1岩石的性质及其工程分级.ppt

1．相对密度(曾称比重) 岩石的相对密度是指岩石固体实体积(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； ρW——水的密度，g／cm3。 ρ—为介质密度；ω—区段截面积；ρCP—为波阻抗。介质密度和波速的乘积，表征介质对于应力波的阻尼作用。 ①当ρ1CP1=ρ2CP2时，σr=0，σt=σi，不 产生波的反射。 ②当ρ2CP2ρ1CP1时，σr0，σt0，说明交界面上既有透射波、又有反射波。 ③当ρ2CP2=0或ρ2CP2≤ρ1CP1时，即当应力波到达的交界面为自由面时， σr=-σi，σt=0，叠加结果是交界面的应力值为零。 ④当ρ2CP2ρ1CP1时，交界面既有透射压缩波又有反射拉伸波，也能破 碎岩石。 为垂直反射系数 为垂直透射系数 A B 介质1 ρ1，CP1 σi，vi σr，vr 介质2 ρ2，CP2 σt，vt ⑴大多数情况下，岩石表现为脆性破坏； ⑵同种岩石强度并非常数； ⑶不同受力情况下，岩石的极限强度相差悬殊。 三向等压抗压强度三向不等压抗压强度双向抗压强度单向抗压强 度单向抗剪强度单向抗弯强度单向抗拉强度。 单向抗压强度RC、单向抗剪强度τ、单向抗拉强度Rt之间有下列关系： ； ； 　　　　　二、岩石的强度特征 1．岩石在静荷载作用下的强度 2．动荷载作用下的强度 　　　三、岩石的硬度 岩石的硬度是岩石抵抗其他较硬物体侵入的能力。 1．静压入硬度： 2．回弹高度 以重物落于岩石表面后的回弹高度来表示。岩石越 硬，回弹高度越大。常用肖氏硬度计和施米特锤来测定。 施米特锤用来测定混凝土硬度，我国生产的施米特锤叫 回弹仪。 岩石的硬度是岩石抵抗其他较硬物体侵入的能力。 硬度与强度又有区别。 h 四、岩石的可钻性和可爆性 1．凿碎比功：即破碎单位体积岩石所作的功．现以a表示,单位 为J／厘米3。 　2．钎刃磨钝宽：即岩石的磨蚀性，量出钎刃两端向内4㎜处的 磨钝宽度，以b表示，单位为㎜。 目前，使用便携式岩石凿测器，测定岩石的凿碎比能和凿480 次后 钎刃磨钝的宽度 凿测器图 1-钎头；2-承击台；3-销 钉；4-导向杆；5-落锤； 6-卡套；7-转动手柄 、岩石工程分级的必要性 第四节　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 ＲＣ—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。关于岩石坚固性正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。 1．普氏分级法： 用一个综合性的指标” 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。 根据f的大小将岩石分为10级15种 第 页 资环学院 李兴伟 * 第一章　岩石的性质及其工程分级 井巷工程 　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 第一节　 概述 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），近似认为各向同 性的连续介质,。 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。 　　岩块： 　　岩体 　　　表土和基岩