岩石力学讲义(岩石的物理性质)课件.ppt

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1、本次课的课程提纲一、岩石的组构特征二、岩石中的结构面（软弱面）三、岩石的四个性质四、岩石的物理五、岩石的水理性能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二、岩石的组构特征物质组成对力学性质的影响一般硅酸盐矿物有石英、长石、角闪石、辉石、橄榄石（粒状）及云母和粘土矿物（片状）等含硬度大的粒状矿物愈多，岩石强度高－花岗岩、闪长岩、玄武岩含硬度小的片状矿物愈多，岩石强度愈低－粘土岩、泥岩碳酸盐类矿物主要包括石灰岩和白云岩类，岩石的物理力学性质取决于岩石

2、中的CaCO3及酸不溶物的含量CaCO3含量愈高，如纯灰岩、白云岩强度高泥质含量高的，如泥质灰岩、泥灰岩等力学性质差物质组成对力学性质的影响碎屑岩的力学性质与胶结物成分的关系：强度上：硅质>铁质>钙质>泥质物质组成对力学性质的影响泥页岩的粘土矿物组成蒙脱石伊利石绿泥石高岭石伊蒙混层粘土矿物力学性质蒙脱石含量高→软，易变形，易水化伊利石含量高→硬脆，不易变形，不易水化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二、岩石的组构特征颗粒形状

3、强度：粒状、柱状>片状>鳞状颗粒大小强度：粗粒<细粒排列形式强度：等粒>不等粒2岩石的结构微结构面：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二、岩石的组构特征2岩石的结构结晶连结：矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起，它是通过共用原子或离子使不同晶粒紧密接触－岩浆岩、变质岩、沉积岩中的碳酸岩胶结连结：矿物颗粒通过胶结物连结在一起－碎屑岩二、岩石的组构特征二、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重，这种情况下胶结程

4、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：A）基底型B）间隙型C）接触型D）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：片理构造二、岩石的组构特征三、岩石中的结构面（软弱面）结构面就是岩石内具有一定方向性

5、、延展性较大、厚度较小的两维面状地质界面，包括物质的异面和不连续面（如层理、断裂面等）结构面的成因类型结构面的规模与分级结构面特征及其对岩石性质的影响一）结构面的成因类型地质成因类型原生结构面构造结构面次生结构面力学成因类型张性结构面剪性结构面结构面的地质成因类型原生结构面：在岩石形成过程中形成的软弱面岩浆岩的流动构造面、冷缩形成的原生裂隙面、侵入体与围岩的接触面；沉积岩体内的层理面、不整合面；变质岩体内的片理面，以及片麻构造面等。在原生结构面中，除了原生裂隙，以及由于受构造运动和风化作用的影响，已经脱开的软弱面外，多具有一定的连结力和较高

6、的强度。结构面的地质成因类型构造结构面：岩石形成后的构造运动过程中产生的各种破裂面断裂面、层间错动面构造作用形成的软弱夹层，以及构造裂隙面等这类软弱面除了已经胶合者以外，绝大部分都是脱开的规模较大的，多充填有厚度不等、类型和连续程度不同的充填物，其中大部分已泥化，或者已变成了软弱夹层就一般情况而言，除了部分构造裂隙以外，大部分构造软弱面的特性都很坏，强度多接近于岩体的剩余强度，往往导致复杂。结构面的地质成因类型次生结构面：岩体在外力作用下产生的软弱面如风化裂隙面、卸荷裂隙面等。风化裂隙面发育深度不大，方向紊乱，连续性很低。但可降低岩体的强度

7、和变形模量。卸荷裂隙是由于卸荷作用引起岩体在垂直于卸荷自由面方向发生伸长而形成。卸荷裂隙面基本上平行于岩体卸荷自由面。一般来说，次生结构面主要影响地面附近岩体的稳定性。结构面的力学成因类型这里所说的结构面是指岩体中的破裂面而言所谓软弱面的力学成因类型，是指按照形成破裂面的破坏应力的不同，所划分的破裂面的类型。根据野外观察到的事实、大量岩体力学试验的结果以及莫尔库伦破坏理论的分析，认为岩体的破坏只有剪切破坏和拉断破坏两种类型。破裂面的力学成因，应划分为剪性和张性两大类别。结构面的力学成因类型张性破裂面：是由张力形成的，在破坏过程中，破坏面两侧

8、岩体仅沿破裂面法向发生分离位移。张性破裂面，一般张开度大，连续性差，形态多不规则，多呈折线或锯凿状。断面凹凸不平，粗糙度大，破碎带宽度变化大，且易被岩脉、矿脉充填，有时并有岩浆沿