岩石性质及其分类课件.ppt

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1、第一章岩石性质及其分类主要内容1.1岩石的物理性质1.2岩石的力学性质1.3岩石的分级1岩石的孔隙度ηη为岩石中孔隙总体积V0与岩石的总体积V之比，用百分率表示。第一节　岩石的物理性质密度ρ:不包括孔隙在内的岩石密度。(g/cm3)容重γ:包括孔隙在内的岩石单位体积重量，也称岩石的体重。(t/m3)2密度ρ和容重γ岩石的孔隙度、密度、容重主要影响岩石的抛掷、堆积和装运。几种岩石孔隙度、密度、容重见表1-1。表1-1几种岩石的孔隙度、密度、容重岩石名称孔隙度（%）密度（g/cm）容重（t/m3）花

2、岗岩玄武岩辉绿岩石灰岩白云岩砂岩页岩板岩片麻岩大理岩石英岩粘土砂子0.5~1.50.1~0.20.6~1.25.0~201.0~5.05.0~2510~300.5~1.50.5~2.00.1~0.84530~502.6~2.72.8~3.02.85~3.02.71~2.852.5~2.62.58~2.692.2~2.42.3~2.72.9~3.02.6~2.72.65~2.91.6~2.11.5~1.72.56~2.672.75~2.902.8~2.92.46~2.652.3~2.42.47~2

3、.562.0~2.32.1~2.572.65~2.852.52.54~2.851.6~2.01.4~1.63碎胀性碎胀性是指岩石破碎后，总体积增加的性质。表征岩石的碎胀性用碎胀系数K表示，碎胀系数也称为松散系数。碎胀系数k也称为松散系数，一般为k=1.3~1.6，在挤压爆破和深孔天井掘进中，k值非常重要。表1-2 几种岩石的碎胀系数岩石名称砂、砾石砂质粘土中硬岩石坚硬岩石碎胀系数k1.05~1.201.20~1.251.30~1.501.50~2.504、岩石的波阻抗ρc为波阻抗，表示岩石对应力

4、波传播的阻尼作用，一般ρc越大，凿爆越困难；岩石结构致密，坚硬，强度大，无大的地质构造弱面，则ρc大，日本关于岩石的分级多采用ρc指标（见表1-3）视频1表1-3几种材料的波阻抗材料名称密度(g/cm3)纵波速度(m/s)波阻抗(kg/cm2.s)钢铜花岗岩玄武岩辉绿岩辉长岩石灰岩白云岩砂岩板岩石英岩7.88.4~8.92.6~3.02.7~2.862.85~3.052.9~3.12.3~2.82.3~2.82.1~2.92.3~2.72.65~2.9513036704000~68004500~

5、70004700~75005600~63003200~55005200~67003000~46002500~60005000~650040003170800~19001400~20001800~23001600~1950700~19001200~1900600~1300575~16201100~19001变形特征变形特征—研究动、静载荷作用下应力和应变的关系1）应力与应变静载—载荷不随时间变化或随时间变化不大。岩石应力应变曲线见图1。图1静载变形特性曲线第二节　岩石的力学性质①脆性—岩石没有产生

6、显著的永久变形就开始破坏的性质，一般岩石呈脆性破坏。②塑性—与脆性相反，在破坏前有较明显的永久变形，如泥页岩，高岭土矿，巷道底鼓。③弹性—在弹性变形范围内，当外载去掉后，岩石恢复原形的性质。岩石在弹性极限内呈弹性，岩石可用与材料力学中各弹性常数一样表示。视频1视频2视频32）岩石动载变形特性（1）动载的特点①动载荷随时间而变化P=f(t)；冲击载荷就是一种动载荷，凿岩中活塞与钎尾、钎头与岩石爆破中的起爆、传爆、爆轰波，应力波对岩石的作用都是冲击载荷。图1-2冲击载荷与时间的关系②岩石变形不均匀，

7、质点运动速度不一致即岩石中各质点不是以一致速度运动，岩石不是均匀地变形，这是与静载作用根本区别所在。如图1-3。图1-3钎杆中应变波传播情况运动与变形首先开始于受冲击的端面，端面处质点受到扰动后，产生变形和应力，由于质点间的弹性联系，变形和应力以速度c传播，在时间t内，变形范围为ct.2岩石的强度特征（1）岩石的强度特征的定义岩石的强度特征是指岩石能承受一定外力的作用而不破坏的性能，它是以岩石恰在破坏时应力大小来表示的。分动、静载强度。表1-4几种岩石的动、静强度表岩石种类应力波的平均传播速度（

8、m/s）抗压强度（MPa）抗拉强度（MPa）加载速度(Mpa/s)载荷持续时间（ms）静态动态静态动态大理石和泉砂岩多湖砂岩群马砂岩辉绿岩石英-闪长岩4500~60003700~43001800~35004100~57005300~60003700~590090~110100~14015~25200~240320~350240~330120~200120~20020~50350~500700~800300~4005~98~92~316~2322~3211~1920~4050~7010~2020~