第一章 岩石性质VIP专享VIP免费

第一章岩石的性质与分级第一章岩石的性质与分级第一节岩石的物理性质第三节岩石分级和围岩分类第二节岩石的力学变形和强度特性第四节井巷地压理论2131．岩石2．地下水3．瓦斯岩石按其生成原因不同，可分为岩浆岩，沉积岩和变质岩等三大类。沉积岩是由沉积物经过压紧、胶结等作用而形成的岩石，是一种经过一系列地质作用的产物。随着地壳不断地沉降，沉积物由下而上，逐层逐层地堆积起来而不断增厚，经过压实、脱水、脱结等固结成岩作用，松散的沉积物就形成了坚硬的沉积岩。指粒径大于2mm的岩石碎屑胶结而成的碎屑结构类型，如砾岩；指粒径变化在2～0.05mm之间的碎屑结构类型，如砂岩；指粒径变化在0.05～0.005mm之间的碎屑结构类型，如粉砂岩、页岩等；指粒径小于0.005mm的碎屑结构类型，如泥岩、粘土岩等。1）岩石的结构岩石的构造是指岩石中矿物颗粒集合体之间，以及它与其他组成部分之间的排列方式和充填方式。岩石的颗粒互相严密地紧贴在一起，没有固定的排列方向岩石颗粒彼此相接并不严密，颗粒之间有许多小空隙(微孔)岩石颗粒互相交替，表现出层次叠置现象(层理)2）岩石的构造岩石的密度是指在绝对密实状态下，单位体积内岩石的质量。Vm岩石的表观密度是指在自然状态下，单位体积内岩石的质量。00Vm表1-1煤矿中常见岩石的密度和表观密度岩石名称空隙比板岩0.001～0.0101石灰岩0.053～0.25砂岩0.031～0.429页岩0.111～0.538岩石的空隙比是指岩石中各种孔隙、裂隙体积占岩石内固体部分实体总体积的百分比。它反映岩石中孔隙和裂隙的发育程度，用p来表示。%100)1(%100)1(%1000000VVVVV表1-2煤矿中常见岩石的空隙比岩石名称密度（g/cm3）表观密度（㎏/m3）砂岩2.6～2.752000～2600页岩2.57～2.772000～2400石灰岩2.48～2.852200～2600煤1200～1400岩石的碎胀性是指岩石破碎以后的体积将比整体状态下的体积增大的性质。两种状态下的体积比称为碎胀系数，用α来表示，按下式计算：0"VV——岩石的碎胀系数；V″——岩石破碎膨胀后的堆积体积（m3）表1-3煤矿中常见岩石的碎胀系数岩石名称碎胀系数残余碎胀系数砂1.06～1.151.01～1.03粘土＜1.201.03～1.07碎煤＜1.201.05泥质页岩1.401.10砂质页岩1.60～1.801.10～1.15硬砂岩1.50～1.8021岩石的水胀性是指软岩遇水而膨胀的性质。常以试件浸入水中后，厚度膨胀量与原始厚度之比作为水胀性指标。岩石的水解性是指软岩遇水崩解、破裂的性质。岩石的软化性是指岩石浸水后的强度明显降低的特征，用软化系数来表示。即吸水饱和状态下岩石试件的单向抗压强度与干燥岩石试件单向抗压强度的比值表示水分对岩石强度的影响程度。gbRffK岩石浸水后的软化程度，与岩石中亲水性矿物和易溶性矿物的含量、空隙发育情况、水的化学成分以及岩石浸水时间的长短等因素有关，亲水矿物和易溶矿物含量愈多，开口空隙愈发育，岩石浸水时间愈长，则岩石浸水后强度降低程度愈大。表1-4煤矿中常见岩石的软化系数岩石名称干试件抗压强度(Mpa)水饱和试件抗压强度(Mpa)软化系数粘土岩20.7～59.02.4～31.80.08～0.87页岩57.0～136.013.7～75.10.24～0.55砂岩17.5～250.85.7～245.50.44～0.97石灰岩13.4～206.77.8～189.20.58～0.94是指岩石表面抵抗其他较硬物体压入或刻划的能力。指岩石表面抵抗磨损的能力。AmmN21N——岩石的磨损率（g/㎝2）；m1——岩石磨损前的质量（g）；m2——岩石磨损后的质量（g）；A——岩石试件受磨面积（㎝2）。岩石的弹性是指在外力作用下产生变形，当取消外力后，能完全恢复到原形状的性质。E岩石的塑性是指在外力作用下产生变形，当取消外力后，仍保持变形后的形状和尺寸的性质。1）蠕变：是指在恒定载荷持续作用下，应变随时间变化而增长的现象称蠕变。2）后效弹性变形：是指岩石在弹性变形阶段，卸载以后，有一部分变形立刻恢复，还有一部分变形不能立刻恢复，但是经过一定时间仍能完全恢复。这部分变形，不是塑性变形，这种现象称为后效弹性变形。3）松弛：是指在应变保持一定的条件下，应力将随时间而逐渐减小的现象称为松弛。1.定义：岩石试件在压缩时所能承受的最大压应力值，...