岩石力学课件.ppt

基本要求;第一节 概述;第二章 岩石的物理性质;第二节 岩石的物理性质指标;1 重度和密度;（2）干重度 γd、（干密度ρd ） WS—烘干后岩石的重力（质量） （3）饱和重度γω、（饱和密度ρw ） 岩石容重取决于组成岩石的矿物成分、孔隙大小及含水的多少，岩石容重在一定程度上反映出岩石的力学性质。通常，岩石的容重愈大，它的性质就愈好。 ;2 比 重;3 孔隙性;（2）孔隙比е 孔隙体积与岩石实体体积之比 Vv－孔隙、裂隙体积(m3) Vs－岩样实体体积(m3) 已知γd和Gs： 岩石的孔隙主要是由岩石内的粒间孔隙和细微裂隙所组成，所以孔隙率和孔隙比是反映岩石致密程度的指标;4 吸水率饱水率和饱水系数; （2）岩石的饱和吸水率 岩石试样在高压(一般为150个大气压强度下)或真空条件下，强制吸入水的重量Ww2对于岩石干重Ws之比的百分率即： 多采用煮沸法和抽真空法 （3）饱水系数 吸水率与饱水率之比值 一般岩石的饱和系数Kw为0.5-0.8，该参数对于判别岩石的抗冻性具有重要意义。 Kw<0.91时，水尚有膨胀和挤入剩余的敞开孔隙和裂隙的余地； Kw>0.91时，冰会对孔隙和裂隙产生“冰劈”作用，造成岩石的胀裂破坏。 ;5 抗冻性 ;(2)重力损失率 岩石冻融前后干试样的重力差与冻融前干试样的重力的比值 要求制备6—10块试样，分两组进行试验，一组进行冻融试验，另一组做干燥状态下的抗压强度试验 W1—冻融前干试样的重力 W2—冻融后干试样的重力 抗压强度降低不大于25％、重力损失不大于5%，才算是抗冻性能好的岩石。 ;第三节 岩石的热学和电学性质 ;2. 导热性： 岩石传导热的能力(导热系数λ) 温度梯度为1时，单位时间内通过单位面积岩石所传导的热量。λ= cal/（cm2.s ℃）。 岩石的导热系数介于0.40—7.00之间，一般为0.80—4.00。冰2.10，水0.63，空气0.021。 导热性与岩石的密度有关，且和岩石的特性一样存在各向异性。(当沉积岩的骨架密度增加15%-20%时导热性将提高一倍。大部分沉积岩和变质岩顺层理方向比垂直层理方向的导热系数平均高出10%—30%)。;3.???膨胀性： 用线膨胀系数或体膨胀系数 膨胀系数：岩石温度升高1℃时所引起的线性伸长量（体积增长量）与其在温度为0℃时的长度（体积）之比值。 线膨胀系数α=（Lt－Lo）/（Lo×t） 体膨胀系数β=（Vt－Vo）/（Vo×t）。 岩石的β≈3α 并随其矿物成分不同而变化 热胀冷缩在日常生活中到处可见 ;4. 导电性：岩石介质传导电流的能力。 导电性用导电率ξ和电阻率Kρ表示：Kρ=1/ξ=RS/L 电阻率Kρ在数值等于单位体积岩石中的电阻大小。单位Ω.m。 岩石的导电性复杂易变与岩石本身的矿物成分、结构、孔隙溶液、层理、含水率与电阻率的关系。 水的影响、电法勘探;第四节 岩石的渗透性及水对岩石性状的影响;1 岩石的渗透性;渗透亦具有各向异性的特性（2-17）. 岩石中孔隙和裂隙的大小、开启程度以及连通情况等岩石的物理和结构特征对渗透系数的大小起着决定性的作用。 研究水在裂隙介质中的渗透特性的一个重要方法是把裂隙简化为平行板之间的裂缝，假定水流运动服从达西定律进行研究（2-19）。;a、渗透系数室内试验和现场试验确定。 渗透系数计算 式中: K－岩石渗透系数(m/s) Q－单位时间里透过试样的水量(m ) L－试样长度(m) A－试样截面积(m ) P－试样两端的水压力差(kPa) γw－水的容重(kN/m ) 属于轴向渗透试验 ;b、 径向渗透试验时，其渗透系数计算 K=(Q. γw lnR2/R1)/(2 πL p) 式中: P－试样外壁上的水压力(KPa) L－试验段(小孔)长度(m) R1－试件内半径(m) R2－试件外半径(m) π－圆周率 岩石的渗透系数不仅与水的物理性质有关，也与岩石的应力状态有关。 渗透系数：k＞10-2cm/s　 强透水 k＝10-2～10-4cm/s　 中等透水 k＝10-5～10-6cm/s　 弱透水