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1、2021/7/2112巖石物理力學(xué)性質(zhì)2.1巖石的基本構(gòu)成和地質(zhì)分類（1）巖石的地質(zhì)分類1.火成巖主要由高溫熔融的巖漿侵入殼或噴出地表冷凝形成的巖石，亦稱巖漿巖。2.沉積巖主要由母巖風(fēng)化剝蝕的產(chǎn)物、火山碎屑物質(zhì)、生物遺骸等經(jīng)過搬運、沉積、固結(jié)形成的巖石。13.變質(zhì)巖先以存在的火成巖、沉積巖或變質(zhì)巖受物理和化學(xué)條件變化的影響改變其結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和礦物成分而形成的新的巖石。（2）基本構(gòu)成巖石的基本構(gòu)成是由組成巖石的礦物質(zhì)成分和結(jié)構(gòu)兩大方面來決定的。2021/7/21222021/7/213（1）巖石的主要礦物質(zhì)成分1）火成巖的礦物成分組成火成巖常見的礦物有：長石、石英、云母、角閃
2、石、輝石、橄欖石、霞石、白榴石、磁鐵礦、磷灰石等十余種，這些礦物約占火成巖總質(zhì)量的99%，是火成巖的造礦物（其中：長石占60%以上，其次是石英）。2）沉積巖的礦物成分沉積巖中已發(fā)現(xiàn)的礦物有160余種，主要礦物約20種，如石英類、長石類、云母類、粘土礦物、碳酸鹽礦物、硫酸鹽礦物以及Fe、Mn、Al的氧化物和氫氧化物。一般沉積巖僅含5～6種礦物，多數(shù)僅含1～3種。32021/7/2143）變質(zhì)巖的礦物成分變質(zhì)巖的礦物成分一方面對原巖有較大的繼承性，另一方面受到變質(zhì)作用類型和強(qiáng)度的影響，一些礦物是經(jīng)變質(zhì)作用后新生成的礦物。如：蛇紋石、滑石、軟玉、硬玉等。（2）沉積巖的礦物成分與
3、火成巖的區(qū)別1）在沉積巖中幾乎看不到火成巖中大量出現(xiàn)的橄欖石、輝石、角閃石等鐵鎂礦物和基性斜長石，而粘土礦物、氧化物礦物、氫氧化物礦物和碳酸鹽礦物大量出現(xiàn)；2）火成巖中長石多于石英，而沉積巖中石英多于長石，而且長石中是以鉀長石為主，酸性斜長石次之，其它種類長石罕見。42021/7/215（3）礦物組成對巖石的物理力學(xué)性質(zhì)影響1）在許多巖漿巖中，其強(qiáng)度隨暗色礦物的增加而增加；2）在沉積巖中，砂巖的強(qiáng)度常隨石英相對含量的增加而增大，石灰?guī)r的強(qiáng)度常隨其硅質(zhì)混合物含量的增加而增大，隨粘土質(zhì)礦物含量的增加而降低；3）在變質(zhì)巖中，任何片狀的硅酸鹽類礦物、鹽巖礦物將使巖石強(qiáng)度降低；4）
4、易溶和粘土礦物在水的作用下容易被溶蝕，使巖石的孔隙度增大，結(jié)構(gòu)變松，強(qiáng)度降低。5）一些礦物由于其物態(tài)變化，使其體積發(fā)生膨脹和軟化，使巖石強(qiáng)度降低。52021/7/216（4）巖石結(jié)構(gòu)類型巖石的結(jié)構(gòu)是指巖石中礦物（及巖屑）顆粒相互之間的關(guān)系，包括顆粒的大小、形狀、排列、結(jié)構(gòu)連結(jié)特點及巖石中微結(jié)構(gòu)面（即內(nèi)部缺陷）。其中，以結(jié)構(gòu)連結(jié)和巖石中的微結(jié)構(gòu)面對巖石工程性質(zhì)影響最大。62021/7/2172.2巖石的物理性質(zhì)巖石的物理性質(zhì)是指由巖石固有的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)特征所決定的比重、容重、孔隙率等基本屬性。2.2.1巖石的容重（1）概念巖石的容重：也叫巖石的重力密度，即巖石單位體積（包
5、括巖石內(nèi)部孔隙體積）的重量。（2）表達(dá)式（2-1）式中γ—巖石容重（kN/m3）；W—被測巖樣的重量（kN）；V—被測巖樣的體積（m3）。7（3）容重的分類根據(jù)巖石的含水狀態(tài)，將容重又可分為：天然容重、干容重和飽和容重。1.天然容重：是指巖石在自然條件下，單位體積的重量。2.干容重：是指試件在105℃～110℃溫度下烘干24小時的試驗條件下，巖石孔隙中的液體全部被蒸發(fā)，試件中僅有固體和氣體時,單位體積的重量。3.飽和容重：是指試件在浸水48h或抽真空法，使巖石中的孔隙都被水充填時，單位體積的重量。（4）測定的試驗方法測定巖石的容重可根據(jù)巖石的性質(zhì)和巖樣形態(tài)采用：量積法、水
6、中稱量法或蠟封法等。2021/7/21881.量積法適用條件：凡能制備成規(guī)則試樣的巖石均宜采用量積法測定其容重。試驗方法：首先測定規(guī)則試樣的平均斷面積A，平均高度h以及試樣的重量G，代入2-2式即得其容重。若試樣重量是自然狀態(tài)的重量時，即為巖石的天然容重；若試樣重量是在105℃～110℃溫度下烘干24小時后的重量時，則為該巖石的干容重；若是采用48h浸水法或抽真空法使巖石試件飽和的重量時，則為該巖石的飽和容重。2021/7/219（2-2）92.水中稱量法適用條件：對于規(guī)則或不規(guī)則形狀的巖樣進(jìn)行測量時都可采用此方法，但對于孔隙率非常發(fā)育、遇水崩解、溶解及干縮濕脹的巖石或巖
7、石干容重時不能采用此方法。試驗方法：首先稱量規(guī)則或不規(guī)則的巖樣在浸入純水前的重量W，然后再測出巖樣在純水中的重量,根據(jù)阿基米德原理可得出巖樣的體積（V），就可根據(jù)（2-3）式得出該試樣的天然容重（γ）或飽和容重。2021/7/2110（2-3）103.蠟封法適用條件：本方法適用于不能用量積法或水中稱量法測定其容重的巖石，它既可測出該巖石的干容重也可測出其天然容重。試驗方法：首先選取有代表性巖樣在105℃～110℃溫度下烘干24小時，取出，系上細(xì)線，稱巖樣重量，持細(xì)線將巖樣緩慢浸入剛過熔點的蠟溶液中，浸后立即取出，檢查試樣周圍的
