岩石性质及其工程分级课件.ppt

岩石的性质及其工程分级,引入,岩石是构成地壳表层岩石圈的主题，目前人类前所未有、广泛地接触和改造岩体。20世纪被誉为高层建筑的世纪，而21世纪出于环境保护等方面的原因，人类将向地下索取更多的空间，因此专家预言21世纪将是地下工程的世纪，故我们有必要对岩石的物理性质、力学性质及工程分级有一定的认识。,岩石的性质及其工程分级,一 概 述,二 岩石的物理性质,三 岩石的力学性质,四 岩石的工程分级,一 概述,基本概念,岩块：从地壳中切取出来的小块体，近似认为各向同 性的连续介质。岩体：地下工程周围较大范围内的自然地质体。岩体的性质复杂，通常包含层理、节理、断层等软弱面，是我们研究的主要对象。岩石：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。表土：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。基岩：表土以下的固结性岩石称为基岩、岩浆岩、沉积岩、变质岩。(露出地表的基岩露头),岩块：,泰山：仙人桥,世界地质公园,岩体：,自然岩体景观,峨眉山岩体崩塌,表土和基岩,二 岩石的物理性质,岩石是赋存在自然界中的十分复杂的杂质，是自然界各种矿物的集合体,岩石的孔隙性,岩石的水理性质,岩石的水理性质指岩石与水相互作用时所表现的性质，包括岩石的吸水性、透水性、软化性和抗冻性。吸水性：岩石在一定的试验条件下吸收水分的能力；透水性：在一定的水力梯度或压力差作用下，岩石能被水透过的性质；软化性：岩石浸水饱和后强度降低的性质；抗冻性：岩石抵抗冻融破坏的能力；,三 岩石的力学性质,与机械方式破碎岩石有关的岩石力学性质主要有岩石的强度、硬度、弹性、脆性和塑形以及岩石的研磨性。1、岩石的强度：一般理解为固体抵抗机械破坏的能力。2、岩石的硬度：通常被认为是岩石表面对工具压入时的反抗性。注：硬度与抗压强度有联系，但又有很大区别；岩石的硬度与外载作用性质有关。,岩石的力学性质,3、岩石的弹性、塑性和脆性 弹性、塑性和脆性是物体受外力作用后，对变形的不同表现。弹性是固体在卸去所有加之载荷后，恢复原来状态的性能。4、岩石的研磨性 在用机械方法破碎岩石的过程中，钻头上的切削具（硬质合金、金刚石牙轮等）或钻头体本身及其磨粒（钻粒）将与岩石产生连续的或间歇的接触和摩擦。,岩石的力学性质,一、岩石工程分级的必要性,四岩石的工程分级,二、分级方法,、岩石工程分级的必要性：,按成因不同，将岩石分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三类，对于采掘工程来说，又要求对岩石进行定量的区分，以便能正确地进行工程设计，合理地选用施工方法、施工设备、机具与器材，准确地制定生产定额和材抖消耗定额等。因此，提出了岩石工程分级与岩体工程分类问题。,二、分级方法,岩石单向抗压强度，MPa；10单位为MPa；普氏分级的优点：普氏岩石分级法简明，便于使用，因而多年来在苏联及一些东欧国家获得广泛应用。缺点：它没有反映岩体的特征。关于岩石坚固性各方面表现趋于一致的观点，对少数岩石也不适用，如粘土就钻眼容易，而爆破困堆。根据f的大小将岩石分为10级15种,1普氏分级法：,用一个综合性的指标”岩石的坚固性系数f”来表示岩石破坏的相对难易程度，通常称f为普氏岩石坚固性系数。,岩石按坚固性分级,2根据锚喷支护需要，按照煤矿岩层特点制定的围岩分类。,即钻探时将钻孔中直接获取的岩心的总长度，扣除破碎岩心和软弱夹泥的长度，再与钻孔总进尺相比。具体计算岩心长度时，只计算大于10cm的坚硬和完整的岩心，即：,3美国采用的岩心质量指标分级法（RQD）,1.岩石、岩快、岩体、基岩、表土2.相对密度、密度、孔隙性、吸水率、软化性、岩石碎胀性3.岩石工程分级方法有几种，什么是普氏系数,普氏系数分级法及其的优缺点。,复习题,