岩石力学与工程岩石物理力学性质ppt课件.ppt

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1、2021/7/2112岩石物理力学性质2.1岩石的基本构成和地质分类（1）岩石的地质分类1.火成岩主要由高温熔融的岩浆侵入壳或喷出地表冷凝形成的岩石，亦称岩浆岩。2.沉积岩主要由母岩风化剥蚀的产物、火山碎屑物质、生物遗骸等经过搬运、沉积、固结形成的岩石。13.变质岩先以存在的火成岩、沉积岩或变质岩受物理和化学条件变化的影响改变其结构、构造和矿物成分而形成的新的岩石。（2）基本构成岩石的基本构成是由组成岩石的矿物质成分和结构两大方面来决定的。2021/7/21222021/7/213（1）岩石的主要矿物质成分1）火成岩的矿物成分组成火成岩常见的矿物有：长石、石英、云母、角闪

2、石、辉石、橄榄石、霞石、白榴石、磁铁矿、磷灰石等十余种，这些矿物约占火成岩总质量的99%，是火成岩的造矿物（其中：长石占60%以上，其次是石英）。2）沉积岩的矿物成分沉积岩中已发现的矿物有160余种，主要矿物约20种，如石英类、长石类、云母类、粘土矿物、碳酸盐矿物、硫酸盐矿物以及Fe、Mn、Al的氧化物和氢氧化物。一般沉积岩仅含5～6种矿物，多数仅含1～3种。32021/7/2143）变质岩的矿物成分变质岩的矿物成分一方面对原岩有较大的继承性，另一方面受到变质作用类型和强度的影响，一些矿物是经变质作用后新生成的矿物。如：蛇纹石、滑石、软玉、硬玉等。（2）沉积岩的矿物成分与

3、火成岩的区别1）在沉积岩中几乎看不到火成岩中大量出现的橄榄石、辉石、角闪石等铁镁矿物和基性斜长石，而粘土矿物、氧化物矿物、氢氧化物矿物和碳酸盐矿物大量出现；2）火成岩中长石多于石英，而沉积岩中石英多于长石，而且长石中是以钾长石为主，酸性斜长石次之，其它种类长石罕见。42021/7/215（3）矿物组成对岩石的物理力学性质影响1）在许多岩浆岩中，其强度随暗色矿物的增加而增加；2）在沉积岩中，砂岩的强度常随石英相对含量的增加而增大，石灰岩的强度常随其硅质混合物含量的增加而增大，随粘土质矿物含量的增加而降低；3）在变质岩中，任何片状的硅酸盐类矿物、盐岩矿物将使岩石强度降低；4）

4、易溶和粘土矿物在水的作用下容易被溶蚀，使岩石的孔隙度增大，结构变松，强度降低。5）一些矿物由于其物态变化，使其体积发生膨胀和软化，使岩石强度降低。52021/7/216（4）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微结构面（即内部缺陷）。其中，以结构连结和岩石中的微结构面对岩石工程性质影响最大。62021/7/2172.2岩石的物理性质岩石的物理性质是指由岩石固有的物质组成和结构特征所决定的比重、容重、孔隙率等基本属性。2.2.1岩石的容重（1）概念岩石的容重：也叫岩石的重力密度，即岩石单位体积（包

5、括岩石内部孔隙体积）的重量。（2）表达式（2-1）式中γ—岩石容重（kN/m3）；W—被测岩样的重量（kN）；V—被测岩样的体积（m3）。7（3）容重的分类根据岩石的含水状态，将容重又可分为：天然容重、干容重和饱和容重。1.天然容重：是指岩石在自然条件下，单位体积的重量。2.干容重：是指试件在105℃～110℃温度下烘干24小时的试验条件下，岩石孔隙中的液体全部被蒸发，试件中仅有固体和气体时,单位体积的重量。3.饱和容重：是指试件在浸水48h或抽真空法，使岩石中的孔隙都被水充填时，单位体积的重量。（4）测定的试验方法测定岩石的容重可根据岩石的性质和岩样形态采用：量积法、水

6、中称量法或蜡封法等。2021/7/21881.量积法适用条件：凡能制备成规则试样的岩石均宜采用量积法测定其容重。试验方法：首先测定规则试样的平均断面积A，平均高度h以及试样的重量G，代入2-2式即得其容重。若试样重量是自然状态的重量时，即为岩石的天然容重；若试样重量是在105℃～110℃温度下烘干24小时后的重量时，则为该岩石的干容重；若是采用48h浸水法或抽真空法使岩石试件饱和的重量时，则为该岩石的饱和容重。2021/7/219（2-2）92.水中称量法适用条件：对于规则或不规则形状的岩样进行测量时都可采用此方法，但对于孔隙率非常发育、遇水崩解、溶解及干缩湿脹的岩石或岩

7、石干容重时不能采用此方法。试验方法：首先称量规则或不规则的岩样在浸入纯水前的重量W，然后再测出岩样在纯水中的重量,根据阿基米德原理可得出岩样的体积（V），就可根据（2-3）式得出该试样的天然容重（γ）或饱和容重。2021/7/2110（2-3）103.蜡封法适用条件：本方法适用于不能用量积法或水中称量法测定其容重的岩石，它既可测出该岩石的干容重也可测出其天然容重。试验方法：首先选取有代表性岩样在105℃～110℃温度下烘干24小时，取出，系上细线，称岩样重量，持细线将岩样缓慢浸入刚过熔点的蜡溶液中，浸后立即取出，检查试样周围的