矿物学、岩石学、矿床学专业研究生培养方案 一、培养目标 培养我国社会主义建设事业需要的、掌握马克思主义、毛泽东思想、邓小平理论的基本原理、坚持四项基本原则和三个代表精神、热爱祖国、遵纪守法、品德良好、具备严谨科学态度和优良学风，适应面向21世纪的德、智、体全面发展的矿物学岩石学矿床学专业人才。 1．硕士学位：掌握矿物岩石矿床学的系统理论知识和基本实验技能，了解本领域的研究动态，基本上能独立开展与本学科有关的研究和教学工作。学位论文应具有一定的创新性或应前用景。 2．博士学位：博士学位获得者应系统掌握矿物岩石矿物学的基本理论，具有宽广和坚实的理论基础和基本实验操作技术，了解本学科的发展历史、现状和最新动态，能独立承担与本学科有关的研究课题及教学工作。学位论文要求在深度和广度两个方面均需达到相应的要求。 二、研究方向 本专业的研究方向有：01矿物晶体化学;02成因矿物学;03矿物岩石材料;04岩石地球化学;05大地构造岩石学;06沉积学与石油地质学;07金属矿床成矿作用08花岗岩、火山岩与成矿作用；09地质流体与成岩成矿;10矿产经济与矿山环境地质;11成矿作用地球化学;12油气地质及成藏机理 （三、招生对象 1．硕士研究生：应届本科毕业生和已获学士学位的在职人员均可报考。 2．硕-博连读生：已入学的硕士研究生在入学后的两年内完成学位课程学习，于第四学期进行中期考核，合格者经校研究生院审核批准即可直接转为博士生。 3．博士研究生：应届硕士毕业生、已获硕士学位的在职人员和已获学士学位并有高级技术职称者均可报考。 四、学习年限 硕士研究生三年；硕-博连读研究生五年，博士研究生三年。 五、课程设置 （一）硕士阶段 A类： 中国特色社会主义理论与实践研究（2 学分） 自然辩证法概论、马克思主义与社会科学方法论、马克思主义原著选读（任选一门）（1 学分） 英语（4 学分）B类： 大陆岩石圈动力学（3学分） 岩石化学和同位素地质学（4学分） 地质学研究方法（4学分）
岩石物理学课外作业一 第一章绪论 1、什么叫岩石物理学？ 2、岩石物理学研究的基本目的？ 3、岩石物理学在油气勘探中的桥梁作用是什么？ 4、为什么岩石物理学的许多研究在实验室进行（实验室的研究意义）？ 第二章岩石的基本特性 1、沉积岩中有那些常见的岩石和矿物，至少列出三种。 2、岩石结构是指什么？ 3、什么是岩石的尺度，有那几种？地球物理勘探主要研究哪几种尺度？
4、为什么岩石的物理性质与尺度有关？ 5、粘土矿物中较有代表性有那几种？ 6、压力、地应力、孔隙压力等力的国际单位是什么？列出几个还有常用的单位？ 7、什么是有效压力 8、什么是岩石的骨架、基质和岩石的结构？ 9、从岩石构造上一般怎样区分泥岩和砂岩？ 10、最常用的测量砂岩颗粒的方法是什么？怎样表示砂岩颗粒的分布？
11、岩石的比面是什么，为什么要研究岩石的比面？ 12、砂岩中胶接物的胶接方式有几种类型？ 13、粘土矿物中的水按其存在状态有几种，特点是什么？ 14、岩石的孔隙结构是指什么？有那几个孔隙结构参数？ 15、当砂岩颗粒是等径简单立方堆积时，用简单的作图法计算这种结构的孔隙度。 16、描述岩石孔隙结构主要有那几个参数， 17、孔隙度有几概念，它们的大小分别? 18、描述岩石密度时，会用到几种密度概念？ 19、设岩石孔隙中含有水和油，其中水的饱和度为35%，油的密度是 0.92g/cm3，水的密度1.04 g/cm3，求孔隙中流体的密度。
20、实验室最简单测试岩石孔隙的方法用什么？写出相应的计算公 式，并说明公式中每个量的含意。 21、什么是地层水、矿物水？地层水中分几种状态，它们的特点是什 么？ 第三章岩石的电磁学性质 1、为什么要进行岩石导电性的研究？ 2、岩石的导电特性与储层的那些特性有关？ 3、岩石导电性由那两个因素决定（岩石的电性主要由谁决定），可分成那两类？ 4、简述岩石的电阻率及其影响因素（岩石电阻率主要取决于那些因素）？
围压条件下岩石的动力学特性 一. 岩石力学性能的研究 1.国外研究状况 在岩石力学与工程领域，国外文献主要集中在岩石静力学和断裂力学方面的研究，以及用SHPB装置对岩石动力学性能的研究，而对在应力环境下岩石的各项力学性能的研究还不多见。茂木清夫（1980）对岩石在一般三轴压缩下的流动和破坏进行了分析总结，讨论了组合应力状态对各向同性及各向异性岩石的流动和破坏的效应，认为中间主应力的影响不仅在各向异性岩石里是显著的，而且在各向同性岩石里也是同样是显著的。C.S.Chen（1996）利用巴西测试法研究了各向异性岩石的变形、强度和断裂特性。B.P.Sibiriakov（2002）针对传统动力学的不足，将材料微裂纹尺寸引入分析模型，对远场应力作用下岩石类物质的超声速和中声速开裂问题进行了研究。N.Li（2002）对循环荷载下冻结裂隙砂岩动疲劳特性进行了研究。试验结果显示，裂隙砂岩比完整砂岩疲劳效应明显，冻结作用能减弱试样的疲劳效应和加载速率效应。S.H.Cho等（2003）对花岗岩和凝灰岩动抗拉强度应变率效应进行了研究，结果表明，两类岩石有动抗拉强度随应变率急速增加，并且认为高应变率条件下动抗拉强度提高是由于相邻微裂纹应力释放而导致扩展裂纹滞止所致。Muhammad Javid Iqbal （2004）通过对脆性岩石断裂粗糙度的研究，提出了改进的岩石断裂测试方法。Valentina Rocchi等（2004）研究了火山岩在1000°C高温和30MPa压力下的力学性能。结果表明，在高温情况下，低压对火山岩强度影响甚微，而应变率是主要的影响因素。文献研究了花岗岩内部的裂纹构造与其力学性能的关系，包括波速、模量、单轴压缩、拉伸强度和断裂韧性等。M.H.B.Nasseri等（2006、2007）的研究表明，裂纹密度、微裂纹长度和断裂韧性之间存在很好的相关性。Yoshikazu等（2009）对在低围压条件下的岩石进行了大尺度三轴压缩试验，分析了剪切强度等力学参数的变化特征。C.Z.Qi等（2009）提出，在低应变率条件下，岩体的变形与破坏受控于热激活机制，随着应变率的增加，宏观黏性起主导控制作用。应变率对岩体强度的影响主要受这两种机制的综合作用。C.O.Aksoy等（2010）运用数值方法对地下工程岩石的变形特征进行了研究。SHPB试验技术是研究岩石材料冲击力学性能的重要手段。Bazle A Gama等（2004）批判地回顾了B.Hopkinson，R.M Davies以及H.Kolsky 的经典论述，讨论了一维SHPB理论中假设的有效性和适用性，介绍了SHPB试验的程序，即杆的调试、试件设计、脉冲整形以及数据分析。K.Xia（2007年、2008年）通过SHPB装置对花岗岩在动态压缩作用下的力学性能和微观结构效应进行了研究。J.P.Zuo等（2008年）基于断裂力学理论研究了岩石类材料的非线性强度准则。J.C.Li等（2009年）运用SHPB 装置对裂隙岩石进行了动力试验，研究了应力波在裂隙岩体中的传播规律，结果表明，裂隙宽度和含水量对裂隙岩体的动态应力-应变关系有较大影响。S.Demirdag等（2010年）运用液压伺服压力试验机和SHPB装置对几种不同岩石进行了试验，研究了孔隙率、密度和硬度对岩石静态和动态力学性能的影响。 2.国内研究状况 自20世纪80年代以来，我国岩石力学与工程领域的研究和教育得到蓬勃发展。岩石力学研究工作得到大量试验数据的支持，不仅解决了若干重大工程的岩石力学问题，而且分析理论和方法皆有所提高。在若干岩石力学的问题上，我国岩石力学专家提出了独到的见解，受到了国际岩石力学界的重视。 作为一种特殊的天然材料，受成因和地质构造的影响，岩石的组织结构极为不均匀，内部存在大量的天然缺陷，而且这些缺陷的分布完全是随机的，因此可视为一种非均质的多相复合
钱七虎 中国工程院院士、著名防护工程专家 钱七虎[1]，男，1937年10月生，江苏昆山人。中国工程院院士。全国著名的防护工程专家。 1954年参加中国人民解放军。1956年加入中国共产党。1960年哈尔滨军事工程学院(哈工程前身)工程兵工程系毕业后去苏联深造，1965年古比切夫军事工程学院研究生毕业，获副博士学位。回国后历任南京中国人民解放军工程兵工程学院副教授、教授、院长等职。1994年当选为中国工程院院士。并任国务院学位委员会学科评议组成员、中国岩土力学与土木工程学会常务理事。1988年被授予少将军衔。 1990年获全国高校先进科技工作者、国家级有突出贡献的中青年专家等称号。 1993年当选为第八届全国政协委员，是中共十二大代表。 钱七虎一直致力于防护工程及军事系统工程、岩土工程的教学与科研工作。在防护工程的研究中，解决了孔口防护等多项难点的计算与设计问题，率先将运筹学和系统工程方法运用于防护工程领域。以他为主建立了我国第一套《全军工程兵发展趋势动态模型》和我国确定人防工程防护标准的若干模型，开创了我军工程兵工程保障及我国人防工程领域的软科学研究。在完成我国一系列防护工程科技攻关中，成功地研制出柔性帆布工事大挠度大变形的抗爆设计计算方法，解决了地下飞机库大跨度钢和钢筋混凝土防护门有限元理论分析。他带领的课题组设计了我国跨度最大。抗力最高的地下飞机库防护门，主持了世界最大当量的珠海炮台山大爆破等在国际上有影响的工程实践。在防护工程及有关领域里，有7项成果获国家或军队科技进步奖和优秀科技成果奖，l项获全国科学大会重大科技成果奖。 主要专著有《民防学》、《有限单元法在工程结构计算中的应用》和《防护结构计算原理》等4部，著有《核爆炸条件下浅埋结构荷载理论与试验结果的对比研究》等论文40余篇。 何满潮——中国矿业大学教授、博士生导师 何满潮 中国矿业大学教授、博士生导师 何满潮，男，1956年5月出生，院长，教授、博导。1991年10月从中国矿业大学（北京）矿业工程博士后流动站出站。现工作单位为中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院。长期以来，何满潮教授把工程地质学与工程力学相结合，致力于煤矿软岩工程问题的理论研究和工程实践，取得了突出成绩。在软岩巷道工程研究方面，针对软岩强度低、变形能量大、具有复合型变形力学机制的特点，通过研究软岩成份、结构、不连续面等工程地质条件，确定了不同类型软岩的变形力学机制，建立了以转化复合型机制、使软岩能量安全释放为核心的软岩工程力学理论体系，形成了以力学对策设计、过程设计和参数设计为特点的软岩工程设计方法，开发了相应的支护技术。在露天矿软岩边坡工程研究方面，通过改进和完善国际公认的Sarma方法，建立了适用于具有复杂岩体结构和非齐次边界条件的软岩边坡稳态评价的MSarma方法。研究成果在全国31项软岩工程攻关项目中成功应用，推广应用软岩巷道工程量达3.9万米，取得了显著经济效益和社会效益，为我国软岩工程技术进步做出了重要贡献。在地热工程研究方面，从地热岩层工程与水文地质条件入手，综合运用工程地质与水文地质学理论对地热工程进行研究，提出了地上工程与地下工程一体化设计方法，开发了多个地层不同温度热能的综合利用新技术，为发展我国地热洁净能源利用技术做出了重大贡献。成果获国家专利11项，其中发明专利1项；出版著作5部，发表论文118篇，被国内外收录引用531篇次。先后获国家杰出青年基金和教育部跨世纪人才基金，目前担任国家自然科学基金重大项目“深部岩体力学基础研究与应用”首席科学家，是国家级有突出贡献的中青年专家。获奖情况：国家级奖励(2项)：软岩工程岩体力学理论与实践，2001年国家科技进步二等奖；中低焓地热工程建设技术，2003年国家科技进步二等奖。省部级一等奖(4项)：天津市地热资源开发利用集约化技术研究，2002年天津市科技进步一等奖；软岩工程岩体力学理论与实践，2000年教育部科技进步一等奖；软岩巷道支护理论研究及其应用，1998年煤炭部科技进步一等奖；三峡巴东地区巨型软岩滑坡稳定预测预报系统，2004年国家生产安全监督管理局科技进步一等奖。省部级二等奖、三等奖(4项)：广西那龙煤矿二号井软岩巷道支护技术优化研
储层岩石力学概述 发表时间：2019-09-11T14:30:47.063Z 来源：《基层建设》2019年第11期作者：王祥程 [导读] 摘要：岩石力学是一门边缘交叉学科，它与工程实践密切联系而得到发展。 成都理工大学能源学院 610059 摘要：岩石力学是一门边缘交叉学科，它与工程实践密切联系而得到发展。深入了解研究岩石力学的性质和相关参数对于工程上的开发具有十分重要的作用。 关键词：岩石力学；石油工程；研究方法 1. 岩石力学的概述 岩石包括组成岩石的固体骨架、孔隙、裂缝以及其中的流体，因此岩石力学往往会应用到弹性力学、塑性力学、流体力学、渗流力学等力学学科的诸多理论方法。岩石的性质几乎牵涉到所有力学分支，岩石力学的研究是各种力学理论的综合运用。不同岩石力学问题的研究，可能包括瞬时变形运动，也可能包含与地质演化时间相关的长期变形运动。 岩石力学是力学的一部分。岩石材料赋存于地下，其力学性质难于直接测试和观察，而若将其取至地面进行测试则岩石的力学性质往往发生了较大的变化，加之岩石中的流体存在于裂隙或孔隙之中，与岩石骨架相互作用，使岩石的受力情况更加复杂。 2.岩石力学的研究方法 岩石力学是一门边缘交叉学科，它与工程实践密切联系而得到发展。岩石具有特殊的固体介质力学特性，这个特殊的力学性质与它所处的环境有关，如天然岩石所处应力状态一般称为岩石的初始应力状态。在岩石受到工程活动扰动后，岩体的应力出现了变化，这时岩石所处的应力状态称为次生应力状态。此时将岩石力学和工程地质相结合进行研究是十分重要和必要的。对于节理岩体，特别需要了解岩体结构面的分布、网络特性、岩体结构类型，才能进行岩体的数值模拟和分析。 一般而言，岩石力学的研究方法可分为如下四大类： (1)地质研究方法：对岩体进行地质方面的研究始终是岩石力学研究的基础，在整个岩石工程过程中，地质性质的研究应当列在第一位。①岩石岩相、盐层特征的研究，如软弱岩体的成分、可溶盐类、含水蚀变矿物、不抗风化岩体成分以及原生结构。②岩体结构的地质特性研究，如断续结构面的几何特征、岩体力学特征、软弱面的充填物及地质特性。③赋存地质环境的研究，如地应力的成因、地下水分布与化学特征以及地质构造对环境的影响。 (2)物理力学研究方法：①岩体结构的探测，应用地球物理化学方法和技术来探查各种结构面的力学特征和化学特征。②地质环境的物理性质分析与测量，如地应力的形成机制及分布、地质环境中热力与水力存在的性状、水化学的分布特征，应用大规模地质构造层析技术、地质雷达探测技术确定岩体构造。③岩体物理力学性质的测定，如岩块力学特性的室内试验、原位岩体的力学性质测试、钻孔测试、工程变形监测、位移反分析等。主要运用的手段是基于震动的动态测试，如超声波测试、地震波测试、电磁波测试、计算机层析方法(CT)测试。这些测试利用岩体的波动特性，来研究岩体的力学特性。 (3)数学力学分析方法：岩石力学的研究，除了以上地质方法、物理力学方法的研究外，还要进行数学力学方法研究，从而构成岩石力学的理论基础，包括：①岩石本构关系的研究-对岩石进行宏观到细观甚至微观的力学特性研究。②数值分析方法。由于计算机计算性能的发展，岩石力学的数值分析方法得到了大力发展。在数值分析方法方面，由岩体连续力学发展到非连续力学，出现了离散元法(DEN)和不连续变形分析法(DDA)、流形法(BEM)、无单元法(EFM)和快速拉格朗日法(FLAC)。③多元统计和随机分析。这两种方法可以深人地研究因岩体介质的随机分布特性而造成传统方法难以解决的问题。④物理和数值模拟仿真分析。 (4)整体综合分析法：就整个工程进行多种分析的方法，并以系统工程为基础的综合分析。 3.石油工程岩石力学研究对象及特点 石油工程岩石力学所研究的，所涉及的地层深度大多在8000m范围内，研究对象主要是沉积岩层，岩石处于较高的围压、温度和孔院压力作用下其性质已完全不同于浅部地层，它可能经过脆-塑性转变成塑性，也可能由于高孔院压力的作用呈现脆性破坏。 (1)石油工程岩石力学所涉及的围压可达200MPa。非均匀的原地应力场形成了地层之间的围压，若垂向应力源于地层自重，那么应力梯度平均为0.023MPa/m，多数地区最大水平应力往往大于垂向应力，且两个水平地应力梯度的比值通常达到1.4~1.5以上。在山前构造带地区，不但地应力梯度高，最大和最小水平地应力的比值也很大。因此在研究地应力分布规律(包括数值大小及主方向)时，主要依靠水力压裂、岩石剩磁分析、地震和构造资料反演、测井资料解释等间接方法。 (2)石油工程岩石力学所涉及的温度可达250℃。一般的地温梯度是3℃/100m，高的可超过4℃/100m，具体的地温梯度往往需要实际测定。当温度超过150℃后，温度对岩石性质的影响将变得十分明显。 (3)石油工程岩石力学中所涉及到的孔隙和裂隙中的高压流体的孔隙压力可高达200MPa.一般情况下，常规的静水孔隙压力梯度为 0.00981MPa/m,但是异常高压可超过0.02MPa/m。 4.结束语 岩石力学是一门十分重要的，它涉及到了工程领域的各个行业。因此，正确理解学习岩石力学的理论知识以及探究其影响等具有十分重要的意义。 参考文献 [1]王路,徐亮,王瑞琮.岩石力学在石油工程中的应用[J].石化技术,2017, 24(3)：157-157. [2]陈勉.我国深层岩石力学研究及在石油工程中的应用[J].岩石力学与工程学报,2003,23(14)：2455-2462. [3]杨永明,鞠杨,刘红彬,etal.孔隙结构特征及其对岩石力学性能的影响[J].岩石力学与工程学报,2009,28(10)：2031-2038. [4]陈新,杨强,何满潮,etal.考虑深部岩体各向异性强度的井壁稳定分析[J].岩石力学与工程学报,2005(16)：2882-2888. [5]陈德光,田军,王治中,etal.钻井岩石力学特性预测及应用系统的开发[J].石油钻采工艺,1995,17(5)：012-16. [6]王大勋,刘洪,韩松,etal.深部岩石力学与深井钻井技术研究[J].钻采工艺,2006,29(3)：6-10. [7]阎铁.深部井眼岩石力学分析及应用[D].2001. [8]陈新,杨强,何满潮,etal.考虑深部岩体各向异性强度的井壁稳定分析[J].岩石力学与工程学报,2005(16):2882-2888.
岩石力学实验指导书
岩石力学实验指导书 修订版 王宝学杨同张磊编
北京科技大学 土木与环境工程学院 2008 年3 月 3
试验是岩石力学课程教学的重要环节，目的在于辅助课堂教学，直观培养学生的知识结构和动手能力。本指导书是根据我校“2005年教学大纲”，并结合我校的实验条件而编写，主要内容有：1、岩石天然含水率、吸水率及饱和吸水率试验；2、岩石比重试验； 3、岩石密度试验； 4、岩石耐崩解试验 5、岩石膨胀试验； 6、岩石冻融试验； 7、岩石单轴抗压强度试验， 8、岩石压缩变形试验， 9、岩石抗拉强度试验(巴西法)，10、岩石抗剪强度试验(变角剪法)，11、岩石三轴压缩及变形试验，12、岩石弱面抗剪强度试验，13、岩石点载荷指数测定试验，14、岩石纵波速度测定试验，15、岩石力学伺服控制刚性试验；16、岩石声发射试验。 本指导书的内容主要参照《水利水电工程岩石试验规程》（SL264-2001）；《水利电力工程岩石试验规程》DLJ204-81，SLJ2-81；同时参考了国际岩石力学会《岩石力学试验建议方法》，中华人民共和国国家标准《岩石试验方法标准》以及《露天采矿手册》等，由于我们水平有限，文中如有不当之处，欢迎读者批评指正。 编者：王宝学、杨同、张磊 2007年12月
岩石物理性质试验 (1) 一、岩石天然含水率、吸水率及饱和吸水率试验 (1) 二、岩石比重(颗粒密度)试验 (5) 三、岩石密度试验 (10) 四、岩石耐崩解试验 (17) 五、岩石膨胀试验 (20) 六、岩石冻融试验 (28) 岩石力学性质试验 (33) 七、岩石单轴抗压强度试验 (33) 八、岩石压缩变形试验 (39) 九、岩石抗拉强度试验（巴西法） (46) 十、岩石抗剪强度试验(变角剪切) (51) 十一、岩石三轴压缩及变形试验 (56) 十二、岩石弱面剪切强度试验 (68) 十三、点载荷指数的测定 (75) 十四、岩石纵波速度测定 (78) 十五、岩石力学伺服控制刚性试验 (80) 十六、岩石声发射试验 (86)
变质岩岩石学复习思考题 一、判断题 1、变斑晶比变基质中的矿物形成要早。 2、接触变质晕内近侵入体处岩石变质程度较低，而远离侵入体处变质程度较高。 3、变粒岩与片麻岩的主要区别在于矿物成分方面的差异。 4、绿泥石片岩、绢云石英片岩及滑石片岩均属绿片岩相。 5、交代变质过程中，原岩既有矿物成分的变化，也有化学成分的变化，因此是封闭体系。 6、特征变质矿物就是稳定的温压条件范围较宽的变质矿物。 7、变质岩的化学成分变化范围比岩浆岩的要宽。 8、变质反应均是吸热反应。 9、特征变质矿物一定是新生矿物。 10、在等化学变质作用中，岩石的化学成分基本不变。 11、变质作用过程中，原岩基本是在固态下发生变化的。 12、斑状变晶结构中，变斑晶是最早结晶的。 13、角闪岩相的变质岩都含角闪石。 14、混合岩化作用中流体相起了很大的作用。 15、影响动力变质作用的主要物化因素是温度和负荷压力。 16、包含变晶结构是变晶结构的一种。 17、板岩、千枚岩、片岩的变质程度依次递减。 18、变质作用是一种内生地质作用，发生于一定的地壳深度和固态转变是它的两个基本特点。 19、定向构造是由片状、纤状或柱状矿物定向排列所构成。 20、负荷压力的增大有利于生成分子体积小、密度大的变质矿物。 21、只出现于变质岩中而岩浆岩中极少见的矿物，称为特征变质矿物。 22、变粒岩与片麻岩的主要区别不在于结构方面，而是矿物组成和构造的不同。 23、绢云千枚岩、绿泥石片岩、阳起石片岩、蛇纹石大理岩均可属绿片岩相。 24、变质岩的矿物共生组合主要受原岩成分的控制，而与变质条件关系不大。 25、糜棱岩和碎裂岩都是具定向组构的动力变质岩，但其碎基的比例不同。 26、混合花岗岩与岩浆成因花岗岩的区别标志之一是前者没有完整的形态和明显的接触界面。 27、一个变质相大致相当于一个等物理系列。 28、区域变质作用是在原岩基本保持固态的条件下进行的。 29、碎裂岩是原岩经强烈的塑(韧)性变形作用而形成的一种动力变质岩 30、蓝片岩相变质作用是高压变质作用。 31、特征变质矿物就是稳定温压范围较窄且能灵敏反映变质条件变化的变质矿物。 32、变质岩的化学成分变化范围比岩浆岩的化学成分变化范围更窄。 33、高压相系的地温梯度比低压相系的地温梯度要高。 34、等化学系列岩石都处于同一温度和压力条件下。 35、在变质过程中，岩石的矿物成分变化都是交代作用引起的。
第一章岩石及岩体的基本性质 第一节概述 岩石是组成地壳的基本物质,它由各种造岩矿物或岩屑在地质作用下按一定规律(通过结晶或借助于胶结物粘结)组合而成. 一、岩石的分类 自然状态下的岩石,按其固体矿物颗粒之间的结合特征,可分为: ①固结性岩石:固结性岩石是指造岩矿物的固体颗粒间成刚性联系,破碎后仍可保持一定形状的岩石. ②粘结性岩石、③散粒状岩石、④流动性岩石等. 在煤矿中遇到的大多是固结性岩石.常见的有砂岩、石灰岩、砂质页岩、泥质页岩、粉砂岩等. 按岩石的力学性质不同,常把矿山岩石分为: ①坚硬岩石②松软岩石两类. 工程中常把饱水状态下单向抗压强度大于10米Pa的岩石叫做坚硬岩石,而把低于该值的岩石称为松软岩石. 松软岩石具有结构疏松、密度小、孔隙率大、强度低、遇水易膨胀等特点. 从矿压控制角度看,这类岩石往往会给采掘工作造成很大困难. 二、岩石的结构和构造 岩石的强度与岩石的结构和构造有关. 1.岩石的结构指决定岩石组织的各种特征的总合.如岩石中矿物颗粒的结晶程度、颗粒大小、颗粒形状、颗粒间的联结特征、孔隙情况,以及胶结物的胶结类型等. 岩石中矿物颗粒大小差别很大,在沉积岩中,有的颗粒小到用肉眼难以分辩(如石灰岩、泥岩、粉砂岩中的细微颗粒),有的颗粒可大至几厘米(如砾岩中的粗大砾石).组成岩石的物质颗粒大小,决定着岩石的非均质性.颗粒愈均匀,岩石的力学性质也愈均匀.一般来说,组成岩石的物质颗粒愈小,则该岩石的强度愈大. 2.岩石的构造是指岩石中矿物颗粒集合体之间,以及与其它组成部分之间的
排列方式和充填方式.主要有以下几种构造: 1.整体构造——岩石的颗粒互相紧密地紧贴在一起,没有固定的排列方向; 2.多孔状构造——岩石颗粒间彼此相连并不严密,颗粒间有许多小空隙; 3.层状构造——岩石颗粒间互相交替,表现出层次叠置现象(层理). 岩石的构造特征对其力学性质有明显影响,如层理的存在常使岩石具有明显的各向异性.在垂直于层理面的方向上,岩石承受拉力的性能很差,沿层理面的抗剪能力很弱.受压时,随加载方向与层理面的交角不同,强度有较大差别. 第二节 岩石的物理性质 一、岩石的相对密度(比重) 岩石的相对密度就是岩石固体部分实体积(不包括空隙)的质量与同体积水质量的比值.其计算公式为: w c d V G γ?=? (1-1) 式中 Δ—岩石的比重; G d —绝对干燥时岩石固体实体积的重量,g; V c —岩石固体部分实体积,厘米3; γw —水的密度,g/厘米3 岩石比重的大小取决于组成岩石的矿物比重,而与岩石的空隙和吸水多少无关.岩石的比重可用于计算岩石空隙度和空隙比.煤矿中常见岩石的比重见表1-1. 二、岩石的质量密度 岩石的密度是指单位体积(包括空隙)岩石的质量. 根据含水状态不同,岩石的密度分为天然密度、干密度、和饱和密度. 天然密度是岩石在天然含水状态下的密度. 干密度是岩石在105～110℃烘箱内烘至恒重时的密度. 饱和密度是岩石在吸水饱和状态下的密度. 干密度、饱和密度和天然密度的表达式如下: V G d d = γ
第十二届全国岩石动力学学术会议暨国际岩石动力学专题研讨会 (2011年10月19--21日，北京) 第一号通知（征文通知） 中国岩石力学与工程学会岩石动力学专业委员会拟定于2011年10月在北京召开“第十二届全国岩石动力学学术会议暨国际岩石动力学专题研讨会，会议主题：“凝练创新●面向国际、”，欢迎全国相关学科的专家、学者、科技工作者与工程技术人员踊跃撰稿并积极参加会议。 会议专题 ●岩石动态力学性质与本构关系 ●岩体中应力波)传播与衰减规律 ●岩石动态断裂机理与数值模拟 ●岩石洞、基、坡动态稳定性分析 ●岩石锚杆、锚索抗动载效应 ●岩石爆破与技术 ●岩爆与冲击地压机理研究 ●岩石工程的安全与防护 ●岩石工程的监测与监控 ●岩石动力参数的测试新技术与新方法 ●其它与岩石动力学相关的研究 会议论文与出版 第十二届全国岩石动力学学术会议论文征稿截止日为2011年5月10日。论文格式与要求见《岩土力学》《煤炭学报》征稿启示，论文经评审合格将择优刊登在《岩土力学》2011年第10期正刊上,其余论文经评审合格刊登在《煤炭学报》增刊上。本次学术会议仍对优秀论文进行评奖。 会议内容 ●岩石动力学专委会会议 ●岩石动力学学术交流 ●参加第12届国际岩石力学会议 会议重要日程 ●2010年11月28日发第一号通知 ●2011年5月10日论文投稿截止,提供论文全文(电子版)，请注明第十二届岩石动力学大 会征文，发送到lxhuang@https://www.doczj.com/doc/2110654911.html, ●2011年5月20日论文修稿通知 ●2011年5月30日发第二号通知 ●2011年6月30日论文修改稿截止 ●2011年9月20日会议发报到通知 ●2011年10月18-21日代表报到、学术交流 ●2011年10月22—24日工程考察
第一章变质作用概述 一、变质作用概念 （1）与地壳形成和发展密切相关的一种地质作用；（2）地壳已存岩石在基本保持固态条件下的转变过程. （3）在特殊条件下，还可以产生重熔（溶），形成部分流体相（岩浆） 二、变质作用影响因素：包括原岩化学成分；地质条件；物理化学环境。 物理化学因素包括温度、压力、应力、流体。它们通常是同时出现，相互促进又相互制约。 温度一般是最重要的因素，它不仅控制着变质作用的发生和发展，也制约着流体的活性和岩石变形性质；压力也是影响物化平衡的独立因素，有时对矿物组合起决定作用；应力不是变质反应物化平衡的独立因素，但它是变质岩组构的最重要因素，此外还控制着变质反应的速度和规模；流体是变质作用得以实现的基本因素，但温度又是流体具有活动性的前提。 三、变质作用类型：分类依据:分布规模/地质背景或物化条件。有关术语 （1）局部变质作用：接触变质作用; 动力变质作用; 冲击变质作用; 交代变质作用. （2）区域变质作用: 造山变质作用; 洋底变质作用; 埋藏变质作用; 混合岩化作用. 四、变质岩概念： 地壳已存岩石在基本保持固态条件下形成的一种转化岩石，其形成与地壳的发生和发展密切相关。 第二章变质岩的基本特征 一、变质岩的化学成分 ? 影响因素-体系的封闭程度及元素的活动性 ? 变质岩化学成分的一般特征 ? 等化学系列的概念/类型/主要特点 1).富铝系列：富铝、贫钙；铁、镁低；钾>钠。原岩是泥质岩石（泥岩、页岩）或火山凝灰岩。出现许多特征变质矿物（硬绿泥石、十字石、堇青石、铁铝榴石、红柱石、蓝晶石、矽线石）。 2)长英质系列：富硅、贫钙；铁、镁、铝含量也较低.原岩是含长石的各种砂岩、粉砂岩和酸性—中酸性火山岩、花岗岩。极少出现富铝系列特征变质矿物。
第七章岩体中的天然应力 第一节概述 岩体中的应力是岩体稳定性与工程运营必须考虑的重要因素。人类工程活动之前存在于岩体中的应力，称为天然应力或地应力(stress in the earth’s crust)。人类在岩体表面或岩体中进行工程活动的结果，必将引起一定范围内岩体中天然应力的改变。岩体中这种由于工程活动改变后的应力，称为重分布应力。相对于重分布应力而言，岩体中的天然应力亦可称为初始应力(initiaLstress)。 1932年，在美国胡佛水坝下的隧道中，首次成功地测定了岩体中的应力。半个多世纪来，在世界各地进行了数以十万计的岩体应力量测工作，从而使人们对岩体中天然应力状态有了新的认识。1951年，瑞典的哈斯特(Hast)成功地用电感法测量岩体天然应力，并于1958年在斯堪的纳维亚半岛进行了系统的应力量测。首次证实了岩体中构造应力的存在，并提出岩体中天然应力以压应力为主，埋深小于200m的地壳浅部岩体中，水平应力大于铅直应力，以及天然应力随岩体埋深增大而呈线性增加的观点。 利曼(Leeman，1964)以“岩体应力测量”为题，发表了一系列研究论文，系统地阐明了岩体应力测量原理、设备和量测成果。1973年苏联出版了《地壳应力状态》一书，汇集了苏联矿山坑道岩体的应力实测成果。各国的研究都证明了哈斯特的观点。 1957年，美国哈伯特(Hubbert)和威利斯(Willis)提出用水压致裂法(hydraulic fracturing method)测量岩体天然应力的理论。1968年美国海姆森(Haimson)发表了水压致裂法的专题论文。与此同时，伴随石油工业的发展，水压致裂法在生产实践中得到了广泛的应用。水压致裂法的应用，使岩体中应力量测工作，从几十米、数百米延至数千米深度，并获得大量的深部岩体天然应力的实测数据。在此基础上，美国用水压致裂法开展了兰吉列油田注水引起的诱发地震机理的综合研究，并成功地解析了诱发地震的机理。1975年盖依等人根据岩体应力的实测数据的分析，提出了临界深度的概念，在该深度以上水平应力大于铅直应力，该深度以下水平应力小于铅直应力。研究表明，临界深度随地区不同而不同，如冰岛等地为200m，日本和法国为400～500m，中国和美国为1 000m，加拿大为2 000m。 我国的岩体天然应力测量工作开始于50年代后期，至60年代才广泛应用于生产实践。到目前为止，我国岩体应力测量已得到数以万计的数据，为研究工程岩体稳定性和岩石圈动力学问题提供了重要依据。 一般认为，天然应力是各种作用和各种起源的力，它主要由自重应力和构造应力组成，有时还存在流体应力和温差应力等。研究还表明，岩体应力状态不仅是一个空间位置的函数，而且是随时间推移而变化的。岩体在天然应力作用下，不是处于静力稳定，而是处于一种动力平衡状态，一旦应力状态发生改变，这种动力平衡条件将遭破坏，岩体也将发生这样或那样的失稳现象。引起岩体应力条件改变的因素很多，例如地球旋转速度的变化、日月的潮汐作用、太阳活动性的变化及人类工程活动等，均可以使岩体的应力状态发生变化。
当前位置：课程学习/第四章岩块的变形与强度性质/第三节岩块的强度性质 第三节岩块的强度性质 岩块的强度是指岩块抵抗外力破坏的能力。 根据受力状态不同，岩块的强度可分为单轴抗压强度、单轴抗拉强度、剪切强度、三轴压缩强度等。 一、单轴抗压强度σc 1、定义 在单向压缩条件下，岩块能承受的最大压应力，简称抗压强度（MPa）。 2、研究意义 （1）衡量岩块基本力学性质的重要指标。 （2）岩体工程分类、建立岩体破坏判据的重要指标。 （3）用来估算其他强度参数。 3、测定方法 抗压强度试验 点荷载试验 4、常见岩石的抗压强度 常见岩石的抗压强度 二、单轴抗拉强度σt 1、定义 单向拉伸条件下，岩块能承受的最大拉应力，简称抗拉强度。 2、研究意义 （1）衡量岩体力学性质的重要指标
（2）用来建立岩石强度判据，确定强度包络线 （3）选择建筑石材不可缺少的参数 3、测定方法 直接拉伸法 间接法（劈裂法、点荷载法） 4、常见岩石的抗拉强度 常见岩石的抗拉强度 5、抗拉强度与抗压强度的比较 岩石中包含有大量的微裂隙和孔隙，岩块抗拉强度受其影响很大，直接削弱了岩块的抗拉强度。相对而言，空隙对岩块抗压强度的影响就小得多，因此，岩块的抗拉强度一般远小于其抗压强度。 通常把抗压强度与抗拉强度的比值称为脆性度，用以表征岩石的脆性程度。 岩块的几种强度与抗压强度比值
三、剪切强度 1、定义 在剪切荷载作用下，岩块抵抗剪切破坏的最大剪应力，称为剪切强度。 2、类型 （1）抗剪断强度：指试件在一定的法向应力作用下，沿预定剪切面剪断时的最大剪应力。 （2）抗切强度：指试件上的法向应力为零时，沿预定剪切面剪断时的最大剪应力。 （3）摩擦强度：指试件在一定的法向应力作用下，沿已有破裂面（层面、节理等）再次剪切破坏时的最大剪应力。 3、研究意义 反映岩块的力学性质的重要指标。 用来估算岩体力学参数及建立强度判据。 4、抗剪断强度的测试方法 直剪试验 变角板剪切试验 三轴试验 5、常见岩石的剪切强度 常见岩石的剪切强度
岩石物理学复习提纲 2017 一、试卷题型 ?基本概念以填充和名词解释形式考查 一、填充题： 例： 1、岩石物理学主要从（）和（）上研究岩石特性与其（） 性质间相互关系。 2、矿物一般是由无机作用形成的，（）和（）都是有机作用的 产物，故均非矿物。 二、名词解释： 例： 1、岩石物理学： 2、离子导电岩石：
一、试卷题型 ?简述题与综合题： 三、简述题，主要考查对岩石物理中一些问题的理解 例： 1、简述岩石物理学研究中存在的问题 2、用定性或定量方式列举三个主要岩石特性因素是怎样影响岩石地震 特性的 3、岩石物理模型中公式的定义，物理量的含义，公式等 一、试卷题型 ?简述题与综合题： 四、综合题，与简述题的差别为，一般在综合题中会加入简单的计算， 同时考查对知识的综合应用。 例： 1、阿尔奇公式的基本形式和物理意义，写出各个参量的含意；已知一 些参数后求岩石的电阻率孔隙度和饱和度； 2、 Gassmann方程中需要哪些参数，与空间平均方式建立岩石物理 模型有什么关系，基质体积模量，孔隙内混合流体的体积模量用什么模型计算，已知体积模量怎样计算速度，反之。
一、试卷题型 ?图示说明题和公式推导或证明 五、图示说明题，用图示的方式说明弹性波在固液介质中的传播规律并用文字回答基本规律； 例1：在一个液－固介质的分界面上，上层液体介质的波阻抗为Z 1＝Vp 1ρ1，下层固体介质的波阻抗为Z 2＝Vp 2ρ2，且V 2＞V 1。当一个波以α角入射到界面时，在界面上会发生什么现象？用射线、箭头和角度方式图示，并回答问题。 一、试卷题型 ?图示说明题和公式推导或证明 例2：图示岩石基本特性与速度的关系(定性关系)。
高等岩石力学综述 摘要： 岩石力学是研究岩石的力学性态的理论和应用的科学，是探讨岩石对其周围物理环境中力场反应的学科，是一门应用型基础学科。通过对岩石力学性态的理论和实验研究，解决岩土工程领域的破坏和稳定问题。主要的研究方法围绕工程地质研究方法、数学和力学分析法以及综合评价法展开，衍生出各种应用手段和实验方法，为工程地质学研究土体中可能发生的地质作用提供定量研究的理论基础和方法，较好的解决了岩土工程中所遇到的相关问题。 关键词：岩石力学、发展状况、研究对象、研究方法、工程应用 一、岩石力学的发展状况 岩石力学是研究岩石力学性态的一门理论和应用科学，是探讨岩石对周围物理环境中力场反应的一门力学分支。岩石力学是解决岩石工程问题的理论基础。岩石作为整个自然界的物质系统的一部分，必然为人类所认识和利用。近五十年来，岩石力学学科有了巨大的发展。国际岩石力学学会和中国岩石力学与工程学会为发展本学科做了大量艰苦的开拓工作，在学术和实践等方面都取得了丰硕成果。人类生活的环境是地球上层的岩石圈，很多活动都离不开以岩石工程为对象的经济建设。水电站的大坝、厂房引水隧洞、矿山巷道等的高速发展都给岩石力学提出了新的要求和课题。特别是我国蓬勃发展的水利建设事业如上犹江、佛子岭、梅山、新安江、刘家峡、丹江口、葛洲坝、隔河岩、水布哑、二滩、三峡等的新建都对岩石力学发展起了重大的促进作用。通过大量实践的成功经验与失败教训，人们逐步认识到岩石力学与工程学科的重要性。利用岩石力学合理地去解决工程实践中的问题，近三十年来已取得了世人瞩目的丰硕成果。软弱围岩矿床开采的巷道支护技术、坚硬围岩矿床开采后的采空区处理技术、软弱岩体上水工建筑的设计技术、高温度压条件下岩石流变与工程稳定问题，地下群体工程优化技术等的应用，在许多工程实践中取得了理论上的重要进展，获得了良好的经济效益。与此同时，岩石力学的基本理论也逐步得到充实和提高，应用岩石流变力学特征、岩石蠕变与工程稳定分析、岩石组分与力学特性等理论研究成果指导工程实践已取得良好效果。 二、岩石力学的研究对象 ①岩体应力，包括岩体内应力的来源、初始应力(构造应力、自重应力等)、二次应力、附加应力等。初始应力由现场量测决定，常用钻孔应力解除法和水压致裂法，有时也用应力恢复法。二次应力和附加应力的计算常用固体力学经典公式，复杂情况下采用数值方法。 ②岩体强度，包括抗压、抗拉、抗剪（断）强度及岩体破坏、断裂的机理和强度准则。室内用压力机、直剪仪、扭转仪及三轴仪，现场做直剪试验和三轴试验，以确定强度参数（凝聚力和内摩擦角）。强度准则大多采用库伦－纳维准则。这个准则假定对破坏面起作用的正应力会增加岩体的抗剪强度，其增加量与正（压）
地球学报 第21卷第4期ACT A GEOSCI EN T IA SI NICA Vo1.21No.4 2000年11月Bulletin of the Chinese Academy of Geol ogical Scien ces Nov.2000 北京云蒙山地区挤压-伸展体系构造特征及其岩石组构的动力学分析X 朱大岗崔盛芹吴珍汉马寅生冯向阳 (中国地质科学院地质力学研究所,北京) 摘要本文将云蒙山地区挤压-伸展体系的构造要素划分为:1四合堂推覆体;o大水峪韧性 剪切带;?云蒙山背形构造;?崎峰茶滑脱带;?河防口低角正断层;并简述了它们的地质特征。 采用X射线衍射法对云蒙山花岗岩及周围不同时代岩石的不同层次变形构造开展了岩石组构 特征研究,确定了韧-脆性构造变形时的力学性质和主应力方位,对挤压-伸展体系变形构造的形 成演化进行了运动学和动力学分析。 关键词挤压-伸展体系构造要素岩石组构力学分析云蒙山 云蒙山位于华北平原北缘,核部以早白垩世花岗岩为主体,周围由太古宙片麻岩、中新元古代和古生代碳酸盐岩及碎屑岩、侏罗纪火山岩及火山碎屑岩组成,几何上为一NE向背形,一条走向NE)NNE、倾向SE的低角度正断层将其与东南部的丘陵、平原区隔开(图1)。对云蒙山地区的变形构造,特别是挤压-伸展构造的研究起始于80年代,最初的研究者认为本区是花岗岩热穹窿引起滑覆构造[1,2];然后又从变质核杂岩的角度对本区的挤压-伸展构造进行了论述[3,4]。本文在前人工作的基础上,通过对云蒙山花岗岩以及周围不同时代、不同层次岩石变形构造的X射线岩石组构的研究入手,根据一些新的资料,着重探讨挤压-伸展体系构造变形特征及其形成演化的动力学机制。 1主要构造要素及其特征 1.1四合堂背斜推覆体 太古宙变质岩盖在北倾的中元古代长城系倒转岩层之上,构成四合堂平卧背斜南翼大型推覆体的倒转翼(图2);其北翼由长城系及新元古代地层沉积在太古界之上,产状正常。从四合堂向西到琉璃庙,倒转翼的构造减薄趋势明显,但从保留下来的岩层来分析,推覆体该翼的原生最小宽度可达15km[5]。根据四合堂倒转翼核部闪长岩体的U-Pb法锆石年龄为151?2Ma[5]、侵入褶皱岩层的花岗闪长岩体的U-Pb法年龄为142~143Ma[2],推测四合堂南翼推覆体发生于晚侏罗世;北翼正常的最新地层为上侏罗统,说明该推覆构造的形成时代与晚侏罗世的褶皱-变质作用的时代相一致[6]。 1.2大水峪-四合堂韧性剪切带 出露于大水峪-北石城-张家坟-四合堂一带,发育在花岗岩、闪长岩、片麻岩及碳酸盐岩地层中,倾角30b~40b,倾向SE)NE,宽1.5~6km,长约30km,呈半圆状展布(图2)。带 X第一作者:朱大岗,男,1951年生,副研究员,从事构造及矿田构造研究,邮编:100081
第六届中国水利水电岩土力学与工程学术会议推荐论文 无充填周期性裂缝岩体的等效渗透系数 舒付军，涂园，符文熹* (四川大学水力学与山区河流保护国家重点实验室水利水电学院，四川成都 610065) 摘要：为了研究无充填周期性裂缝岩体的渗流特性，建立了地下水流动分析模型，该模型假定裂缝和岩石交界面流速相等且剪应力连续。根据分析模型的边界条件，耦合Navier?Stokes方程和Brinkman-extended Darcy方程，推求出裂缝和岩石中水流的流速分布。结合线性Darcy定律，推导出无充填周期性裂缝岩体沿裂缝方向等效渗透系数的理论表达，该表达式揭示裂缝开度对等效渗透系数起控制作用。为进一步验证理论模型推求的成果，研制试验装置开展渗流试验。试验时用浇筑混凝土模拟岩石，用混凝土间缝隙模拟岩石裂缝。测得的平均渗透系数和理论计算得到的等效渗透系数在同一量级，且相差很小。试验结果验证了所推求等效渗透系数表达式的正确性和可靠性。 关键词：无充填周期性裂缝；等效渗透系数；Navier?Stokes方程；Brinkman-extended Darcy方程；渗流试验 中图分类号：文献标识码：A Equivalent Permeability Coefficient of Rock Mass Containing Periodic Fractures without Filling SHU Fu-jun, TU Yuan, FU Wen-xi* (State Key Lab. of Hydraulics and Mountain River Eng., School of Water Resource & Hydropower, Sichuan Univ., Chengdu 610065, China) Abstract:In order to study the seepage characteristics of rock mass containing periodic fractures without filling,an analysis model for groundwater flow was built. In this model, two assumption conditions were given for the interface between rock and facture. One condition was that the velocity was equal and the other was that the shear stress was continuous.According to the given conditions,the velocity distribution in fractures was deduced using the Navier?Stokes equa tion and that in rocks was deduced using the Brinkman-extended Darcy equation. The equivalent permeability coefficient of the theoretic model, i.e. the rock mass containing periodic fractures without filling, was derived from the linear Darcy's law. The derived explicit equation shows that the aperture of fracture plays an important role in the groundwater flow in rock mass. In addition,the laboratory seepage tests were performed to validate this model. During the testing process, concrete and fracture between two pieces of concretes were used to simulate rock and fracture respectively. The average permeability coefficient value measured by tests and the equivalent value calculated from the theoretical expression were in the same order of magnitude, and the error was very small. The test results validate the expression given in this study. Key words: periodic fractures without filling; equivalent permeability coefficient; Navier?Stokes equation; Brinkman-extended Darcy equation; seepage tests 受成岩作用、地质构造作用和浅表生地质作用等影响，天然岩体通常含有大量裂缝。岩体中的裂缝是地表水与地下水水力联系的重要通道，其渗流特性对研究裂缝岩体的水力特性具有重要的意义。单裂缝是构成岩体裂缝网络的基本元素，研究裂缝的渗流基本规律是岩体水力学的基本任务[1]。以平行平板间的粘性不可压缩层流为研究对象，假设边界条件为无滑移，可推导出开口立方定理[2]。然而，岩石裂缝通常难以满足平行平板间裂缝的假设。一些学者通过试验研究，对立方定理进行了修正，提出了修正后的立方定理[1]。文献[3]和[4]分别分析了渗流对单个裂缝岩体产生的力学作用和岩体单个裂缝的力学性质，并得出了裂缝所受的三维应力与渗透系数的关系式和粗糙单裂缝分形等效渗透系数的计算公式。文献[5]基于裂缝局域立 ────────── 收稿日期： 基金项目：国家重点基础研究发展计划（973计划）项目（2015CB057903）；四川省科技计划专项（2014SS027）；国家级大学生创新创业训练计划（2）。作者简介：舒付军（1992–），男，硕士研究生。研究方向：岩石力学与工程。E-mail：。 *通信联系人：E-mail：。 网络出版时间：网络出版地址：