矿山压力与岩层控制.ppt
《矿山压力与岩层控制.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《矿山压力与岩层控制.ppt(35页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第一章 矿山岩石和岩体的基本性质,岩石的物理力学性质是岩体最基本、最重要的性质之一,也是岩石力学中研究最早、最完善的内容之一。本章介绍:岩石的地质构成及分类;岩石物理、力学性质及测定;岩石的破坏机理和强度理论;岩体及其力学特征。,第一节 岩石的基本物理性质,1.概念 岩石:矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集形成的自然物体。(岩石=矿物颗粒+胶结物+孔隙+水)矿物:存在地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物。结构:组成岩石的物质成分、颗粒大小和形状以及其相互结合的情况。(结晶、胶结)构造:组成成分的空间分布及其相互间排列关系。(节理、裂隙、孔隙、边界、缺陷)矿物、结构、构造 是影
2、响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素。,一、岩石的基本概念,岩浆岩:强度高、均质性好2.岩石地质分类 沉积岩:强度不稳定,各向异性 变质岩:不稳定,与变质程度和岩性有关,3.沉积岩石的力学特性:不连续性;(物质不能充满空间,有孔隙存在)各向异性;(任一点的物理、力学性质沿不同方向均不相同)不均匀性;(由不同物质组成,各点物理力学性质都不相同)岩块单元的可移动性;地质因素影响特性(水、气、热、初应力)(上述特性导致岩石力学的研究方法以实验测试为主),岩石由固体,水,空气等三相组成。(一)密度()和重度(体积力):单位体积的岩石的质量称为岩石的密度。单位体积的岩石的重力称为岩石的重度。所谓单位体
3、积就是包括孔隙体积在内的体积。(g/cm3),g(kN/m3)岩石的密度可分为天然密度、干密度和饱和密度。相应地,岩石的重度可分为天然重度、干重度和饱和重度。,二、岩石的基本物理性质,固体,水,空气,1、天然密度()和天然重度()指岩石在天然状态下的密度和重度。,(g/cm3),(kN/m3),式中:W天然状态下岩石试件的质量(g;)V岩石试件的体积(cm3);g重力加速度(N/g)。,干密度是指岩石孔隙中的液体全部被蒸发后单位体积岩石的质量,相应的重度即为干重度。,2、干密度(d)和干重度(d),(g/cm3),(kN/m3),式中:Ws岩石试件烘干后的质量(g);V岩石试件的体积(cm3)
4、;g重力加速度。,3、饱和密度()和饱和重度(w),饱和密度就是饱水状态下岩石试件的密度。,式中:WW饱水状态下岩石试件的质量(g);V岩石试件的体积(cm3);g重力加速度。,(g/cm3),(kN/m3),(二)比重(相对密度)(),岩石的比重就是指岩石固体的质量与同体积水的质量之比值。岩石固体体积,就是指不包括孔隙体积在内的体积。岩石的比重可在实验室进行测定,其计算公式为:,式中:岩石的比重;Ws干燥岩石的质量(g);Vs岩石固体体积(cm3);W 40C时水的密重。,(三)岩石的孔隙性,孔隙:岩石中孔隙和裂隙的总称。,闭型孔隙:岩石中不与外界相通的孔隙。开型孔隙:岩石中与外界相通的孔隙
5、。包括大开型孔隙和小开型孔隙。在常温下水能进入大开型孔隙,而不能进入小开型孔隙。只有在真空中或在150个大气压以上,水才能进入小开型孔隙。,孔隙度:指岩石的裂隙和孔隙发育程度,其衡量指标为孔隙率(n)或孔隙比(e)。,根据岩石孔隙类型不同,岩石的孔隙率分为:(1)总孔隙率n(2)大开孔隙率nb(3)小开孔隙率nl(4)总开孔隙率n0(5)闭孔隙率nc一般提到岩石的孔隙率时系指岩石的总孔隙率。,1、孔隙率,(1)总孔隙率n:即岩石试件内孔隙的体积(VV)占试件总体积(V)的百分比。,(2)大开孔隙率nb:即岩石试件内大开型孔隙的体积(Vnb)占试件总体积(V)的百分比。,(3)小开孔隙率nl:即
6、岩石试件内小开型孔隙的体积(Vnl)占试件总体积(V)的百分比。,(4)总开孔隙率(孔隙率)n0:即岩石试件内开型孔隙的总体积(Vn0)占试件总体积(V)的百分比。,(5)闭孔隙率nc:即岩石试件内闭型孔隙的体积(Vnc)占试件总体积(V)的百分比。,所谓孔隙比是指岩石试件内孔隙的体积(V V)与岩石试件内固体矿物颗粒的体积(Vs)之比。,2、孔隙比(e),(四)岩石的水理性质,岩石遇水后会引起某些物理、化学和力学性质的改变,岩石的这种性质称为岩石的水理性。1、岩石的吸水性 岩石吸收水分的性能称为岩石的吸水性,其吸水量的大小取决于岩石孔隙体积的大小及其密闭程度。岩石的吸水性指标有吸水率、饱水率
7、和饱水系数。,(1)岩石吸水率(1):,是指岩石试件在标准大气压力下吸入水的重量W1与岩石干重量Ws之比。,岩石的吸水率的大小,取决于岩石所含孔隙、裂隙的数量、大小、开闭程度及其分布情况,并且还与试验条件(整体和碎块,浸水时间等)有关。根据岩石的吸水率可求得岩石的大开孔隙率nb:,式中:W s为干燥岩石的重量;d,w分别为干燥岩石和水的重度。,(2)岩石的饱水率(2),岩石的饱水率指在高压(150个大气压)或真空条件下,岩石吸入水的重量W2与岩石干重量Ws之比,即:,根据饱水率求得岩石的总开孔隙率n0:,式中:Ws为干燥岩石重量;d,w干燥岩石和水的重度。,(3)岩石的饱水系数(Ks),岩石吸
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 矿山压力 岩层 控制
链接地址:https://www.31ppt.com/p-5805801.html