岩石力学-岩石的物理性质课件.ppt

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1、岩石力学岩石的物理性质主要内容第一节概述第二节岩石物理性质第三节岩石的各向异性和渗透性第四节岩石的工程分类第一节概述地球的岩石圈：地球表面的固体部分。由地壳和上地幔顶部岩石组成的地球外壳固体圈层。地球圈层分为地球外圈和地层内圈。地球外圈包括大气圈、水圈、生物圈和岩石圈。岩石的地质类型划分1.岩浆岩：是由岩浆凝结形成的岩石。2.变质岩：矿物成分、结构发生变化形成的岩石。3.沉积岩：搬运、沉积、成岩作用而形成的岩石。母岩转变过程产生的岩石岩浆岩沉积岩变质岩风化作用热和压力熔融作用沉积岩变质岩岩浆岩沉积岩的分类碎屑沉积岩：砾岩、砂岩、粉砂岩、泥页岩化学沉积

2、岩：石灰岩、白云岩、燧石、蒸发岩生物沉积岩：煤、石灰岩岩心照片砾岩岩心照片致密细砂岩岩心照片泥岩岩心照片硬脆性泥页岩盐膏岩岩心照片岩石的物理性质岩石的物理性质：物理性质：物质不需要经过化学变化就表现出来的性质叫做物理性质。颜色、气味、形态、熔点、硬度、导电性等岩石的物理性质：指岩石的力学、热学、电学、声学、放射学等特性参数和物理量。岩石的组构特征1.岩石的物质组成粘土矿物硅酸盐类矿物碳酸盐类矿物氧化物类矿物组成岩石的矿物组成岩石的矿物成分及其相对含量在一定程度上决定着岩石的力学性质2.岩石的结构岩石的结构：岩石内矿物颗粒的大小、形状、排列方式及微结构

3、面发育情况与粒间连结方式等反映在岩块构成上的特征。其中，粒间连结分结晶连结与胶结连结。颗粒形状强度：粒状、柱状＞片状＞鳞状颗粒大小强度：细粒＞粗粒排列形式强度：等粒＞不等粒岩石的组构特征微结构面：指存在于矿物颗粒内部或矿物颗粒间的软弱面或缺陷，包括矿物解理、晶格缺陷、粒间空隙、微裂隙、微层理及片理面、片麻理面等①降低岩石强度②导致岩石力学性质各向异性岩石的微结构面岩石的组构特征基底型：彼此不发生接触的矿物颗粒埋在玻璃体中，这种情况下胶结程度很高，岩石强度与胶结物有关。接触型：仅仅在颗粒的接触点存在胶结物，这种胶结程度低，岩石强度也不大。间隙型：矿物颗

4、粒彼此直接接触，而颗粒的孔隙被胶结物充填。溶蚀型：胶结物不仅充填在矿物颗粒之间，而且进入到矿物颗粒本身中，胶结强度很高。岩石的主要胶结类型：岩石的组构特征基底型接触型间隙型溶蚀型3岩石的构造岩石的构造：岩石的构造是指岩石组成成分在空间上相互排列及所占的位置。岩浆岩的构造：块状构造、流纹状构造、气孔状构造、杏仁状构造沉积岩的构造：层理构造变质岩的构造：片理构造岩石的组构特征流纹岩气孔状构造杏仁状构造沉积岩中的层理构造白云钾长片麻岩第二节岩石的物理性质岩石和土一样，也是由固体、液体和气体组成的多相体系。物理性质是指岩石由于三相组成的相对比例关系不同所表现

5、的物理状态。1.岩石的密度2.岩石的孔隙性3.岩石的水理性(一)岩石的密度1.岩石的颗粒密度岩石固体部分的质量与其体积的比值。它不包含孔隙在内，因此其大小仅取决于组成岩石的矿物密度及其含量。颗粒密度固体部分质量固体部分体积(一)岩石的密度2.岩石的块体密度是指岩石单位体积内的质量，按岩石的含水状态，又有干密度（ρd）、饱和密度（ρsat）和天然密度（ρ）之分，在未指明含水状态时一般指岩石的天然密度。d=drysat=saturated常见岩石的密度岩石名称密度(g／cm3)岩石名称密度(g／cm3)花岗岩2.52～2.81石灰岩2.37～2.75闪长

6、岩2.67～2.96白云岩2.75～2.80辉长岩2.85～3.12片麻岩2.59～3.06辉绿岩2.80～3.11片岩2.70～2.90砂岩2.17～2.70大理岩2.75左右页岩2.06～2.66板岩2.72～2.84(二)岩石的孔隙特性孔隙度：岩石中孔隙体积与岩石总体积之比(多用百分数表示)。裂隙率：岩石中各种节理、裂隙的体积与岩石总体积之比称裂隙率。孔隙度与裂隙率含义相同，孔隙度多用于相对松散土、石，裂隙率多用于结晶连接的坚硬岩石。一般岩石的孔隙度在10%-35%之间。孔隙比：岩石中孔隙的体积与固体颗粒体积之比称岩石的孔隙比(多以小数表示)。

7、(二)岩石的孔隙特性孔隙比和孔隙度可以互相换算：密度是实验指标，只有通过实验才能得到具体数值，而孔隙度和孔隙比是计算指标。孔隙比孔隙度岩石的饱和密度为2.65g/cm3，干密度为2.49g/cm3，计算岩石的孔隙比和颗粒密度。例题：岩石在水溶液作用下表现出来的性质，称为水理性质。主要包括：(三)岩石的水理性质吸水性软化性抗冻性膨胀性崩解性1.岩石的吸水性岩石在一定的实验条件下吸收水分的能力，称为岩石的吸水性。吸水率(Wa)：岩石试件在大气压力和室温条件下自由吸入水的质量(mw1)与岩样干质量(ms)之比，用百分数表示。1.岩石的吸水性岩石的饱和吸水率

8、(Wp)：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(mw2)与岩样干质量(ms)之