巖石力學(xué)講義(2)-巖石的物理性質(zhì)

1、巖 石 力 學(xué)巖石的物理性質(zhì)巖石的物理性質(zhì)主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 巖石物理性質(zhì)巖石物理性質(zhì)第三節(jié)第三節(jié) 巖石的各向異性和滲透性巖石的各向異性和滲透性第四節(jié)第四節(jié) 巖石的工程分類巖石的工程分類第一節(jié)第一節(jié) 概述概述地球的巖石圈：地球的巖石圈：地球表面的固體部分。由地殼和地球表面的固體部分。由地殼和上地幔頂部巖石組成的地球外殼固體圈層。上地幔頂部巖石組成的地球外殼固體圈層。地球圈層分為地球圈層分為地球外地球外圈圈和和地層內(nèi)圈地層內(nèi)圈。地球外圈包括大氣圈、地球外圈包括大氣圈、水圈、生物圈和巖石水圈、生物圈和巖石圈。圈。巖石的地質(zhì)類型劃分1.巖漿巖：是由巖漿凝結(jié)形成的

2、巖石。2.變質(zhì)巖：礦物成分、結(jié)構(gòu)發(fā)生變化形成的巖石。3.沉積巖：搬運(yùn)、沉積、成巖作用而形成的巖石。母母 巖巖轉(zhuǎn)變過(guò)程轉(zhuǎn)變過(guò)程產(chǎn)生的巖石產(chǎn)生的巖石巖漿巖巖漿巖沉積巖沉積巖變質(zhì)巖變質(zhì)巖風(fēng)化作用風(fēng)化作用熱和壓力熱和壓力熔融作用熔融作用沉積巖沉積巖變質(zhì)巖變質(zhì)巖巖漿巖巖漿巖沉積巖的分類p 碎屑沉積巖：礫巖、砂巖、粉砂巖、泥頁(yè)巖碎屑沉積巖：礫巖、砂巖、粉砂巖、泥頁(yè)巖p 化學(xué)沉積巖：石灰?guī)r、白云巖、燧石、蒸發(fā)巖化學(xué)沉積巖：石灰?guī)r、白云巖、燧石、蒸發(fā)巖p 生物沉積巖：煤、石灰?guī)r生物沉積巖：煤、石灰?guī)r砂巖（砂巖（Sandstone）:由沙粒經(jīng)過(guò)水搬運(yùn)沉淀于河床上，經(jīng)長(zhǎng)由沙粒經(jīng)過(guò)水搬運(yùn)沉淀于河床上，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的堆積

3、堅(jiān)固并經(jīng)地質(zhì)物理作用膠結(jié)而成的巖石。粒徑時(shí)間的堆積堅(jiān)固并經(jīng)地質(zhì)物理作用膠結(jié)而成的巖石。粒徑1/16 2mm。頁(yè)巖（頁(yè)巖（Shale）或泥巖（）或泥巖（Mud rock）：是粘土巖的一種，由）：是粘土巖的一種，由粘土物質(zhì)經(jīng)壓實(shí)作用、脫水作用、重結(jié)晶作用后形成。粒徑粘土物質(zhì)經(jīng)壓實(shí)作用、脫水作用、重結(jié)晶作用后形成。粒徑 80中細(xì)粒花崗巖，花崗片麻巖，閃長(zhǎng)巖，中細(xì)?；◢弾r，花崗片麻巖，閃長(zhǎng)巖，輝綠巖，安山巖，流紋巖，石英砂巖，輝綠巖，安山巖，流紋巖，石英砂巖，硅質(zhì)灰?guī)r，硅質(zhì)膠結(jié)礫巖硅質(zhì)灰?guī)r，硅質(zhì)膠結(jié)礫巖II中等堅(jiān)中等堅(jiān)硬巖硬巖30-80灰?guī)r，大理巖，白云巖，砂巖，鈣質(zhì)礫灰?guī)r，大理巖，白云巖，砂巖，鈣質(zhì)

4、礫巖，板巖巖，板巖III軟質(zhì)巖軟質(zhì)巖6030-6015-305-1552.2.巖體的工程分類巖體的工程分類巖石巖石：是固態(tài)礦物或礦物的混合物，由一種或多：是固態(tài)礦物或礦物的混合物，由一種或多種礦物組成，具有一定結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的集合體。種礦物組成，具有一定結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的集合體。巖體巖體：含有：含有結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)面的原生地質(zhì)體，是由處于一定的原生地質(zhì)體，是由處于一定地質(zhì)環(huán)境中的各種巖性和結(jié)構(gòu)特征巖石所組成的地質(zhì)環(huán)境中的各種巖性和結(jié)構(gòu)特征巖石所組成的集合體。集合體。巖石質(zhì)量指標(biāo)巖石質(zhì)量指標(biāo)RQDRQD巖石質(zhì)量指標(biāo)巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD (Rock Quality Designation):長(zhǎng)度長(zhǎng)度大于大于10cm

5、的巖心長(zhǎng)度之和的巖心長(zhǎng)度之和與鉆孔總進(jìn)尺的百分比。與鉆孔總進(jìn)尺的百分比。( (迪爾，迪爾，1964.)1964.)RQDRQD求取的經(jīng)驗(yàn)方法求取的經(jīng)驗(yàn)方法) 11 . 0(1001 . 0dkkeRQDd1) RQD與裂隙頻率與裂隙頻率Kd之間存在以下關(guān)系：之間存在以下關(guān)系：2) RQD與單位體積巖石中的節(jié)理總數(shù)與單位體積巖石中的節(jié)理總數(shù)Jv之間存在之間存在以下關(guān)系：以下關(guān)系：1153.3vRQDJ當(dāng)當(dāng)JvJv4.54.5時(shí)，時(shí)，RQDRQD取取100100。根據(jù)根據(jù)RQDRQD的巖體質(zhì)量分級(jí)的巖體質(zhì)量分級(jí)RQD90巖石質(zhì)巖石質(zhì)量描述量描述很差很差差差一般一般好好很好很好等級(jí)等級(jí)IIIIIII

6、VV巖體基本質(zhì)量指標(biāo)巖體基本質(zhì)量指標(biāo)BQBQ認(rèn)為認(rèn)為巖石的堅(jiān)硬程度巖石的堅(jiān)硬程度和和巖體的完整程度巖體的完整程度決定巖體的決定巖體的基本質(zhì)量：基本質(zhì)量：903250cvBQRKKvKv為巖體的完整性系數(shù)，用聲波實(shí)驗(yàn)資料確定：為巖體的完整性系數(shù)，用聲波實(shí)驗(yàn)資料確定：2m pvrpVKV 巖體完整巖體完整性系數(shù)性系數(shù)Kv0.750.75-0.550.55-0.350.35-0.15550堅(jiān)硬巖，巖體完整堅(jiān)硬巖，巖體完整I550-451堅(jiān)硬巖，巖體較完整堅(jiān)硬巖，巖體較完整較堅(jiān)硬巖，巖體完整較堅(jiān)硬巖，巖體完整II450-351堅(jiān)硬巖，巖體較破碎堅(jiān)硬巖，巖體較破碎較堅(jiān)硬巖或軟、硬巖互層，巖體較完整較堅(jiān)硬巖或軟、硬巖互層，巖體較完整較軟巖，巖體完整較軟巖，巖體完整III350-251堅(jiān)硬巖，巖體破碎堅(jiān)硬巖，巖體破碎較堅(jiān)硬巖，巖體較破碎或破碎較堅(jiān)硬巖，巖體較破碎或破碎較軟巖或較硬巖互層，且以軟巖為主，巖體較軟巖或較硬巖互層，且以軟巖為主，巖體較