巖石的物理力學(xué)性質(zhì)上巖石力學(xué)

《巖石的物理力學(xué)性質(zhì)上巖石力學(xué)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、1§2.1巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造構(gòu)造：各種不同結(jié)構(gòu)的礦物集合體的各種分布和排列方式。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。粒間聯(lián)結(jié)結(jié)晶聯(lián)結(jié)：礦物顆粒通過結(jié)晶相互嵌合在一起，它是通過共用原子或離子使不同晶粒緊密接觸。膠結(jié)聯(lián)結(jié)：礦物顆粒通過膠結(jié)物聯(lián)結(jié)在一起。硅質(zhì)膠結(jié)＞鐵質(zhì)、鈣質(zhì)＞泥質(zhì)膠結(jié)第2章巖石的物理力學(xué)性質(zhì)Mar,20072第2章巖石的物理力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)參數(shù)質(zhì)量指標容重、密度、比重孔隙性孔隙率、孔隙比水理性質(zhì)含水率、吸水率、飽水率、滲透性抗風化指標膨脹性、崩解性、軟化性、抗凍性§2.2巖石的基本物理性質(zhì)Mar,

2、20073第2章巖石的物理力學(xué)性質(zhì)§2.2巖石的基本物理性質(zhì)巖石單位體積(包括巖石中孔隙體積)的重量稱為容重（重度，unitweight）。巖石容重的表達式為：（2-1）式中，——巖石容重（kN/m3）；——巖樣的重量（kN）；——巖樣的體積（m3）。質(zhì)量指標2.2.1容重和密度Mar,20074第2章巖石的物理力學(xué)性質(zhì)根據(jù)巖石的含水狀況，將容重分為天然容重、干容重和飽和容重。巖石容重取決于組成巖石的礦物成分、孔隙發(fā)育程度及其含水量。巖石容重的大小，在一定程度上反映出巖石力學(xué)性質(zhì)的優(yōu)劣。測定巖石的容重可采用量積法（直接法）

3、、水中法或蠟封法。具體采取何種方法，應(yīng)根據(jù)巖石的性質(zhì)和巖樣形態(tài)來確定。Mar,20075FacultyofCivilEngineering,ChongqingUniversity第2章巖石的物理力學(xué)性質(zhì)Mar,20076FacultyofCivilEngineering,ChongqingUniversity第2章巖石的物理力學(xué)性質(zhì)Mar,20077第2章巖石的物理力學(xué)性質(zhì)巖石的密度定義為巖石單位體積(包括巖石中孔隙體積)的質(zhì)量，用表示，單位一般為kg/m3。它與巖石容重之間存在如下關(guān)系：（2-2）式中，——重力加速度，m

4、/s2。Mar,20078第2章巖石的物理力學(xué)性質(zhì)巖石的比重，在數(shù)值上等于其密度，它取決于組成巖石的礦物比重及其在巖石中的相對含量。巖石的比重，可采用比重瓶法進行測定，試驗時先將巖石研磨成粉末，烘干后用比重瓶法測定。巖石的比重一般為2.5~2.8。specificgravity2.2.2比重Mar,20079第2章巖石的物理力學(xué)性質(zhì)孔隙性porosity2.2.3孔隙率和孔隙比Mar,200710第2章巖石的物理力學(xué)性質(zhì)WaterAirRockVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量體積三相草圖Mar,200711第2章巖

5、石的物理力學(xué)性質(zhì)三相草圖WaterAirRockVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量體積已知關(guān)系五個:共有九個參數(shù):VVvVsVaVω/msmωmam剩下三個獨立變量三相草圖法物性指標是比例關(guān)系:可假設(shè)任一參數(shù)為1實驗室測定其它指標是一種簡單而實用的方法Mar,200712第2章巖石的物理力學(xué)性質(zhì)水理性質(zhì)2.2.4含水率、吸水率和飽水率Mar,200713第2章巖石的物理力學(xué)性質(zhì)Mar,200714第2章巖石的物理力學(xué)性質(zhì)巖石的滲透性是指在水壓力作用下，巖石的孔隙和裂隙透過水的能力。巖石的滲透性可用滲透系數(shù)來衡量。滲透

6、系數(shù)的物理意義是介質(zhì)對某種特定流體的滲透能力。因此，對于水在巖石中滲流來說，滲透系數(shù)的大小取決于巖石的物理特性和結(jié)構(gòu)特征，例如巖石中孔隙和裂隙的大小、開閉程度以及連通情況等。根據(jù)達西（Darcy）定律，滲流速度與水力坡度成正比堅硬的花崗巖、致密的石灰?guī)r的滲透系數(shù)低于10-10厘米/秒砂巖、多裂隙的頁巖的滲透系數(shù)大于10-3厘米/秒permeability2.2.5巖石的滲透性Mar,200715第2章巖石的物理力學(xué)性質(zhì)巖石的膨脹性是指巖石浸水后體積增大的性質(zhì)。某些含粘土礦物(如蒙脫石、水云母及高嶺石)成分的軟質(zhì)巖石，經(jīng)水化

7、作用后在粘土礦物的晶格內(nèi)部或細分散顆粒的周圍生成結(jié)合水溶劑腔(水化膜)，并且在相鄰近的顆粒間產(chǎn)生楔劈效應(yīng)，當楔劈作用力大于結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)力，巖石顯示膨脹性。巖石膨脹性大小一般用膨脹力和膨脹率兩項指標表示，目前國內(nèi)大多采用土的固結(jié)儀和膨脹儀測定巖石的膨脹性，測定巖石膨脹力和膨脹率的試驗方法常用的有平衡加壓法、壓力恢復(fù)法和加壓膨脹法。膨脹壓力曲線自由膨脹率：無約束條件下，浸水后膨脹變形與原尺寸之比軸向自由膨脹徑向自由膨脹抗風化指標2.2.6巖石的膨脹性Mar,200716第2章巖石的物理力學(xué)性質(zhì)巖石的崩解性是指巖石與水相互作用時失去

8、粘結(jié)性并變成完全喪失強度的松散物質(zhì)的性能。這種現(xiàn)象是由于水化過程中削弱了巖石內(nèi)部的結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)引起的，常見于由可溶鹽和粘土質(zhì)膠結(jié)的沉積巖地層中。巖石崩解性一般用巖石的耐崩解性指數(shù)表示，這個指標可以在實驗室內(nèi)做干濕循環(huán)試驗確定。試驗時，將烘干的試塊，約500g，分成10份，放入帶有篩孔的圓筒內(nèi)，使圓筒在水槽中