第一章岩石性质及其工程分级

1、，第一章岩石的性质及其工程等级，第一节概述，岩石概念：岩石是由一种或多种矿物组成的集合体分类。岩浆岩在块状结构岩石沉积岩中有片状结构变质岩或块状结构岩体。从地壳岩层中切割的小块岩体：是指地下工程周围大范围的自然地质体。由一种或多种岩石组成。表土：盖在地壳上部的第四纪沉淀物(如黄土、粘土、沙子、泥浆、碎石等)统称为表土。基岩：表土以下的固结岩石建造商统称基岩。表示第二块岩石的物理性质，一块岩石的相对密度和密度为1，相对密度为：体积的质量与岩石固体体积的质量之比。固体实体体积：除空心体积外的实际体积。其中：G岩层质量Vc岩石固体体积的密度为2，密度：岩石单位体积的质量称为岩石的密度。岩石的密度分为

2、：(1)干密度：单位体积岩石绝对干燥时的密度：Pc=G/V (2)湿密度岩石的孔间隙N:岩石试件的各种间隙，是孔的体积总和与试件总体积的比较。岩石的孔隙比E:是指岩石试件的各种空隙、孔的体积总和与试件的固体矿物颗粒体积的比例。意义：岩石的孔隙率提高岩体本身的整体减少强度，降低透水性。有气孔提高岩石风化速度，增加岩石的透水性。3.岩石的水力性质，1 .概念：岩石在水的作用下表现出的性质2。分类指标：透水性、吸水性、溶解性、软化性(1)岩石的吸收率岩石的吸收率W是指岩石试件大气压力下吸水质量G与试件干燥质量G的比率。W=g/G，(2)岩石的透水性在一定压力下地下水可以渗入岩石。这种岩石能通过水的性

3、能称为岩石的透水性。(3)岩石的溶解性因水的化学作用而带走岩石的一些组成物质的现象称为岩石的溶解性。溶解作用可以降低岩层的密度，增加空袭度。例如，在一些石灰石矿中，可以看到钟乳石或石笋等溶解沉淀物。(4)岩石的软化性岩石浸水后强度明显降低。一般来说，软化系数是Rw在水饱和岩试件的单向抗压强度Rc在干燥岩石试件的单向抗压强度(5)岩石的膨胀性是软岩表现的特征，是指软岩浸水后体积增大，压力相应增加的性质。(6)岩石的崩塌性是指软岩浸水后发生的解体现象。4、岩石破裂性岩石破碎后的体积大于整体状态。这种性质是指岩石破碎后松散状态的体积V岩石破碎前整体状态的体积，挖掘井巷时，选择机器、装载、运输、提升的

4、设备容器时，应考虑岩石的破碎系数。几茄子普通岩石的膨胀系数，第三岩石的力学特性，1，岩石的变形特性，(1)静态载荷的两个茄子发展阶段的变形：岩石根据外部载荷作用首先是构成岩石的基本微粒之间相对位置的变形，可以说是变形。破坏：当作用负载变大或负载达到特定值并保持不变时，岩石的破坏。外部载荷的分类静态载荷：岩石本身周围的压力是外部载荷的作用特性，例如动态载荷：风钻爆破岩石，打破岩石等脆性：岩石受到载荷后，变形小的话，易碎性称为脆性。，(2)，岩石在静载荷下单向压力的变形特征OA段被解释为岩石裂纹的压缩阶段特性。单向应力增加导致的变形增量值随着应力的增加而逐渐减小。曲线上升为凹形，主要是岩石中中原的

5、裂缝和洞在压力下逐渐闭合，称为裂缝闭合阶段。裂缝不太发达的岩石中，牙齿阶段很小，甚至没有。AB段：压缩变形阶段性质：随着应力的增加，变形基本上按比例增加，曲线的倾斜da/d常数明显AB接近直线，称为直线弹性阶段。在阶段内删除载荷后，岩石的变形可以完全恢复，B点称为屈服点，相应的应力称为屈服应力或弹性极限。BC阶段：屈服变形阶段特性：到达牙齿点时，应力变形曲线从直线过渡到曲线，应力从曲线凹进，曲线斜率逐渐减小。岩石载荷达到屈服点B时，岩石内裂纹扩展加快，应变速度显着增加，最终岩石试件的破坏。c点是岩石抵抗外部载荷的极限能力，牙齿时应力达到极限称为牙齿岩石的单向抗压强度，超过牙齿点后强度会大幅降低

6、。CD阶段：应力变形曲线的软化阶段特征：岩石保持总的继续阻力载荷，直到D点最终破裂。D点后的应力基本上保持不变，应变无限增大，D点保持恒定，这称为剩余强度。例如：CD的存在表明岩石达到极限强度后仍有承载能力。例如，矿山围岩为什么大部分是软破碎的，破碎后对围岩仍有一定的强度。因此，岩石公路爆破后，岩石开始崩塌，停止或采取措施缓解岩石变形，岩石破坏停止保持相当大的承载能力。锚喷支护是根据牙齿原理发明的。(3)，岩石在三向静态载荷压缩条件下变形特征1，岩石的弹性阶段与单向压力条件基本相同。2、岩石在卸载明显的塑性变形后可以变形的弹性变形岩石变形后，分为不可变形的塑性变形3、屈服极限(C)强度峰值(与

7、C点相对应的力)和剩余强度(D)；(D)动态载荷下岩石的变形特性；冲击凿岩机破碎或爆破破碎的岩石；在动态载荷下，岩石变形不是整体均匀变形，质点的运动速度也不是整体一致。由于变形和速度都有传播过程，岩石的动态载荷变形特性与静态载荷变形特征本质上不同。第二，岩石的强度特性，岩石变形将在一定程度上破坏，这给公路维护带来很大困难，因此必须了解岩石的破坏形态和岩石阻力破坏能力。1.岩石的强度：外部载荷时岩石的破坏阻力2，静态载荷下岩石的强度特性(1)，在大多数情况下，岩石表现为脆性变形。换言之，岩石在载荷作用下没有明显的变形或突然的破坏。(2)同一岩石的强度不统一。也就是说，受岩石内部因素的影响，其强度

8、会发生变化。(例如岩石孔风化程度等)，(3)根据力，岩石的极限强度差异显着。徐璐在其他应力状态下，岩石的强度值遵循以下规则：三向等压抗压强度三向等压抗压强度双向抗压强度单向抗压强度单向剪切强度单向弯曲强度单向拉伸强度3，动态载荷下岩石强度特性(1)岩石的强度增加大于载荷速度。(2)岩石的强度值大于静载荷。3、岩石的硬度、可钻性和爆炸性，12.钻孔性和爆炸性用于表示钻孔或爆破岩石的难度。第四节岩石工程等级，1，苏联“保大等级法”苏联科学家普托雅克夫和1926年提出的，其本质是根据岩石的坚固性进行等级划分的方法(即普氏等级法)，我国迄今为止使用了1，普氏等级法的实质。(1)，岩石的坚固性是各方面的

9、表现。易碎岩石用该方法容易破碎(3)，用坚固系数F表示岩石破坏的相对难度，用岩石的单向抗压强度Rc(MPa)除以10(MPa)得出。根据F值的大小(F)对岩石进行分级，评价10级15种、2大岩石坚固性等级法，普氏岩石等级法非常简洁，易于使用。在一定程度上，有反映岩石发掘难度的客观规律。没有反映岩体的特征、岩体的裂隙数、风化程度及含水量对坚固性的影响、定量标准不足等。对于岩石的坚固性，各方面表现出一致的看法，也不适用于少数岩石，例如粘土。例如，黏土容易研究，很难爆破。大卫亚设，北美国电视电视剧，岩石名言(3)，围岩的稳定性主要取决于岩石试件的强度，也取决于岩体的结构和岩石强度，普氏分级法是岩石试件的实验室单向抗压强度，只是理论参考。据此，提出了国内外多种岩石等级分类方法。3，我们煤矿根据岩层特性确定的围岩分类，2，美国：“岩芯质量指标”(R，Q，D)分类，即钻孔时直接从钻头中获得的岩芯总长度，减去破碎岩芯和软弱黏土的长度，然后与钻头的总进展进行比较。RQD=10cm以上的岩芯累积长度/钻孔长度100%将岩石分为质量、良好、良好、不良岩芯质量指标，复习事故问题1，说明岩