岩石性质影响因素

岩体的内在特点——

岩体的矿物成分和结构外部条件——水的影响、作用力的特点、温度、地应力等因素岩石力学性质主要是指岩石的变形特征及岩石的强度。影响岩体力学性质的主要因素岩石力学性质及影响因素

对任何工程现象来说，只有将某些因素影响下的岩石力学性质逐一进行研究，才能认识到哪些是主要影响因素，哪些是次要因素。从而得出某些参数，建立岩石的本构方程和破坏准则，为进一步研究分析提供一定模式与依据。要研究这些复杂因素对岩石力学性质的影响，只能在实验室内严格控制某些因素的情况下进行。然后将所得结果应用到实践中去验证，修正，直到与实际相符。

1.对于颗粒间联结很强的岩石，矿物本身强度的高低并不起主要作用；如果岩石的粒间联结较弱，矿物成分对岩石强度有影响；矿物成分的影响通过大量试验资料，总结出下列规律：例如：虽然黑色矿物的强度较浅色矿物的强度为低，但新鲜的基性和超基性岩石（黑色矿物含量高）比酸性岩石的强度高。黑色矿物——橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等浅色矿物——基性斜长石、酸性斜长石、钾长石、石英等2.碎屑沉积岩胶结物的成分对其强度的影响（硅质—铁质—钙质—泥质）3.粘土矿物的种类和含量对岩石强度，尤其是对岩体中结构面填充物强度有极大影响。联结性质胶结物成分胶结类型联结程度联结质量——吸引力的大小，主要取决于相邻质点的距离和吸引力的特性联结数量——联结面积的大小，颗粒大小，形状，胶结类型。例如细粒岩石的力学性能总是高于由粗粒组成的风化程度相同的同类岩石结构的影响颗粒间的牢固联结是岩石的一种重要结构特征。从工程地质观点，岩石颗粒间的联结特征包括——岩石力学性质围压温度孔隙流体时间弹性变形：岩石在外力作用下发生变形，当外力解除后，又完全恢复到变形前的状态，该变形称为弹性变形。特点：应力和应变成正比，符合虎克定律。 σ=Ee E—弹性模量/杨氏模量塑性变形：随着外力继续增加，变形继续增大，当应力超过岩石的弹性极限后，再将应力撤去，变形岩石已不能完全恢复原来的形状，保留一定的永久变形，该变形称为塑性变形。岩石变形的应力－应变曲线1.围压增大围压的效应有两方面：增大了岩石极限强度；增大了岩石的韧性。

岩石在地下一般处于三向应力状态，为了模拟这种状态下的力学性质，一般在室内进行岩石三轴应力实验三轴应力实验可分为常规三轴应力实验（σ1≠σ2=σ3）及真三轴应力实验（σ1≠σ2≠σ3)两种，目前大多数三轴应力实验实验属于常规三轴应力实验。常规三轴应力实验，通常将一定尺寸圆柱形岩心试件用橡皮套或金属箔包好，放置在三轴压力机的高压釜内，四周通过液体或气体加载，(这个力就是σ3

用来模拟围压)由活塞施加轴向载荷进行实验。采用差应力σ1-

σ3为直角坐标系的纵轴，以轴向应力ε为横轴，绘制出应力一应变曲线。2.温度温度是影响岩石力学性质和流变强度的重要因素。温度的升高使岩石的韧性增大，屈服强度降低；温度升高和围压增加，导致岩石从脆性向韧性过渡，孕育着发震层；3.流体（fluid）孔隙流体对岩石力学性质影响表现为两个方面：物理方面影响和化学方面影响。当岩石中流体含量增加时，岩石强度降低。流体促使矿物在应力作用下的溶解和重结晶，从而促使塑性变形；产生孔隙流体压力效应：地壳中流体孔隙压力（静水压力）大约为静岩压力的40％。在变形过程中孔隙压力（Pp）的作用会抵消围压（Pc）的作用，对变形实际起作用时有效围压（Pe）Pe=Pc-Pp（课本第35页表1—10）有效压力（Pe）降低，使岩石易于破裂，强度降低。4.时间与实验室岩石力学研究不同，地质条件的岩石变形时间很长，一个造山带变形要经历几百万年才完成。应变速率的影响（έ=ε/t）έ降低，材料强度降低，向韧性方向转变陨石的碰撞或地震是快速έ阿尔卑斯山变形速率10-12/s-10-14/s左右时间对岩石蠕变和松