1井巷工程第一章岩石性质极其工程分级解读课件.ppt
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- 工程 第一章 岩石 性质 极其 分级 解读 课件
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1、第页12023-1-30第一章岩石的性质及其工程分级第一章岩石的性质及其工程分级井巷工程井巷工程第页22023-1-30第一章岩石的性质及其工程分级第一章岩石的性质及其工程分级第一节 概 述第二节 岩石的物理性质第三节 岩石的力学性质第四节岩石的工程分级第一章 习 题第页32023-1-30第一节 概述基本概念基本概念 1.岩石 2.岩块 3.岩体 4.表土 5.基岩 组成地壳的基本物质,由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律而形成的自然地质体,包括岩浆岩、沉积岩、变质岩。从地壳中切取出来的小块体,不包含软弱面(岩体中的地质遗迹、层理、节理、断层、裂隙面,强度低,易变形),近似认为各向同 性的连续
2、介质,。地下工程周围较大范围内的自然地质体。从煤矿采掘工程角度:包括岩石、地下水、瓦斯。岩体的性质复杂,是我们研究的主要对象。建井工作者把覆盖在地壳上部的第四纪沉积物成为表土,也称为松散性岩石,如:黄土、流沙、粘土等。表土以下的固结性岩石称为基岩、岩浆岩、沉积岩、变质岩。第页42023-1-30岩块:第页52023-1-30岩体第页62023-1-30表土和基岩第页72023-1-30第二节第二节 岩石的物理性质岩石的物理性质一、岩石的相对密度、密度 二、岩石的孔隙性三、岩石的水理性质四、岩石的碎胀性第页82023-1-30 1相对密度相对密度(曾称比重曾称比重)岩石的相对密度是指岩石固体实体
3、积(不包括孔隙体积)的质量与同体积水的质量的比值。计算公式为:式中:d岩石的相对密度(无量纲量);G绝对干燥时体积为VC的岩石质量,g;VC岩石固体实体积,cm3;W水的密度,gcm3。一、岩石的相对密度、密度一、岩石的相对密度、密度WcVGd 第页92023-1-30VGcVG12密度密度 岩石单位体积(包括岩石内孔隙体积)的质量,称为岩石的密度,亦称质量密度。两种:干密度干密度和湿密度湿密度。前者是单位体积岩石绝对干燥后的质量,后者是天然含水或饱水状态下的密度。C岩石的干密度,gcm3;岩石的湿密度,gcm3;G岩石试件烘干后的质量,g;G1岩石试件的质量(天然含水或饱水),g;V岩石试件
4、的体积,cm3。3重度重度(重力密度重力密度)单位体积岩石质量所受的重力。=g 式中:岩石的重度,Nm3;岩石密度,kgm3;g重力加速度,9.8ms2。第页102023-1-30二、岩石的孔隙性二、岩石的孔隙性 岩石的孔隙性是指岩石的孔隙和裂隙的发育程度,它通常用孔隙度孔隙度n和孔隙比孔隙比e来表示。孔隙度孔隙度是指岩石试件内各种裂隙、孔隙的体积总和与试件总体积V之比(常以百分数表示),孔隙比孔隙比是岩石试件内各种裂隙、孔隙的体积总和与试件内固体矿 物颗粒体积Vc之比。%100)1(111wCwCCCCddVGGVVVVVVn11CWCCCdVVVVVe第页112023-1-30三、岩石的水
5、理性质三、岩石的水理性质1岩石吸水率:W是指岩石试件在标准大气压 下吸入水的质量与试件烘干后质量G之比值。表1-1为岩石密度、孔隙比及吸水率的指标。GgW 影响吸水率的因素:岩石所含孔隙,裂隙的数量、大小、开闭程度及其分布情况有关;试验条件,试验表明,整体岩石试件的吸水率要比同一岩石的碎块试样吸水率小,随着吸水水时间的增加,吸水率也会有所增大。吸水率对岩石力学性质有影响。第页122023-1-30三、岩石的水理性质三、岩石的水理性质第页132023-1-302岩石的透水性 地下水存在于岩石的孔隙和裂隙之中,而且大多数岩石的孔隙和裂隙是相互贯通的,因而,在一定水压作用 下,地下水可在岩石中渗透,
6、这种岩石能被水透过的性质,称为岩石的透水性。AIQK Q渗水量;A渗透面积;I水力坡度;K-渗透系数影响因素:地下水压力、岩体应力状态、孔隙发育程度、连通程度等。表1-2为岩石渗透系数第页142023-1-30三、岩石的水理性质第页152023-1-30 3岩石的溶蚀性 由于水的化学作用而把岩石中某些组成物质带走的现象称为岩石的溶湿性。导致岩石致密程度降低,孔隙度增大,强度降低,贵州761矿巷道中的钟乳石、石笋。4岩石的软化性 岩石浸水饱和后强度降低的性质,称为软化性,用软化系数(c)表示。c定义为岩石试件的饱和抗压强度(Rcw)与干抗压强度(Rc)的比值,即1RcRcwc第页162023-1
7、-305岩石的膨胀性和崩解性。膨胀性:软岩浸水后体积增大和响应的引起压力增大的性质,用膨胀应力和膨胀率来表示。膨胀应力:岩石与水进行物理化学反应后,随时间变化会产生体积增大的现象,这时,使试件体积保持不变所需要的压力称膨胀应力。膨胀率:岩石与水进行物理化学反应增大后的体积与原体积的比率。崩解性:软岩浸水后发生解体的性质。用耐崩解指数表示:岩石试件在承受干燥和湿润两个标准循环后,岩样对软化和崩解表现出来的抵抗力。用耐崩解仪测定。第页172023-1-30四、岩石的碎胀性四、岩石的碎胀性 岩石的碎胀性 岩石破碎后因岩块间空隙增多而总体积增大的性质称为碎胀性。碎胀程度的大小可用碎胀系数表示。VVK1
8、K岩石的碎胀系数;V1岩石破碎膨胀后的体积;V岩石处于整体状态下的体积。表1-4为常见岩石碎胀系数。第页182023-1-30第三节第三节 岩石的力学性质岩石的力学性质一、岩石的变形特征二、岩石的强度特征三、岩石的硬度 四、岩石的可钻性和可爆性第页192023-1-30静载荷下岩石的变形特征(单向压缩)第三节第三节 岩石的力学性质岩石的力学性质一、岩石的变形特征岩石在三向静荷载压缩条件下的变形特征动压条件下岩石的变形特征第页202023-1-30静载荷下岩石的变形特征(单向压缩)一、岩石的变形特征一、岩石的变形特征应力应变曲线 体积应变,三种破坏形式 第页212023-1-30材料实验机材料实
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