井巷工程课件2岩石性质及其工程分级PPT文件格式下载.ppt
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计算公式为：
式中：
d岩石的相对密度（无量纲量）;
G绝对干燥时体积为VC的岩石质量，g；
VC岩石固体实体积，cm3；
W水的密度，gcm3。
一、岩石的相对密度、密度一、岩石的相对密度、密度2022/11/48第页资环学院资环学院王王猛猛13841875800138418758002密度密度岩石单位体积（包括岩石内孔隙体积）的质量，称为岩石的密度，亦称质量密度。
两种：
干密度干密度和湿密度湿密度。
前者是单位体积岩石绝对干燥后的质量，后者是天然含水或饱水状态下的密度。
C岩石的干密度，gcm3；
岩石的湿密度，gcm3；
G岩石试件烘干后的质量，g；
G1岩石试件的质量（天然含水或饱水），g；
V岩石试件的体积，cm3。
3重度重度（重力密度重力密度）单位体积岩石质量所受的重力。
=g式中：
岩石的重度，Nm3；
岩石密度，kgm3；
g重力加速度，9.8ms2。
2022/11/49第页资环学院资环学院王王猛猛1384187580013841875800二、岩石的孔隙性二、岩石的孔隙性岩石的孔隙性是指岩石的孔隙和裂隙的发育程度，它通常用孔隙度孔隙度n和孔隙比孔隙比e来表示。
孔隙度孔隙度是指岩石试件内各种裂隙、孔隙的体积总和与试件总体积V之比（常以百分数表示），孔隙比孔隙比是岩石试件内各种裂隙、孔隙的体积总和与试件内固体矿物颗粒体积Vc之比。
2022/11/410第页资环学院资环学院王王猛猛1384187580013841875800三、岩石的水理性质三、岩石的水理性质1岩石吸水率：
W是指岩石试件在标准大气压下吸入水的质量与试件烘干后质量G之比值。
表1-1为岩石密度、孔隙比及吸水率的指标。
影响吸水率的因素：
岩石所含孔隙，裂隙的数量、大小、开闭程度及其分布情况有关；
试验条件，试验表明，整体岩石试件的吸水率要比同一岩石的碎块试样吸水率小，随着吸水水时间的增加，吸水率也会有所增大。
吸水率对岩石力学性质有影响。
2022/11/411第页资环学院资环学院王王猛猛1384187580013841875800三、岩石的水理性质三、岩石的水理性质2022/11/412第页资环学院资环学院王王猛猛13841875800138418758002岩石的透水性地下水存在于岩石的孔隙和裂隙之中，而且大多数岩石的孔隙和裂隙是相互贯通的，因而，在一定水压作用下，地下水可在岩石中渗透，这种岩石能被水透过的性质，称为岩石的透水性。
Q渗水量;
A渗透面积；
I水力坡度;
K-渗透系数影响因素：
地下水压力、岩体应力状态、孔隙发育程度、连通程度等。
表1-2为岩石渗透系数2022/11/413第页资环学院资环学院王王猛猛1384187580013841875800三、岩石的水理性质2022/11/414第页资环学院资环学院王王猛猛13841875800138418758003岩石的溶蚀性由于水的化学作用而把岩石中某些组成物质带走的现象称为岩石的溶湿性。
导致岩石致密程度降低，孔隙度增大，强度降低,贵州761矿巷道中的钟乳石、石笋。
4岩石的软化性岩石浸水饱和后强度降低的性质，称为软化性，用软化系数（c）表示。
c定义为岩石试件的饱和抗压强度（Rcw）与干抗压强度（Rc）的比值，即2022/11/415第页资环学院资环学院王王猛猛13841875800138418758005岩石的膨胀性和崩解性。
膨胀性：
软岩浸水后体积增大和响应的引起压力增大的性质，用膨胀应力和膨胀率来表示。
膨胀应力：
岩石与水进行物理化学反应后，随时间变化会产生体积增大的现象，这时，使试件体积保持不变所需要的压力称膨胀应力。
膨胀率：
岩石与水进行物理化学反应增大后的体积与原体积的比率。
崩解性：
软岩浸水后发生解体的性质。
用耐崩解指数表示：
岩石试件在承受干燥和湿润两个标准循环后，岩样对软化和崩解表现出来的抵抗力。
用耐崩解仪测定。
2022/11/416第页资环学院资环学院王王猛猛1384187580013841875800四、岩石的碎胀性四、岩石的碎胀性岩石的碎胀性岩石破碎后因岩块间空隙增多而总体积增大的性质称为碎胀性。
碎胀程度的大小可用碎胀系数表示。
K岩石的碎胀系数；
V1岩石破碎膨胀后的体积；
V岩石处于整体状态下的体积。
表1-4为常见岩石碎胀系数。
2022/11/417第页资环学院资环学院王王猛猛1384187580013841875800第三节第三节岩石的力学性质岩石的力学性质一、岩石的变形特征二、岩石的强度特征三、岩石的硬度四、岩石的可钻性和可爆性2022/11/418第页资环学院资环学院王王猛猛1384187580013841875800静载荷下岩石的变形特征（单向压缩）第三节第三节岩石的力学性质岩石的力学性质一、岩石的变形特征岩石在三向静荷载压缩条件下的变形特征动压条件下岩石的变形特征2022/11/419第页资环学院资环学院王王猛猛1384187580013841875800静载荷下岩石的变形特征（单向压缩）一、岩石的变形特征一、岩石的变形特征应力应变曲线体积应变,三种破坏形式2022/11/420第页资环学院资环学院王王猛猛1384187580013841875800应力应变曲线应力应变曲线IOA阶段裂隙压密闭合阶段AB阶段线弹性阶段BC段破裂发展阶段一CD，软化阶段2022/11/421第页资环学院资环学院王王猛猛1384187580013841875800体积应变,岩石的体积改变量V与原体积V的比值,也称体积改变率。
一般岩石具有在弹性阶段体积变小和塑性阶段体积增大的特点、转折点在附近。
岩石在塑性阶段体积增大的性质称为扩容现象,对于研究巷道变形和围岩对支护造成的压力等问题有重要意义。
2022/11/422第页资环学院资环学院王王猛猛1384187580013841875800三种破坏形式脆性破坏：
永久变形或全变形小于3%者为脆性破坏。
具有这种特性的岩石称为脆性岩石；
塑性破坏：
永久变形或全变形大于5%者塑性破坏。
具有这种特性的岩石称为塑性岩石；
过度状态：
永久变形或全变形在3%到5%之间。
2022/11/423第页资环学院资环学院王王猛猛1384187580013841875800
（二）岩石在三向静荷载压缩条件下的变形特征
（二）岩石在三向静荷载压缩条件下的变形特征真三轴试验123常规三轴试验12=32022/11/424第页资环学院资环学院王王猛猛1384187580013841875800特点：
弹性段与单轴压缩基本相同；
岩石表现出明显的塑性变形；
屈服极限，强度峰值、残余强度与围压大小成正比；
大部分岩石在一定临界围压下出现屈服平台，呈塑性流动现象；
达到临界围压后，继续提高围压，不在出现峰值，应力应变出现单调增长趋势。
2022/11/425第页资环学院资环学院王王猛猛1384187580013841875800（三）动压条件下岩石的变形特征（三）动压条件下岩石的变形特征动荷载的特点岩石在动荷载作用下的变形特征波的反射和投射2022/11/426第页资环学院资环学院王王猛猛1384187580013841875800动荷载的特点2022/11/427第页资环学院资环学院王王猛猛1384187580013841875800L质点扰动位移，CP质点扰动的传播速度（波速），t波的传播时间，CPt在t时间内变形范围。
F岩石在动荷载作用下的变形特征岩石在动荷载作用下的变形特征L2022/11/428第页资环学院资环学院王王猛猛1384187580013841875800表面波（勒夫波）：
沿介质边界传播c；
体积波：
在介质内部传播，分为横波和纵波横波：
介质振动方向和波的传播方向垂直，产生剪切变形b；
纵波：
质点振动方向和波的传播方向一致，产生压缩、拉伸变形a；
瑞利波：
质点运动轨迹为椭圆的波，为地震波的主要形式d波的反射和投射2022/11/429第页资环学院资环学院王王猛猛1384187580013841875800为介质密度；
区段截面积；
CP为波阻抗。
介质密度和波速的乘积，表征介质对于应力波的阻尼作用。
当1CP1=2CP2时，r=0，t=i，不产生波的反射。
当2CP21CP1时，r0，t0，说明交界面上既有透射波、又有反射波。
当2CP2=0或2CP21CP1时，即当应力波到达的交界面为自由面时，r=-i，t=0，叠加结果是交界面的应力值为零。
当2CP2三向不等压抗压强度双向抗压强度单向抗压强度单向抗剪强度单向抗弯强度单向抗拉强度。
单向抗压强度RC、单向抗剪强度、单向抗拉强度Rt之间有下列关系：
；
二、岩石的强度特征二、岩石的强度特征1岩石在静荷载作用下的强度2022/11/431第页资环学院资环学院王王猛猛13841875800138418758002动荷载作用下的强度2022/11/432第页资环学院资环学院王王猛猛1384187580013841875800三、岩石的硬度三、岩石的硬度岩石的硬度是岩石抵抗其他较硬物体侵入的能力。
1静压入硬度：
2回弹高度以重物落于岩石表面后的回弹高度来表示。
岩石越硬，回弹高度越大。
常用肖氏硬度计和施米特锤来测定。
施米特锤用来测定混凝土硬度，我国生产的施米特锤叫回弹仪。
岩石的硬度是岩石抵抗其他较硬物体侵入的能力。
硬度与强度又有区别。
h2022/11/433第页资环学院资环学院王王猛猛1384187580013841875800四、岩石的可钻性和可爆性四、岩石的可钻性和可爆性1凿碎比功：
即破碎单位体积岩石所作的功现以a表示,单位为J厘米3。
2钎刃磨钝宽：
即岩石的磨蚀性，量出钎刃两端向内4处的磨钝宽度，以b表示，单位为。
目前，使用便携式岩石凿测器，测定岩石的凿碎比能和凿480次后钎刃磨钝的宽度凿测器图1-钎头；
2-承
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