巖石主要物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)課件

巖石主要物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)課件匯報(bào)人：小無名22巖石基本概述巖石物理性質(zhì)巖石力學(xué)性質(zhì)影響巖石物理力學(xué)性質(zhì)因素巖石物理力學(xué)性質(zhì)在工程中應(yīng)用總結(jié)與展望contents目錄01巖石基本概述巖石是天然產(chǎn)出的具穩(wěn)定外型的礦物或玻璃集合體，按照一定的方式結(jié)合而成。是構(gòu)成地殼和上地幔的物質(zhì)基礎(chǔ)。巖石定義按其成因主要分為火成巖（巖漿巖）、沉積巖和變質(zhì)巖三大類。其中，巖漿巖是由熔巖或巖漿冷卻后凝固而成的巖石；沉積巖是地面即成巖石在外力作用下，經(jīng)過風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積固結(jié)等沉積而成；變質(zhì)巖是由于地球內(nèi)力的高溫高壓造成巖石中的化學(xué)成分改變或重結(jié)晶形成的。巖石分類巖石定義與分類地殼是地球固體地表構(gòu)造的最外圈層，整個(gè)地殼平均厚度約17千米，其中大陸地殼厚度較大，平均約為39-41千米。地殼結(jié)構(gòu)在地殼中，沉積巖的分布面積最廣，約占陸地面積的75%，但在地殼中的含量卻最少，只占5%左右。變質(zhì)巖在地殼中的分布面積僅次于沉積巖，約占25%，但在地殼中的含量卻最多，占30%左右?；鸪蓭r占地殼巖石體積的65%，但在地表分布面積上卻不如沉積巖廣。巖石分布巖石在地殼中分布巖石資源利用巖石是地球上重要的自然資源之一，廣泛應(yīng)用于建筑、裝飾、雕塑、鋪路等領(lǐng)域。不同種類的巖石具有不同的物理和化學(xué)性質(zhì)，因此其用途也各不相同。地質(zhì)環(huán)境保護(hù)人類在開采和利用巖石資源的過程中，往往會(huì)對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成破壞和污染。因此，保護(hù)地質(zhì)環(huán)境、合理利用巖石資源是當(dāng)今社會(huì)面臨的重要問題之一。同時(shí)，通過研究巖石的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)，可以更好地了解地質(zhì)構(gòu)造和地震等自然災(zāi)害的發(fā)生機(jī)理，為防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。巖石與人類活動(dòng)關(guān)系02巖石物理性質(zhì)巖石的顏色通常由其礦物成分和雜質(zhì)決定，如含鐵礦物使巖石呈紅色或黃色，含銅礦物使巖石呈綠色等。顏色巖石表面的光澤度取決于其礦物顆粒的大小、排列和緊密程度。光澤可分為金屬光澤、非金屬光澤和土狀光澤等。光澤顏色與光澤指巖石單位體積的質(zhì)量，通常以g/cm3表示。密度大小與巖石的礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造有關(guān)。指巖石與同體積水的質(zhì)量比。比重大小反映了巖石的礦物成分和孔隙度等特征。密度與比重比重密度硬度指巖石抵抗其他物體刻劃或壓入其表面的能力。硬度可分為摩氏硬度和維氏硬度等，不同硬度的巖石具有不同的應(yīng)用價(jià)值。耐磨性指巖石抵抗磨損的能力。耐磨性好的巖石常用于建筑材料和路面材料等。硬度與耐磨性吸水性指巖石吸收水分的能力。吸水性的大小與巖石的礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造有關(guān)，吸水后巖石的物理和化學(xué)性質(zhì)可能發(fā)生變化。透水性指巖石允許水通過的能力。透水性好的巖石可用于水利工程和地下水開發(fā)等領(lǐng)域，而透水性差的巖石則可能導(dǎo)致工程問題。吸水性與透水性03巖石力學(xué)性質(zhì)抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度巖石在單向壓縮荷載作用下，達(dá)到破壞前所能承受的最大壓應(yīng)力。它是評(píng)價(jià)巖石抵抗壓縮破壞能力的重要指標(biāo)?？估瓘?qiáng)度巖石在拉伸荷載作用下，達(dá)到破壞前所能承受的最大拉應(yīng)力?？估瓘?qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度，是巖石的薄弱環(huán)節(jié)?？辜魪?qiáng)度與抗彎強(qiáng)度巖石在剪切荷載作用下，達(dá)到破壞前所能承受的最大剪應(yīng)力。它反映了巖石抵抗剪切破壞的能力。抗剪強(qiáng)度巖石在彎曲荷載作用下，達(dá)到破壞前所能承受的最大彎曲應(yīng)力?？箯潖?qiáng)度與巖石的層理、節(jié)理等結(jié)構(gòu)特征密切相關(guān)?？箯潖?qiáng)度VS巖石在彈性變形階段內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變之比。它反映了巖石抵抗彈性變形的能力，是評(píng)價(jià)巖石剛度的重要指標(biāo)。泊松比巖石在單向受壓時(shí)，橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變之比的絕對(duì)值。它反映了巖石受壓時(shí)的橫向變形能力。彈性模量彈性模量與泊松比巖石在長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)荷載作用下，變形隨時(shí)間逐漸增加的現(xiàn)象。蠕變可能導(dǎo)致巖石的破裂和失穩(wěn)，對(duì)工程安全具有重要影響。巖石在恒定變形條件下，應(yīng)力隨時(shí)間逐漸減小的現(xiàn)象。松弛現(xiàn)象反映了巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和應(yīng)力的重新分布。蠕變松弛蠕變與松弛現(xiàn)象04影響巖石物理力學(xué)性質(zhì)因素巖石成因類型不同成因的巖石具有不同的礦物組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造，從而影響其物理力學(xué)性質(zhì)。例如，巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖在礦物組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和物理力學(xué)性質(zhì)上存在顯著差異。結(jié)構(gòu)構(gòu)造巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造包括顆粒大小、形狀、排列方式和膠結(jié)物等。這些因素決定了巖石的孔隙度、滲透性、強(qiáng)度等物理力學(xué)性質(zhì)。成因類型及結(jié)構(gòu)構(gòu)造影響物理風(fēng)化物理風(fēng)化使巖石破裂、破碎，改變其結(jié)構(gòu)構(gòu)造，從而影響其物理力學(xué)性質(zhì)。例如，風(fēng)化作用可以使巖石變得疏松多孔，降低其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。要點(diǎn)一要點(diǎn)二化學(xué)風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化通過溶解、氧化等化學(xué)反應(yīng)改變巖石的礦物組成和化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而影響其物理力學(xué)性質(zhì)。例如，某些礦物在化學(xué)風(fēng)化過程中被溶解或轉(zhuǎn)化為其他礦物，導(dǎo)致巖石強(qiáng)度和穩(wěn)定性的變化。風(fēng)化作用對(duì)物理力學(xué)性質(zhì)影響水可以進(jìn)入巖石的孔隙和裂隙中，改變巖石的體積和密度，從而影響其物理性質(zhì)。例如，水的膨脹作用可以使巖石產(chǎn)生膨脹壓力，導(dǎo)致其破裂或變形。水的物理作用水可以與巖石中的礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，改變礦物的組成和結(jié)構(gòu)，從而影響巖石的物理力學(xué)性質(zhì)。例如，水可以使某些礦物發(fā)生溶解或沉淀，導(dǎo)致巖石強(qiáng)度和穩(wěn)定性的變化。水的化學(xué)作用水對(duì)物理力學(xué)性質(zhì)影響05巖石物理力學(xué)性質(zhì)在工程中應(yīng)用工程地質(zhì)勘察中還需要考慮巖體的水理性質(zhì)和地應(yīng)力等因素。水理性質(zhì)包括巖石的滲透性、溶蝕性等，地應(yīng)力則是指巖體內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)。這些因素都會(huì)對(duì)巖體的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。巖石的物理力學(xué)性質(zhì)是評(píng)價(jià)巖體穩(wěn)定性的重要依據(jù)。通過測(cè)定巖石的密度、孔隙度、吸水率等物理性質(zhì)，可以了解巖體的組成和結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)而評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性。巖石的力學(xué)性質(zhì)，如抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等，也是評(píng)價(jià)巖體穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。這些力學(xué)性質(zhì)決定了巖體在受力作用下的變形和破壞特征。工程地質(zhì)勘察中評(píng)價(jià)巖體穩(wěn)定性建筑設(shè)計(jì)中需要根據(jù)建筑物的荷載要求和地基條件選擇合適的基礎(chǔ)類型。巖石的物理力學(xué)性質(zhì)對(duì)于基礎(chǔ)類型的選擇具有重要影響。在選擇基礎(chǔ)類型時(shí)還需要考慮施工條件和經(jīng)濟(jì)效益等因素。不同的基礎(chǔ)類型具有不同的施工難度和成本，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行綜合權(quán)衡。對(duì)于荷載較大或地基條件較差的情況，需要采用深基礎(chǔ)或特殊基礎(chǔ)。深基礎(chǔ)如樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)等可以將荷載傳遞到更深層的穩(wěn)定巖層上，而特殊基礎(chǔ)如擴(kuò)基、擠密樁等則可以通過改善地基條件來提高承載力。建筑設(shè)計(jì)中選擇合適基礎(chǔ)類型水利工程建設(shè)中需要防止水流的滲透破壞，保障工程的安全和穩(wěn)定。巖石的物理力學(xué)性質(zhì)對(duì)于防止?jié)B透破壞具有重要意義。通過測(cè)定巖石的滲透系數(shù)、吸水率等物理性質(zhì)，可以了解巖體的滲透性能，進(jìn)而采取相應(yīng)的工程措施來防止?jié)B透破壞。例如，可以采用注漿、帷幕灌漿等方法來提高巖體的抗?jié)B性能。此外，還需要考慮巖體的應(yīng)力狀態(tài)和變形特征等因素。在高應(yīng)力或大變形的區(qū)域，需要采取更加嚴(yán)格的防滲措施來確保工程的安全。水利工程建設(shè)中防止?jié)B透破壞交通運(yùn)輸工程中需要確保道路、橋梁、隧道等基礎(chǔ)設(shè)施的安全和穩(wěn)定。巖石的物理力學(xué)性質(zhì)對(duì)于保障交通運(yùn)輸工程的安全運(yùn)營具有重要作用。在道路工程中，需要選擇合適的路基填料和路面結(jié)構(gòu)類型，以確保道路的承載力和穩(wěn)定性。巖石的物理力學(xué)性質(zhì)可以提供選擇填料的依據(jù)，并指導(dǎo)路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工。在橋梁和隧道工程中，需要了解巖體的穩(wěn)定性和變形特征，以便采取相應(yīng)的工程措施來確保結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定。例如，在隧道工程中可以采用超前支護(hù)、注漿加固等方法來提高圍巖的穩(wěn)定性。交通運(yùn)輸工程中確保安全運(yùn)營06總結(jié)與展望包括密度、孔隙度、滲透率等，這些性質(zhì)決定了巖石的儲(chǔ)層特性和流體運(yùn)移能力。巖石的基本物理性質(zhì)包括彈性、塑性、強(qiáng)度等，這些性質(zhì)影響巖石的變形和破壞行為，對(duì)工程建設(shè)和地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防具有重要意義。巖石的力學(xué)性質(zhì)介紹了多種實(shí)驗(yàn)手段，如密度測(cè)量、滲透率測(cè)試、壓縮試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)等，用于獲取巖石的相關(guān)性質(zhì)。巖石物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試方法闡述了巖石性質(zhì)在工程地質(zhì)、巖土工程、石油工程等領(lǐng)域的應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)了理解巖石性質(zhì)對(duì)解決實(shí)際問題的重要性。巖石性質(zhì)與工程應(yīng)用總結(jié)本次課程重點(diǎn)內(nèi)容提出未來研究方向及挑戰(zhàn)復(fù)雜環(huán)境下巖石性質(zhì)的表征研究不同溫壓條件、化學(xué)環(huán)境對(duì)巖石物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)的影響，建立更準(zhǔn)確的巖石性質(zhì)預(yù)測(cè)模型。巖石微觀結(jié)構(gòu)與