《岩石物理力学性质》PPT课件

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1、第一章岩石物理力学性质第一章岩石物理力学性质1、岩石的基本构成和地质分类2、岩石的物理性质3、岩石的力学性质4、影响岩石力学性质的主要因素1.1概述岩石是组成地壳的自然物体，是经过地质作用而形成的矿物集合体，在陆地和海洋广泛分布。岩石按成因有三大类：岩浆岩、沉积岩、变质岩。岩石的种类不同，其物理力学性质差异较大，加之不同时期、不同强度的构造作用，也就决定岩石力学问题复杂多变。1.2岩石的基本构成和地质分类岩石是自然界中各种矿物的集合体，是天然地质作用的产物。岩石是构成岩体的基本单元。1.2.1岩石的基本构成岩石的基本构成是由组成岩石

2、的物质成分和结构两方面决定。组成岩石的矿物称为造岩矿物。矿物是地壳中天然生成的自然元素或化合物，它具有一定的物理性质、化学成分和形态。主要造岩矿物：最主要的造岩矿物只有30多种，如石英、长石、辉石、角闪石、云母、方解石、高岭石、绿泥石、石膏、赤铁矿、黄铁矿等。按照生成条件划分，矿物可分为：原生矿物——由岩浆岩冷凝生成，如石英、长石、辉石、角闪石、云母等；次生矿物——由原生矿物经风化作用直接生成，如由长石风化而成的高岭石、由辉石或角闪石风化而成的绿泥石等，或在水溶液中析出生成，如石膏、方解石。矿物的外表形态：结晶体——大多呈现规则的几

3、何形状；非结晶体——呈现不规则的形状。图几种主要造岩矿物单个晶体的形态1.2.1.1岩石的主要物质成分硬度是指其抵抗外力刻划的能力。通常选定下表中的十种矿物，作为硬度标准确定其它矿物的硬度等级。硬度等级矿物名称野外简易鉴定方法1滑石用软铅笔划时留下条痕，用指甲容易刻划2石膏用指甲可刻划3方解石用黄铜板刻划可留下条痕，用小刀很容易刻划4萤石小刀可刻划5磷灰石用削铅笔刀刻划时可留下明显划痕，不能刻划玻璃6正长石小刀可勉强留下看得见的划痕，能刻划玻璃7石英用小刀不能刻划8黄玉能刻划玻璃，难于刻划石英9刚玉能刻划石英10金刚石能刻划石英1.

4、2.1.1岩石的主要物质成分各矿物的相对稳定性主要与其化学成分、结晶特征及形成条件有关。基性和超基性岩石主要是由易于风化的矿物组成，非常容易风化；酸性岩石主要由较难风化的矿物组成，抗风化能力比起同样结构的基性岩要高；沉积岩主要由风化产物组成，大多数为原来岩石中较难风化的碎屑物或是在风化和沉积过程中新生成的化学沉积物，稳定性一般都较高；变质岩的抗风化能力与火成岩相似。主要造岩矿物抗风化相对稳定性表1-1抗风化稳定性非常稳定的稳定的较稳定的不稳定的矿物名称石英锆长石白云母正长石钠长石酸性斜长石角闪石辉石黑云母基性斜长石霞石橄榄石黄铁矿1

5、.2.1.1岩石的主要物质成分1.2.1.2常见的岩石结构类型岩石的结构是指岩石中矿物（及岩屑）颗粒相互之间的关系，包括颗粒的大小、形状、排列、结构连结特点及岩石中的微结构面。岩石中结构连结的类型分别为：结晶连结胶结连结结晶连结岩石中矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起。等粒结晶结构一般比非等粒结晶结构的强度大，抗风化能力强。细粒结晶结构比粗粒的强度高。在斑状结构中，细粒基质比玻璃基质的强度高，总之，晶粒愈细，愈均匀，玻璃质愈少，则强度愈高。雌黄雄黄共生结晶簇层解石+水晶胶结连结岩石强度主要取决于胶结物及胶结类型。硅质、铁质胶结的岩石强度

6、较高，钙质次之，而泥质胶结强度最低。胶结类型①基底胶结②孔隙胶结③接触胶结岩石中存在微结构面矿物解理微裂隙粒间空隙晶格缺陷晶格边界矿物解理矿物的解理就是矿物晶体受应力作用超过弹性限度,沿结晶学方向破裂成光滑的平面的现象.微裂隙白云质灰岩晶间微裂隙粒间空隙粒间空隙晶格晶格边界、晶格缺陷微结构面对岩石工程性质的影响大大降低岩石的强度导致岩石的各向异性增大岩石的变形、改变弹性波速、电阻率和热传导率等在地球由原始太阳星云的部份物质构成后计起，科学家估计大约有四十五亿七千万年之久。1.2.2岩石的地质成因分类岩浆岩——由岩浆冷凝后形成的岩石，

7、按照冷凝时的地质环境的不同，又可分为深成岩、浅成岩和喷出岩。沉积岩——由风化剥蚀作用或火山作用形成的物质，在原地或被外力搬运，在适当条件下沉积下来，经胶结和成岩作用而形成的，其矿物成分主要是粘土矿物，碳酸盐和残余的石英长石等，具层理构造，岩性一般具有明显的各向异性。变质岩——在已有岩石的基础上，经过变质混合作用后形成的岩石。变质岩的性质与变质作用的特点及原岩的性质有关。其岩石力学性质差别很大。岩浆岩（火成岩）是由熔融的岩浆冷凝结晶形成的，而岩浆又是地下的岩石在高温（625～1200℃）下溶化形成的。科学家估计，地心的温度可能有500

8、0℃。大多数热通过对流和传导的方式从地心传到固体的地球外壳。热也能够在岩石圈子下部通过磨擦而产生，俯冲的地壳板块也能产生足够的热和压力熔化岩石，这个事实解释了一些沿大陆板块边缘分布的火山。当地下深处的岩浆喷出地表时，就形成了火山喷发，