巖石性質及其工程分級

1、巖石的性質及其工程分級巖石的性質及其工程分級引入 巖石是構成地殼表層巖石圈的主題，目前人類前所未有、廣泛地接觸和改造巖體。 20世紀被譽為高層建筑的世紀，而21世紀出于環(huán)境保護等方面的原因，人類將向地下索取更多的空間，因此專家預言21世紀將是地下工程的世紀，故我們有必要對巖石的物理性質、力學性質及工程分級有一定的認識。 巖石的性質及其工程分級巖石的性質及其工程分級 一 概 述二 巖石的物理性質 三 巖石的力學性質 四 巖石的工程分級一 概述基本概念基本概念 n巖塊：從地殼中切取出來的小塊體，近似認為各向同 性的連續(xù)介質。n巖體：地下工程周圍較大范圍內的自然地質體。巖體的性質復雜，通常包含層理、

2、節(jié)理、斷層等軟弱面，是我們研究的主要對象。 n巖石：組成地殼的基本物質，由礦物或巖屑在地質作用下按一定規(guī)律而形成的自然地質體，包括巖漿巖、沉積巖、變質巖。n表土：建井工作者把覆蓋在地殼上部的第四紀沉積物成為表土，也稱為松散性巖石，如：黃土、流沙、粘土等。n基巖：表土以下的固結性巖石稱為基巖、巖漿巖、沉積巖、變質巖。(露出地表的基巖露頭)巖塊：泰山：仙人橋泰山：仙人橋世界地質公園世界地質公園巖體：自然巖體景觀自然巖體景觀峨眉山巖體崩塌峨眉山巖體崩塌表土和基巖二二 巖石的物理性質巖石的物理性質 巖石是賦存在自然界中的十分復雜的雜質，巖石是賦存在自然界中的十分復雜的雜質，是自然界各種礦物的集合體是自

3、然界各種礦物的集合體巖石的孔隙性巖石的水理性質 巖石的水理性質指巖石與水相互作用時所表現(xiàn)的性質，包括巖石的吸水性、透水性、軟化性和抗凍性。 吸水性：巖石在一定的試驗條件下吸收水分的能力； 透水性：在一定的水力梯度或壓力差作用下，巖石能被水透過的性質； 軟化性：巖石浸水飽和后強度降低的性質； 抗凍性：巖石抵抗凍融破壞的能力；三三 巖石的力學性質巖石的力學性質 與機械方式破碎巖石有關的巖石力學性質主要有巖石的強度、硬度、彈性、脆性和塑形以及巖石的研磨性。 1、巖石的強度：一般理解為固體抵抗機械破壞的能力。 2、巖石的硬度：通常被認為是巖石表面對工具壓入時的反抗性。 注：硬度與抗壓強度有聯(lián)系，但又有

4、很大區(qū)別；巖石的硬度與外載作用性質有關。巖石的力學性質巖石的力學性質3、巖石的彈性、塑性和脆性 彈性、塑性和脆性是物體受外力作用后，對變形的不同表現(xiàn)。彈性是固體在卸去所有加之載荷后，恢復原來狀態(tài)的性能。4、巖石的研磨性 在用機械方法破碎巖石的過程中，鉆頭上的切削具（硬質合金、金剛石牙輪等）或鉆頭體本身及其磨粒（鉆粒）將與巖石產生連續(xù)的或間歇的接觸和摩擦。巖石的力學性質巖石的力學性質一、巖石工程分級的必要性四巖石的工程分級四巖石的工程分級二、分級方法、巖石工程分級的必要性： 按成因不同，將巖石分為巖漿巖、沉積巖、變質巖三類，對于采掘工程來說，又要求對巖石進行定量的區(qū)分，以便能正確地進行工程設計，

5、合理地選用施工方法、施工設備、機具與器材，準確地制定生產定額和材抖消耗定額等。因此，提出了巖石工程分級與巖體工程分類問題。二、分級方法二、分級方法10CRf 巖石單向抗壓強度，MPa； 10單位為MPa；普氏分級的優(yōu)點普氏分級的優(yōu)點： 普氏巖石分級法簡明，便于使用，因而多年來在蘇聯(lián)及一些東歐國家獲得廣泛應用。 缺點：缺點：它沒有反映巖體的特征。關于巖石堅固性各方面表現(xiàn)趨于一致的觀點，對少數(shù)巖石也不適用，如粘土就鉆眼容易，而爆破困堆。根據(jù)f的大小將巖石分為10級15種1普氏分級法：普氏分級法： 用一個綜合性的指標” 巖石的巖石的堅固性系數(shù)堅固性系數(shù)f f”來表示巖石破壞的相對難易程度，通常稱f為普氏巖石堅固性系數(shù)。 巖石按堅固性分級巖石按堅固性分級 2根據(jù)錨噴支護需要，按照煤礦巖層特點制根據(jù)錨噴支護需要，按照煤礦巖層特點制定的圍巖分類。定的圍巖分類。 即鉆探時將鉆孔中直接獲取的巖心的總長即鉆探時將鉆孔中直接獲取的巖心的總長度，扣除破碎巖心和軟弱夾泥的長度，再與鉆度，扣除破碎巖心和軟弱夾泥的長度，再與鉆孔總進尺相比。具體計算巖心長度時，只計算孔總進尺相比。具體計算巖心長度時，只計算大于大于10cm的堅硬和完整的巖心，即：的堅硬和完整的巖心，即： %10010D.Q.R鉆孔長度以上巖心累積長度cm3美國采用的巖心質量指標分級法（美國采用的巖心質量指