第3章_巖石的力學性質(zhì)與分級

1、第三章 巖石的力學性質(zhì)與分類 學習目的： 掌握巖石和巖體的基本力學性質(zhì)； 掌握巖體的分類方法，特別是RMR和SMR方法； 掌握現(xiàn)場評價指標的獲取方法（RQD）； 學會RMR法在礦山巖體分類中的具體應(yīng)用。主 要 內(nèi) 容 2 礦山工程巖體分類 概述 巖體堅固性分級 工程地質(zhì)RMR分類 邊坡穩(wěn)定的SMR分級 巖體分類實例 作業(yè) 第一節(jié)第一節(jié) 巖石（巖體）的基本力學性質(zhì)巖石（巖體）的基本力學性質(zhì) 基本物理力學性質(zhì)主要有強度、彈性、塑性、脆性、硬度、磨蝕性等。 一、強度 巖石的強度是指巖石承受外加載荷的能力，即開始破壞的極限臨界應(yīng)力值。巖石的強度有抗拉強度、抗剪強度、抗壓強度等。單向抗拉強度單向抗剪強度

2、單向抗壓強度二向抗壓強度三向抗壓強度。 巖體內(nèi)存在節(jié)理等構(gòu)造，它們的存在使強度降低；巖石的各向異性造成加載方向不同，其強度也不同。 -0.100.10.20.30.40.50.60.70.00E+002.00E-034.00E-036.00E-038.00E-031.00E-021.20E-021.40E-02Stress (kN/mm2)Strain (mm/mm)Stress vs. Strain1-50MPa1-50MPa二、彈性、塑性和脆性彈性大的巖石，在鑿巖爆破時不易破壞。 金屬礦山經(jīng)常遇到的巖石大多數(shù)屬于脆性巖石。巖石的變形性質(zhì)不僅，還在三向受壓或高溫條件下，塑性會顯著增加，在常態(tài)

3、下具有脆性的巖石，在上述條件下也可能變成塑性體。在沖擊載荷作用下，巖石脆性會顯著增加，如巖石在鑿巖、爆破等沖擊載荷作用下，大多數(shù)呈脆性破壞。三、硬度凡是用刃具切削或擠壓的方法鑿巖，首先必須使工具侵入巖石才能達到鉆進的目的。因此，研究硬度具有重要意義。 巖石的硬度取決于巖石的組成，即取決于礦物顆粒的硬度、形狀、大小、晶體結(jié)構(gòu)以及顆粒間膠結(jié)物的情況等，硬度越大鑿巖越困難。四、磨蝕性 磨蝕性越大，對工具的磨損越大，對鑿巖工作越不利。影響磨蝕性的主要因素有： （1）巖石成份。巖石中石英的含量、粒度的大小及分布對磨蝕性影響很大。一般來說，石英的含量越高，磨蝕性越大。 （2）巖石的結(jié)構(gòu)。這主要表現(xiàn)為巖石的

4、不均勻性，它對巖石磨蝕性有明顯的影響。由于不同礦物可能在巖石中形成軟硬相間的不均勻狀態(tài)，造成局部應(yīng)力集中，使其磨蝕性增大。 （3）巖石的強度。巖石的強度越高，磨蝕性越強。主 要 內(nèi) 容 1 巖石（巖體）的基本力學性質(zhì) 概述 巖體堅固性分級 工程地質(zhì)RMR分類 邊坡穩(wěn)定的SMR分級 巖體分類實例 作業(yè) 續(xù)表 參看王青主編采礦學p59頁，表2-19.81cfc（1）由“巖石抗壓強度”確定的巖體質(zhì)量評分值R1對照上表查出R1=?對照上表查出R2=?%10010LllRQD%80%100250200巖芯采取率%63%100250157)10(RQDcm修正巖芯采取率對照上表查出R3=?節(jié)理間距(m)22 0.60.6 0.20.2 0.060.06評分值20151085 對照上表查出R4=?說 明評分值尺寸有限的很粗糙的表面，硬巖壁30略微粗糙的表面，張開度小于1mm,硬巖壁25略微粗糙的表面，張開度小于1mm,軟巖壁20光滑表面，由斷層泥充填厚度小于5mm;張開度1 5mm.節(jié)理延伸超過數(shù)米10由厚度大于5mm的斷層泥充填的張開節(jié)理;張開度大于5mm的節(jié)理，節(jié)理延伸超過數(shù)米0 對照上表查出R5=?每10m洞長的流入