第一章 岩石的力学性质 岩石和岩体的力学性质,是矿山岩体力学的基本问题。岩石的力学性质主要指:在各种载荷作用下,它们的变形特征,出现塑性流动和发生破坏的条件。表征岩石力学性质的参数如下: 变形参数:岩石的变形摸量,弹性摸量,切变摸量,泊松比和流变性等。 强度特性参数:岩石抗拉,抗弯,抗煎,抗压等各种强度极限。 第一节、岩石的成分及结构与其力学性质的关系 岩石是多种矿物颗粒的集合体。岩石一般有下列十余中主要矿物组成,即长石(正长石、斜长石)、石英、云母(黑云母、白云母)、角闪石、辉石、橄榄石、方解石、白云石、高岭土、赤铁矿等。它们在矿石中的含量按岩石成因而异。 岩层按成因分类为: 岩浆岩 — 系由岩浆在地壳内不同深度冷凝而成; 沉积岩 — 是由已有岩体经风化、崩溃、搬迁、再胶结或化学作用而形成; 变质岩 — 则由已有岩石在高温高压条件下经过改变而形成的。 基本概念 (1 )、岩石的结构:岩石的矿物颗粒的大小、形状、表面特征、颗粒相互关系、胶结类型等特征。 (2 )、岩石的构造:岩石的组成部分在定向的排列情况。如层面、断层(几何特征)。 晶体结构是岩浆岩和变质岩的最大特征,也是很多沉积岩的特征。 (3 )、矿物的晶体:构成矿物的各种化学元素的原子(离子)在空间一定规律排列,使其具有规则的几何形状的固体称为晶体。 (4 )、矿物的晶体的结构类型:等粒结构,不等粒结构,斑状结构。 图 1 -1 是典型晶体结构类型 岩浆岩和变质岩的晶体结构与岩石力学性质的关系:晶粒细小,等粒状,岩石强度大。颗粒大的斑状结构晶体内部或晶粒间含有缺陷,岩石强度低。 沉积岩的结构与力学性质的关系 沉积岩中的岩石碎屑之间由胶结物将连结在一起。其力学性质取决于胶结物和胶结类型。 基质胶结:岩石碎屑被胶结物包围,强度取决于胶结物。 接触胶结:仅颗粒接触处有胶结物,胶结不牢,强度低,透水性强。 孔隙胶结:胶结物完全成部分地充填与颗粒孔隙之间。胶结牢固,所以岩石强度和透水性主要由胶结物性质及充填程度确定。 胶层物分类:硅质和铁质强度高,钙质次之,泥质最低。 沉积强度主要取决于胶结物性质及充填程度。 除构成岩石的矿物颗粒大小,结合方式对其力学性质有影响外,矿物的排列方式(构造)及沉积顺序亦表现出影响。如云母片岩、片麻岩、页岩等,则表现出力学性质的各向异性。 第二节 影响岩石力学性质的物理特性 一、容重和比重 1 、容重 WV...