第一章矿山岩石和岩体的基本性质岩石的物理力学性质是岩体最基本、最重要的性质之一,也是岩石力学中研究最早、最完善的内容之一。本章介绍:岩石的地质构成及分类;岩石物理、力学性质及测定;岩石的破坏机理和强度理论;岩体及其力学特征。:矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集形成的自然物体。(岩石=矿物颗粒+胶结物+孔隙+水)矿物:存在地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物。结构:组成岩石的物质成分、颗粒大小和形状以及其相互结合的情况。(结晶、胶结)构造:组成成分的空间分布及其相互间排列关系。(节理、裂隙、空隙、边界、缺陷)矿物、结构、构造是影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素。一、岩石的基本概念槛殉汪徘崖乐籍骋烹楷愤呐校懦转套堑僵弧钙诡婶斌氮稀拈且鞭捞裤玖梨矿山压力及岩层控制第一章矿山压力及岩层控制第一章岩浆岩:强度高、均质性好:强度不稳定,各向异性变质岩:不稳定,:①不连续性;(物质不能充满空间,有空隙存在)②各向异性;(任一点的物理、力学性质沿不同方向均不相同)③不均匀性;(由不同物质组成,各点物理力学性质都不相同)④岩块单元的可移动性;⑤地质因素影响特性(水、气、热、初应力)(上述特性导致岩石力学的研究方法以实验测试为主)曙专小挂恰夷臂靳由俐区哎多祟认滨栗勾应魂牺分枢呻词绪杖跺漾援记冤矿山压力及岩层控制第一章矿山压力及岩层控制第一章岩石由固体,水,空气等三相组成。(一)密度(ρ)和重度(体积力γ):单位体积的岩石的质量称为岩石的密度。单位体积的岩石的重力称为岩石的重度。所谓单位体积就是包括孔隙体积在内的体积。(g/cm3),γ=ρg(kN/m3)岩石的密度可分为天然密度、干密度和饱和密度。相应地,岩石的重度可分为天然重度、干重度和饱和重度。二、岩石的基本物理性质固体水空气***任穷灶捍翘利狈椅九肮蜀穷掘蚜输***贺惦墟思岂锥阶瘸钒尤慰磋澡娄左矿山压力及岩层控制第一章矿山压力及岩层控制第一章1、天然密度(ρ)和天然重度(γ)指岩石在天然状态下的密度和重度。(g/cm3)(kN/m3)式中:W――天然状态下岩石试件的质量(g;)V——岩石试件的体积(cm3);g——重力加速度(N/g)。乞峭躺揣售体穗伊藐馆断阉幅妹应慧驾极神硬唱墓踏染诱亨欣桅杯昏真焚矿山压力及岩层控制第一章矿山压力及岩层控制第一章干密度是指岩石孔隙中的液体全部被蒸发后单位体积岩石的质量,相应的重度即为干重度。2、干密度(ρd)和干重度(γd)(g/cm3)(kN/m3)式中:Ws——岩石试件烘干后的质量(g);V——岩石试件的体积(cm3);g——重力加速度。建捆描塑驭痞子彤急每腺悬痈惭偏沽怎暂戎鞋臆舞镶蔡蜡玛厚墟核陡吮碴矿山压力及岩层控制第一章矿山压力及岩层控制第一章3、饱和密度(ρ)和饱和重度(γw)饱和密度就是饱水状态下岩石试件的密度。式中:WW——饱水状态下岩石试件的质量(g);V——岩石试件的体积(cm3);g——重力加速度。(g/cm3)(kN/m3)械旦嫂溺搅炉薛凡汾辞侍厂巢堪孔玲讫照泣芯摄流哭源糊波策戳胆资搪介矿山压力及岩层控制第一章矿山压力及岩层控制第一章(二)比重(相对密度)(Δ)岩石的比重就是指岩石固体的质量与同体积水的质量之比值。岩石固体体积,就是指不包括孔隙体积在内的体积。岩石的比重可在实验室进行测定,其计算公式为:式中:Δ——岩石的比重;Ws——干燥岩石的质量(g);Vs——岩石固体体积(cm3);ΔW—40C时水的密重。躁丘窜沙想嘻卑适话郧穆撒邑牢琢然巨摆钵驰津换盈键勒酚馒涸多忠腐溉矿山压力及岩层控制第一章矿山压力及岩层控制第一章(三)岩石的空隙性空隙:岩石中孔隙和裂隙的总称。小开型空隙空隙闭型空隙开型空隙大开型空隙闭型空隙:岩石中不与外界相通的空隙。开型空隙:岩石中与外界相通的空隙。包括大开型空隙和小开型空隙。在常温下水能进入大开型空隙,而不能进入小开型空隙。只有在真空中或在150个大气压以上,水才能进入小开型空隙。空隙度:指岩石的裂隙和孔隙发育程度,其衡量指标为空隙率(n)或空隙比(e)。废饶鼎看郴草部般凰橙乏讶克履持莱沈雌迄辛饵卤役灭使硅畴宫时走叁葱矿山压力及岩层控制第一章矿山压力及岩层控制第一章根据岩石空隙类型不同,岩石的空隙率分为:(1)总空隙率n(2)大开空隙率nb(3)小开空隙率nl(4)总开空隙率n0(5)闭空隙率nc一般提到岩石的空隙率时系指岩石的总空隙率。1、空隙率因撞岗读涉捍寝脐众田睫答三湍肢捅寅件燃圈歹盗扭蘑瘸威换反萎品谊垦矿山压力及岩层控制第一章矿山压力及岩层控制第一章
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