【影响岩石力学性质和岩石变形的因素 (1)】 影响岩石力学性质的主要因素有哪些.docx

【影响岩石力学性质和岩石变形的因素(1)】影响岩石力学性质的主要因素有哪些第７期山西焦煤科技Ｎｏ．７２０１２年７月ＳｈａｎｘｊＣｏｋｊｎｇＣｏａｌＳｃ记ｎｃｅ＆’ｒｅｃｈｎｏＩＤｇｙＪｕｌ．２０１２・专题综述・影响岩石力学性质和岩石变形的因素贺智慧（晋城煤业集团赵庄煤业，山西晋城０４６６０５）摘要岩石的力学性质和岩石变形不仅受岩石内部因素，如成分、结构和构造的控制，而且受岩石所处外部环境，如温度、围压、应力作用时间等因素的影响。本文就影响岩石的力学性质和岩石变形的内部与外部因素进行研究分析。关键词力学性质；岩石变形；影响因素中图分类号：ＴＤ３１３文献标识码：Ａ文章编号：１６７２—０６５２（２０１２）０７—００５３—０４岩石力学与工程的研究对象就是岩石或岩体，岩表ｌ沉积岩与火成岩平均矿物成分比较表石或岩体是赋存于自然界中非常复杂的介质，它是天然地质作用的产物，是自然界各种矿物的集合体，它们在形成过程中都有各自不同的成因特点，并且经受了漫长的地质作用，认识所研究的对象一岩石或岩体的基本构成和基本分类，必须了解岩石的主要物理性质和力学性质及其影响这些性质的主要因素。１岩石的成分、结构和构造不同成分的岩石，其抗压、抗张、抗剪强度相差很悬殊。一般说来，含硬度大的颗粒矿物越多的岩石，强度越大，往往呈脆性变形，如石英砂岩、花岗岩等；含硬度小的片状矿物，尤其含具有滑感的鳞片状矿物越多的岩石，强度越小，往往呈韧性变形，如黏２围压土岩、片岩等。沉积岩与火成岩平均矿物成分比较岩石的围压是指周围岩体对它施加的压力。在表见表１。地下深处岩石的围压，主要是由上覆岩石的重量所从表１可以看出，沉积岩的矿物成分较火成岩有致，故常称为静岩压力。很大差别。首先，在沉积岩中几乎看不到火成岩中大ＰＺ＝ｐ。ｇ‘Ｚ（１）量出现的橄榄石、辉石、角闪石等铁镁矿物和基性斜式中：长石，而黏土矿物、氧化物矿物、氢氧化物矿物和碳酸匕一静岩压力；盐矿物大量出现；其次，火成岩中长石多于石英，而沉ｐ一覆盖层的平均密度；积岩中石英多于长石，而且长石中是以钾长石为主，ｇ一重力加速度；酸性斜长石次之，其它种类长石罕见…。Ｚ一岩石的埋深。收稿日期：２０１２一０６一０４、作者简介：贺智慧（１９７２一），男，山西太原人，２０１１年毕业于太原理工大学（函授），助理工程师，主要从事煤矿开采技术管理工作（Ｅ—ｍａｉｌ）ｗａｎ殍[e-mail]万方数据山西焦煤科技２０１２年第７期围压一方而增强了岩石的韧性；另一方面大大提高了岩石的强度极限，而弹性极限也有所增高。在温度不变的情况下，白云岩的塑性变形随着围压的增加而明显增加，见图ｌ。围压小于１２５ＭＰａ时，各应力一应变到达曲线终点时，白云岩就会破裂；而围压为１２５ＭＰａ及其以上的各条实验曲线，却不表明各自的应力一应变达到曲线终点时白云岩也发生破裂口１。在不同围压下对白云石进行压缩试验的应力一应变曲线见图１。８００皇６００氇４００２００８应变图１在不同围压下白云石压缩试验的应力一应变曲线３温度许多岩石在常温常压下是脆性的，随着温度的升高，岩石的强度就会降低，弹性就有所减弱，韧性则大为增加，易于变形。格里格斯（Ｄ．Ｔ．Ｇｒｉｇｇｓ，１９５１）对大理岩进行实验所作出的应力一应变曲线见图２。围压在１００ＭＰａ下，对标本施加压力时，室温条件下，大理岩的弹性极限为２０００ｋｇｆ／ｃｍ２左右；温度增高到１５０℃时，弹性极限降低为１０００ｋ∥ｃｍ２左右。这条曲线表明，随着温度增高，岩石易于变形，且抗压强度低。所以，岩石在温度增高时易于形成剪裂。温度和溶液对大理石的影响见图２。因此，在升高温度的条件下，较小的应力也能使岩石发生较大的塑性变形‘３｜。４应力作用时间时间对岩石力学性质和变形的影响，主要表现在施力速度、重复受力和蠕变与松弛。４．１施力速度快速施力，能加快岩石变形速度，使岩石表现为脆性变形。缓慢施力，则会使脆性物质发生塑性变形。ｚ．Ｔ．Ｂｉｅｎｉａｗｓｋｉ于１９７０年在不同施力速度条件下万方数据对砂岩进行了一系列单轴压缩实验。实验结果表明，∞０山日∞０宴穴瑁邕∞０加００５１０１５２０８应变图２温度和溶液对大理石的影响砂岩在不同应变速度下，每条应力一应变曲线都有一个应力峰值，它随着应变速度的增加而增加，反映抗压强度随着施力和应变速度的减慢而降低，见图３。１００ａ山啊芒ＯｄＲ５０目ｄｈＯｍｉｎ￡ＵＯ．０５Ｕ．１ＵＯ．１５Ｕ．Ｚ应变’图３在不同施力和应变速度下砂岩的应力一应变曲线岩石的单轴抗压强度通常随加载速率的提高而时，选择适当的加载速率对其试验结果来说是比较重ＭＰａ／ｓ，一般从实ｍｉｎＬ４Ｊ。重复受力使岩石多次重复受力，虽然作用力不大，也能使的解释，即：当重复作用的应力低于岩石的弹性极限，于岩石的弹性极限与疲劳极限之间，在应力作用间歇增大。在很高的加载速率下