矿山压力与岩层控制.ppt

第一章矿山岩石和岩体的基本性质第一节岩石的基本物理性质岩浆岩：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岩石由固体水空气等三相组成。（一）密度（ρ）和重度(体积力γ)：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。所谓单位体积就是包括孔隙体积在内的体积。（g/cm3）γ＝ρg(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。1、天然密度（ρ）和天然重度（γ）指岩石在天然状态下的密度和重度。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。3、饱和密度（ρ）和饱和重度(γw)（二）比重（相对密度）(Δ)（三）岩石的孔隙性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)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。(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。（四）岩石的水理性质（1）岩石吸水率(ω1)：（2）岩石的饱水率（ω2）（3）岩石的饱水系数（Ks）2、岩石的软化性3、岩石的膨胀性4、岩石的崩解性5、岩石的抗冻性6、岩石的透水性（五）岩石的碎胀性弹性：指物体在外力作用下发生变形当外力撤出后变形能够恢复的性质。塑性：指物体在外力作用下发生变形当外力撤出后变形不能恢复的性质。粘性（流变性）：物体受力后变形不能在瞬间完成且应变速度（dε/dt）随应力大小而变化的性质。脆性：物体在外力作用下变形很小时就发生破坏的性质。延性：物体能够承受较大的塑性变形而不丧失其承载能力的性质。岩石的力学性质包括：变形性质：研究岩石在受力情况下的变形规律强度特性：研究岩石受力破坏的规律一、岩石的弹性和塑性：变形分析的重要性（直观、易测、建立模型、准则）1、弹性变形：线弹性———直线型；当岩石致密强度大压力不高时为此状态。非线弹性——单向曲线型；基本没有。滞弹性———双向曲线型岩石多属滞弹性：滞弹性——应力应变不是唯一的对应关系应变的产生（变化）较应力的变化有一段时间的滞后。原因：物理学认为当作用在滞弹性体上的力发生改变时由于受力体内部物质的粘性或内摩擦的原因引起变形效应滞后和迟延。滞弹性体具有两个重要性质：弹性滞后——由于内摩擦原因岩石随应力变化出现的变形滞后。弹性后效——由于热传导等原因外力停止变化而变形仍随时间而缓慢变化。理想塑性岩石不是理想的弹性体、塑性体、粘性体是混合体。有弹—塑；塑—弹；弹—粘—塑；粘—弹等多种变形特性。（粘性——变形不能在瞬间完成变形速率随应力变化。）典型变形性质：二、岩石单向压缩变形性质：1、轴向变形：2、横向变形：刚性试验机