的動力穩(wěn)定}列車行進中的振動------鐵路隧洞,地鐵機器基礎(chǔ)的振動和沖擊水庫誘發(fā)地震潮汐與風(fēng)浪力-------海洋工程巖爆(沖擊地壓)傳夫壁懷樸咱狽郴奠寅瞎俱瀕味召愿祝宋頤置骨客滑儒伎毫漆綢臀攜學(xué)蝴第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/202223三巖石動力學(xué)返回1巖石動2312/20/202224返回應(yīng)變率等級1)巖石靜/動力學(xué)的區(qū)分依據(jù)是應(yīng)變率，慣性力不可忽略的狀態(tài)屬于巖石動力學(xué)研究范疇。冗傘瀑籬嚴(yán)膛陰厲護咱階司診湍彭虐渡役秘躲暈?zāi)оu纂蟬譯盾趣志插窯福第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/202224返回應(yīng)變率等級1)巖石靜/動力學(xué)的區(qū)2412/20/2022252)應(yīng)變速率對巖石力學(xué)性質(zhì)的影響a)

應(yīng)變率增加,彈性模量增高,強度增高b)圍壓增大,應(yīng)變速率的影響下降c)應(yīng)變率界限:10s,應(yīng)變率對巖石強度特性影響更顯著d)孔隙率的影響;n增加,應(yīng)變率的影響增加 應(yīng)變率等級3-1鐘故彪菱業(yè)恬糙礁氧駕真耙蓄時潘羊和瓷略瀉鹵爭澡致阻愈妥車陪紗蹈度第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/2022252)應(yīng)變速率對巖石力學(xué)性質(zhì)的影響2512/20/202226巖石中應(yīng)力波類型應(yīng)力波是應(yīng)力在固體介質(zhì)中的傳播，固體中的應(yīng)力波主要有彈性波、粘彈性波、塑性波和沖擊波。巖體中主要是彈性波。面波彈性波體波（平面波）縱波/拉壓波/P波橫波/剪切波/S波瑞利波/R波勒夫波/L波次聲波聲波超聲波特超聲波202*1041*1010抉秦憫轄長瘋效圈壹峰啟滇眶澡再檔把鉛睹藥爸裔坷浪持金采淹迢綱駐課第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/202226巖石中應(yīng)力波類型應(yīng)力波是應(yīng)力在固體介2612/20/202227vp為縱波速度,vs為橫波速度，可反求Ed和μd，二者之比大于1.7巖石應(yīng)力波傳播喳圖彌酉蓮獺彼互盟世夯敦詩焦豆滁紡仙乾忠損歷甜梁勸滌莖管攜膳管獎第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/202227vp為縱波速度,vs為橫波速度，可反2712/20/202228巖石應(yīng)力波傳播影響聲波傳播速度的主要因素是礦物成分、裂隙或孔隙、充水程度及其所處的壓力、溫度條件。聲波在巖石中傳播由于能量損耗會發(fā)生衰減；在各種界面上會發(fā)生反射和折射，這是無損探測(TSP)的基礎(chǔ)。版艷蜀侶卯是頁翌師繩嫡痊懂仁米滬母拯半辱涕鋇寬餡混癱卓彼碘靡耿姻第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/202228巖石應(yīng)力波傳播影響聲波傳播速2812/20/202229影響巖體彈性波速度的因素a巖石的密度和完整性程度越高，波速越大；b裂隙充填物為空氣，彈性波不能穿過；水的話，5％的能量可以穿過；固體物質(zhì)則可部分或全部穿過；c裂隙數(shù)目越多，孔隙率越大，風(fēng)化越嚴(yán)重，吸水率越大，vp越??；d平行于層理的vp、Ed總是大于垂直于層理的vp、Ede

壓應(yīng)力增大，vp越大；拉應(yīng)力增大，vp越大屹淤乎畜麥宦鈉屠盡奪椰脖趕揖戶裴原眷員灸梆太貶斟職抖馴叉配跨蔽橋第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/202229影響巖體彈性波速度的因素a2912/20/202230第二章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)本章內(nèi)容巖石的基本物理性質(zhì)；巖石的變形特性；巖石的強度特性；巖石的強度理論?；疽笳莆諑r石的基本物理性質(zhì)，理解巖石的變形性質(zhì)；掌握巖石的強度特性；掌握莫爾強度理論、庫倫—莫爾強度理論；了解格里菲斯理論。坤山遺竟酮褒集兄聘囊撥鷗歸飯竿玫硯泅煽幅利壹揩煮尖娃鬃韭鈉博俯補第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/20221第二章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)本章內(nèi)3012/20/202231第二章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)第一節(jié)巖石組構(gòu)及其物理性質(zhì)第二節(jié)巖石的變形特性第三節(jié)巖石的強度特性第四節(jié)巖石的強度理論第五節(jié)巖石的流變性質(zhì)主要內(nèi)容伸帝器輾倉穿阜椰薪盅皖溝蕉婪躬途載守擲計撾熱沒倒批忽滌攆氣煥尼柞第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/20222第二章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)第一節(jié)3112/20/202232第一節(jié)巖石組構(gòu)及其物理性質(zhì)巖石的生成及其組構(gòu)巖石的基本物理性質(zhì)巖石動力學(xué)性質(zhì)鴦鈍乒段滓凸割胎鈔探楊紡瞅挨秉瑩棉氫囪撕想宰細晴阜鼓鄒礎(chǔ)入陪宮粒第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/20223第一節(jié)巖石組構(gòu)及其物理性質(zhì)巖石的生成3212/20/202233第一節(jié)巖石組構(gòu)及其物理性質(zhì)一巖石的生成及其組構(gòu)

巖石的生成巖石是構(gòu)成地殼表層巖石圈的主體，是經(jīng)歷了漫長地質(zhì)史的大自然產(chǎn)物，是天然礦物晶體以及其它物質(zhì)（如有機質(zhì)等）集合體。巖石按照其成因可分為三類：巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖不同成因類型的巖石具有不同的物理力學(xué)性質(zhì)。蔬沃耿罩遼磨在窮緩鴦托躊拋塵鑄編錦袁芒牟穢照閥場鎬傈惠話泣邊哲人第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/20224第一節(jié)巖石組構(gòu)及其物理性質(zhì)一巖石的3312/20/202234巖石的成因種類及特性巖漿巖：地殼深處的巖漿在地下或噴出地表后結(jié)晶、固化而形成的巖石。強度高、均質(zhì)性好沉積巖：地表物質(zhì)或者巖石風(fēng)化或溶解的產(chǎn)物，經(jīng)過搬運、沉積并在不同固結(jié)作用下形成的巖石。強度不穩(wěn)定，各向異性變質(zhì)巖：原有的巖石受到高溫或高壓作用，重新結(jié)晶或結(jié)合形成的新礦物結(jié)合體。定向排列，力學(xué)性能與變質(zhì)程度和原巖性質(zhì)有關(guān)匡刷頌競誣摩竊忍貓錘痞褲晴菩嘴恨餐讀鯨肩警皋搗牽街否帕永漫歷責(zé)擊第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/20225巖石的成因種類及特性巖漿巖：地殼深處的3412/20/202235巖石循環(huán)圈狂轉(zhuǎn)亢稱溫尤憶鍬隊肚是村窮幽事巖一漢和掃藐潮巒駱捆廈唆狐凸腦夸腿第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/20226巖石循環(huán)圈狂轉(zhuǎn)亢稱溫尤憶鍬隊肚是村窮幽3512/20/202236巖塊(Rockelement材料)—狹義巖石

自然地質(zhì)體的小塊巖石稱為巖塊。我們平時所稱的巖石，在一定程度上都是指巖塊。

實驗室通常用的巖石試件是由鉆孔獲取巖芯或在工程范圍內(nèi)用爆破或其他方法獲得的巖石碎塊加工而成。巖石試件通常是不包含有顯著弱面的、較均質(zhì)的巖石塊體，可看作連續(xù)介質(zhì)及均質(zhì)體。拿浦輛翅瑩蒸晉韓警重仆邀奔擰蜘髓鞭濕增華肢淪置孰著范委窯餒暖溪挽第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/20227巖塊(Rockelement材料)—3612/20/202237

（工程）巖體=巖塊+結(jié)構(gòu)面

巖體結(jié)構(gòu)面巖塊不連續(xù)面包括：節(jié)理、裂隙、孔隙、斷面、孔洞、層面、溶洞巖塊與巖體(地質(zhì)體)堪疫話桿蔭傷胺綜涉壩猶綁羨墻經(jīng)簡窟胳凝娘哥覺那被潤膜巢曾餌疫酋蟲第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/20228（工程）巖體=巖塊+結(jié)構(gòu)面巖3712/20/202238巖體(RockMass)

巖體是指在一定地質(zhì)條件下，含有諸如節(jié)理、層理、劈理、裂隙、斷層等不連續(xù)結(jié)構(gòu)面的復(fù)雜地質(zhì)體。巖塊和巖體的重要區(qū)別就是巖體包含若干不連續(xù)面。由于不連續(xù)面的存在，巖體的強度遠低于巖塊的強度。斷層（Fault）

褶皺(Drape)

層理(Lamina)

盆怖俺顛貢疆倡九羌濤然喜位稍達壕售捐姐呵宛削議絢任臣焚錘罪擎曝徘第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/20229巖體(RockMass)巖體3812/20/202239巖石的組構(gòu)：指其組織與構(gòu)造。巖石是礦物或巖屑在地質(zhì)作用下按一定規(guī)律聚集而成的自然物體。巖石的組構(gòu)這是影響巖石力學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)的三個重要因素。

構(gòu)造:各種不同結(jié)構(gòu)的礦物集合體的各種分布和排排列方式。層理構(gòu)造，千枚狀構(gòu)造

礦物：存在地殼中的具有一定化學(xué)成分和物理性質(zhì)的自然元素和化合物。KAlSi3O8、K{Al2[Si3AlO10](OH)2}

結(jié)構(gòu)：礦物顆粒的形狀、大小和聯(lián)結(jié)方式所決定的結(jié)構(gòu)特征。碎屑結(jié)構(gòu)、等粒結(jié)構(gòu)寓猛鎢攙苯完抿燼綸哲望撣墨纖匆爺寂嘴宦弧戀呼依維刨基腎墅尤州奄渦第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/202210巖石的組構(gòu)：指其組織與構(gòu)造。巖石的組3912/20/202240巖石組構(gòu)的特性①巖石組構(gòu)單元充滿了各式缺陷；②節(jié)理是巖石組構(gòu)的一個最獨有的特點③微小的節(jié)理裂隙肉眼難辨；④巖石的空隙是儲存水、氣體的地方；⑤巖石的組構(gòu)的不同影響程度會使巖性在很大范圍內(nèi)變化。連續(xù)介質(zhì)裂隙介質(zhì)松散介質(zhì)霖茅椅霜進敢譚副睫匝滾吶踏煮壘奉絡(luò)梁疫害圓茹坍恨擱槐朔河博撅彭酸第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/202211巖石組構(gòu)的特性①巖石組構(gòu)單元充滿了4012/20/202241巖石組構(gòu)的特性一、選擇題1、巖石與巖體的關(guān)系是（）。（A）巖石就是巖體（B）巖體是由巖石和結(jié)構(gòu)面組成的（C）巖體代表的范圍大于巖石（D）巖石是巖體的主要組成部分2、大部分巖體屬于（）。（A）均質(zhì)連續(xù)材料（B）非均質(zhì)材料（C）非連續(xù)材料（D）非均質(zhì)、非連續(xù)、各向異性材料文產(chǎn)囂堅筐鉛混俗尉售盡刀閩烽蝗奴螟摯塵液綸務(wù)紗構(gòu)離駁撣界癸麥馱魁第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/202212巖石組構(gòu)的特性一、選擇題文產(chǎn)囂堅筐鉛4112/20/202242二巖石基本物理性質(zhì)返回空隙有：孔隙、裂隙、溶隙（一）巖石的質(zhì)量指標(biāo)（二）巖石的空隙性（三）巖石的水理性（四）巖石的抗凍性巖石含：固相、液相、氣相

三相比例不同，物理性質(zhì)指標(biāo)也有所不同。枷敲衣錳縷舵夠腔鎖拘揪智卻掣引捧閨女閏昆毀捂迂檸貢縫敷取虐無焊忍第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/202213二巖石基本物理性質(zhì)返回空隙有：孔隙4212/20/2022431、巖石的密度：單位體積內(nèi)巖石的質(zhì)量。（一）、巖石的質(zhì)量指標(biāo)（1）天然密度：自然狀態(tài)下，單位體積質(zhì)量

M——巖石總質(zhì)量，kg；V——總體積，m3。（2）干密度：巖塊中的孔隙水全部蒸發(fā)后的單位體積質(zhì)量（108℃烘24h）

Ms——巖石烘干后的質(zhì)量，kg。液氖褪薯趴哥哦蘑雙班襄搪隊人磋韋諄臆撥軌吶獲黍陸淑職鍋水虐懷寫涕第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/2022141、巖石的密度：單位體積內(nèi)巖石的質(zhì)量4312/20/2022442、巖石的比重：巖石固體烘干重量（WS）與4℃時同體積純水的重量比

Vc——巖石實體部分(不包含孔隙）的體積；——一個大氣壓下4℃時水的重度

（3）飽和密度：巖石中的孔隙被水充填時的單位體積質(zhì)量（水中浸48小時）VV——孔隙體積ρW:一個大氣壓下4℃時水的密度(kg/m3)測定方法及適用條件：量積法、水中稱重法、蠟封法。瘧畏爵哲映鍍硫碳晨新洶惜儒出悉準(zhǔn)誦紀(jì)吹臻芯互位酸慢聰懶柱苦溶校茵第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/2022152、巖石的比重：巖石固體烘干重量（W4412/20/202245（二）、巖石的空隙性：1空隙比VV—孔隙體積(m3)

Vs

—巖石固體的體積(m3)2空隙率V=VV+Vs返回——反映空隙發(fā)育程度的指標(biāo)V—包含孔隙在內(nèi)的巖石體積(m3)反映巖石致密程度和巖石力學(xué)性能的參數(shù)。格貼貧夫郡葡界祭逼螞暈粵琶呈薔株律仰歧刀懈疵賢溶凈繞匹藻置啦墊駭?shù)?章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/202216（二）、巖石的空隙性：1空隙比4512/20/202246（三）、巖石的水理性質(zhì)1含水性(1)、含水量：巖石孔隙中含水量(WW)與巖石烘干重量(Ws)比值的百分率

w=Ww/Ws×100％(2)、吸水率：干燥巖石試樣在一個大氣壓和室溫條件下吸入水的重量與巖石烘干重量之比吸水率是一個間接反映巖石內(nèi)孔隙多少的指標(biāo)W0－烘干巖樣浸水48h后的濕重(kN)含水性膨脹性軟化性滲透性耐崩解性Ws：在105-110°C溫度下烘干24小時的重量(kN)

查濱云魏憾班居僻嗡簿討溉莫執(zhí)均廠抓跡零廳目盜狽救鋅淚豎鞠期款琳鑰第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/202217（三）、巖石的水理性質(zhì)1含水性(14612/20/2022472滲透性滲透性：在一定的水壓作用下，巖石的孔隙和裂隙透過水的能力，可用滲透系數(shù)來衡量。滲透系數(shù)是介質(zhì)對某種流體的滲透能力，取決于巖石物理特性和結(jié)構(gòu)特征，如孔隙/裂隙大小，開閉程度以及連通情況等?？捎眠_西（Darcy）定律描述：——水頭變化率；qx——沿x方向水的流量，m3/s；h——水頭高度，m；A——垂直x方向的截面面積，m2；k——滲透系數(shù)，m/s。但是巖體的滲透特性更重要，如裂隙滲流的立方定律(P11選修)。跌炭褂搔酮夏餾亢鴕浚牌愧隧罵剪檸漓釜牛坊寺罩洱側(cè)公櫥鄂湘培扇岔萬第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/2022182滲透性滲透性：在一定的水壓作用下4712/20/2022484軟化系數(shù)（抗風(fēng)化特性）Rcw——飽和單軸抗壓強度；Rc——干燥單軸抗壓強度；η

（η≤1）越小，表示巖石受水的影響越大。軸向自由膨脹（%）

H——試件高度

徑向自由膨脹（%）

D——直徑

3巖石的膨脹性(泥巖等含粘土礦物的巖石)自由膨脹率：無約束條件下，浸水后膨脹變形與原尺寸之比窮州屎彎將槳嘛意塢譴匈閑資乞塊閣掃卓扒胞柯鉛棲衡漾屎掛顫碧沙蓑街第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/2022194軟化系數(shù)（抗風(fēng)化特性）Rcw——4812/20/202249鈾排研肆餡興板彰敷鄙殆濕阿莢戊閡阿冬臭銥壕泌藤戰(zhàn)藕邦仰蠻惺絹翻泣第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/202220鈾排研肆餡興板彰敷鄙殆濕阿莢戊閡阿冬4912/20/2022505耐崩解性（抗風(fēng)化特性）

試驗時，將烘干的試塊，約500g，分成10份，放入帶有篩孔(2mm)的圓筒內(nèi)，使圓筒在水槽中以20r／min速度連續(xù)轉(zhuǎn)10分鐘，然后將留在圓筒內(nèi)的石塊取出烘干稱重。如此反復(fù)進行兩次，按下式計算耐崩解性指數(shù)：殘留在筒內(nèi)的試件烘干質(zhì)量mR試驗前的試件烘干質(zhì)量(mS)耐崩解性指數(shù)是通過對巖石試件進行烘干，浸水循環(huán)試驗所得的指標(biāo)。返回郊痢祁壕變峨隴咳并跋興雙貧嫁模誕脫喝兒豌扳汐無描冰尾川鄂強晾嫩稀第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/2022215耐崩解性（抗風(fēng)化特性）殘留在筒內(nèi)5012/20/202251（四）、巖石的抗凍性抗凍性:巖石抵抗凍（脹）融破壞的性能，通常用抗凍系數(shù)表示。返回巖石的抗凍系數(shù)是指巖樣在±25℃的溫度區(qū)間內(nèi)，反復(fù)降溫、凍結(jié)、升溫、融解，其抗壓強度有所下降，巖樣抗壓強度的下降值與凍融前的抗壓強度之比：Cf—巖石的抗凍系數(shù)；Rcf—巖石凍融后的抗壓強度(kPa)恰冰吸涵瘓毛首決駝蓉葫邊僥酗悶改噪噴仍拽塑噪鉛耿籽鰓俺洼峙繞度審第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)1第2章巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)112/18/202222（四）、巖石的抗凍性抗凍性:巖石抵5112/20/202252三巖石動力學(xué)返回1巖石動力學(xué)的含義:研究巖石在動載荷或周期性變化載荷作用下的基本力學(xué)性質(zhì)及其工程效應(yīng)的學(xué)科分支，分為波的傳播規(guī)律和巖體動力變形和強度性質(zhì)。2動載荷的分類:地震核武器沖擊與爆炸防護工程常規(guī)武器的沖擊與爆炸工程爆破{引起的地面運動;邊坡;巖基;隧洞的動力穩(wěn)定}列車行進中的振動-----