（建筑工程管理）爆破工程地质(岩石工程分类与力学
性质)
爆破工程地质（岩石工程分类和力学性质）
发布时间：2010-01-2210:39
116岩石物理力学性质physical-mechanicalproperty0frock
岩石对物理条件及力作用的反应，包括岩石物理和岩石力学性质。在力学特性中仍包括渗流特性，机械特性(硬度、弹性、压缩及拉伸性、可钻性、剪切性、塑性等)。
117岩石物理性质petrophysicalpropertiesofrock
岩石物理性质主要有：岩石的密度、岩石的空隙性、岩石的波阻抗、岩石的风化程度等各种特性参数和物理量。
118岩石工程分类engineeringclassificationofrocks
从岩石工程的角度据岩石强度、裂隙率、风化程度和其它特征指标将其划分成各种类别赢等级，如完整岩石、新鲜岩石、风化岩石、蚀变岩石、块状岩体、层状岩体、软弱夹层等。119岩体工程分类法engineeringclassificationofrockmass
把工程岩体质量的好坏分成有限和有序类别的方法。作为评价岩体工程稳定性，进行工程设计和施工管理的基础的工程岩体分类，壹般包含三个方面的工作：1)依据研究对象确定分类因素，构成分级指标作为分级的判据；2)合理选择用分级指标组成的分级模型，得到划分档次的标准；3)根据工程需要确定分级数目。分类的结果要经过实践检验。
120岩石质量分类rockmassclassification
依据岩石材料的物理性质(非均匀性、各向异性和渗透性)、机械性质或对采掘作业的阻力(如可爆性或可挖性)将岩石进行分类的方法。Barton1974年制定的QC(品质)系统和Bieniawski1973年建立的RMR(岩石质量测定)系统可建议用于爆破目的的岩石质量分类。121岩体RQD指标rockqualitydesignation
岩心中长度等于或大于10cm的岩心的累计长度占钻孔进尺总长度的百分比。它反映岩体被各种结构面切割的程度。RQD值规定用直径为54mm金刚石钻头、双层岩心管钻进获得。此指标为美国迪尔(D.V.Deere)于1964年首先提出，且用于岩体分级，也称岩石质量指标。
122岩体RMR指标rockmassratingsystem
波兰人宾尼奥斯基(Z.T.Bieniawski)于1973—1975年提出的地质力学分级法，且用计分法表示岩体质量好坏。
123岩体Q指标theQ-systemofrockstrength
1974年挪威学者巴顿(N.Barton)提出岩体质量指标Q分类法，由RQD、节理组数(?n)、节理面粗糙度(?k)、节理蚀变程度(?a)、裂隙水影响因素(?w)以及地应力影响因素(SRF)等6项指标组成Q值计算式，Q值愈大，表示岩体质量愈好。
124岩石非连续性discontinuityofrock
指岩石内的缺陷影响应力和声波传播的性质。岩石的缺陷是指岩石的孔隙、节理、裂隙和层面等。岩石的非连续性对其物理力学性质及渗透性影响很大。
125岩石非均匀性nonhomogeneityofrock
指岩石成分、结构和构造在各不同方向上的不均匀分布。
126岩石断裂韧性fracturetughnessofrock
指岩石抵抗裂纹扩展的能力。在平面裂纹应力分析中，裂纹面分为三种基本位移模式(张开型、错动型、撕开型)。张开型裂纹最适合于脆性固体中裂纹传播。
127岩石声学性质acousticpropentyofrock
受载岩石由变形到破坏过程中声发射波在岩石中传播、衰减的特性。根据岩石的声学性质，能够采用声波法及声发射监测技术探测岩石的动弹性参数、岩体的龟裂范围、裂隙深度、岩体破坏的发展过程，预测岩体失稳及岩爆等。
128岩石声发射acousticemissionofrock
岩石在裂纹扩展时以脉冲波形式释放应变能的现象。
129声能强度soundintensity
在考查点上以特定方向，通常和该方向垂直的单位面积传递的声能平均速率。
130孔隙类型poretypes
沉积岩中的孔隙，可分原生和次生俩类。前者以粒间孔隙为主，取决于骨架颗粒的粒度、分选、圆度、球度和填集密度；后者多由溶解作用形成，表现为粒内孔隙、铸模孔隙以及收缩裂隙，构造裂隙再溶解的情况也常见。
131岩石孔隙度porosityofrock
也称岩石孔隙率。通常表述岩石孔隙度(ф)为岩石总孔隙体积吒和同壹岩石外表体积Vf之比，即：ф=Vp／Vf可用小数或百分数表示。砂岩孔隙度壹般为10％壹25％。
132岩石渗透性permeability0frock
地下的重力水存在于岩石的孔隙和裂隙中，而且这些孔隙和裂隙常常是互相连通的，在孔隙不损害岩石构造的情况下，重力水的通过能力称为岩石渗透性，常用渗透系数表示，量纲为cm／s或m／d。
133岩石吸水性waterabsorbabilityofrock
指在壹定的试验条件下岩石吸入水分的能力。常以自然吸水率或饱和吸水率表示。自然吸水率是岩石试样在大气压作用下吸入的水分的最大质量和试样烘干质量之比。饱和吸水率是岩石试样在真空或加压状态下吸入水的最大质量和试样烘干质量之比。
134流体传导率或渗透性hydraulicconductivity0rpermeability
流体在多孔或缝隙物质中传导的度量。流体传导率等于渗透系数(k)和水利梯度dp的乘积。Chc=kdp(Darcy’slaw)。其中Chc为传导率或渗透率(单位为m／s)。
135岩体扩容dilatancyofrockmass
岩石在偏应力作用下由于内部产生微裂隙而出现的非弹性体积应变。
136凯塞效应Kaisereffect
凯塞发现材料在单向拉伸或压缩试验时，当应力达到历史上受过的最大应力时会突然产生明显的声发射现象。
137劈裂试验splittest
又称“巴西试验”。用圆柱形岩样在直径方向上对称施加沿纵轴向均匀分布的压力使之破坏，从而测定岩样强度的壹种试验方法。
138吕荣单位Lugeonunit
岩体压水试验时，在lMPa水压力作用下，每米钻孔内每分钟耗水1L时的渗透性称为1吕荣。139岩石库仑壹莫尔强度理论Coulomb-Mohrstrengththeoryofrock
按照库仑壹莫尔强度理论，当代表某壹应力状态的最大应力圆和强度曲线相切时，岩石发生剪切破坏，破裂面和最大主应力作用面夹角a=45°+ф/2，该强度理论没有考虑中间主应力σ2的影响。此强度理论广泛应用于矿山工程稳定性分析。
140库仑壹纳维强度理论Coulomb-Navierstrengththeory
库仑和纳维建立的强度理论。该理论认为：岩石破坏时，破坏面上的剪应力达到极限值，该极限强度不仅和岩石抗剪能力有关而且和破坏面上的法向应力有关。
141岩石动态力学性质dynamicpropertyofrock
指岩石在变动载荷的作用下，发生变形和破坏等的力学特性。常用应变速率来表示载荷变化的剧烈程度。
142岩石动态弹性模量dynamicelasticmodulusofrock
岩石动态力学性质之壹。指岩石在动载荷作用下，显示出的弹性模量。它是岩石重要的力学性质之壹。测定岩石动态弹性模量通常用共振法、声脉冲法和霍普金森(Hopkinson)杆法。143岩石本构方程constituerltequationofrock
表征岩石应力应变之间关系的数学式。亦称物理方程，是反映岩石物理力学性质、表征岩石变形性的最基本的方程式。由于岩石内存在孔隙、微裂隙和受力状态及试验条件的不同，各种岩石有不同的本构方程。坚硬完整的岩块的本构方程能够用广义胡克定律来表示。
144岩石变形模量deformationmodulusofrock
指强度极限范围内的岩石应力应变之比。是岩石物理力学性质之壹。
145岩石残余强度residualstrengthofrock
指岩石试件在单轴或三轴抗压、抗剪试验中发生宏观破坏后的最小抵抗应力。是岩石物理力学性质之壹。
146岩石泊松比Poisson’sratioofrock
指岩石单向受压时，横向膨胀应变ε2、ε3和沿作用力方向产生的纵向应变ε1之比。是岩石物理力学性质之壹。
147岩石的波阻抗impedanceofrock
岩石中的纵波速度和岩石密度的乘积。它表明应力波在岩体中传播时，运动着的岩石质点产生单位速度所需的扰动力。它反映了岩石对动量传递的抵抗能力。波阻抗大的岩石往往比较难以爆破。
148岩石强度strengthofrock，resistabilityofrock
岩石的强度是表示岩石在外力作用下发生破坏前所能承受的最大应力，有抗压强度(compressionstrength)和抗拉强度(tensilestrength)等。
149岩石动态强度dynamicstrength0frock
指岩石在动载荷作用下显示出的岩石强度。
150岩石抗压强度compressivestrengthofrock
指岩石承受压应力时抵抗破坏的能力，单位为MPa。
151岩石坚固性firmnessofrock
指在采矿工程中岩石难于或易于破碎或维护的性质。人们在采矿实践中认识到有的岩石容易破碎，有的则难；有的易于维护，有的则容易冒落，于是产生岩石坚固性的概念。
152岩石流变性rheologicalbehaviourofrock
岩石物理力学性质之壹。指岩石的应力及应变随时间而变化的性质。岩石的流变包括变和松弛。蠕变是当应力为壹定值时，应变随时间而增长的性质；松弛则是应变为定值时，应力随时间而减小的性质。
153岩石流变强度rheologicalstrengthofrock
指岩石在应力长期作用下的强度。
154岩石热胀性heatexpansibilityofrock
指岩石受热膨胀的性质。岩石是由矿物颗粒组成的，绝大多数岩石都呈结晶状态。而结晶空间格子的微粒是不断在其平衡位置附近振动的，当温度升高时，其微粒间平衡位置的距离增大，因而产生岩石的热膨胀，其结果，长度或体积增大。
155岩石弹塑性elastic-plasticityofrock
指岩石的壹种变形特性。这壹特性常和受力状态和所处的环境有关。岩石受载后，应变相应地增长，可获得岩石的应力壹应变曲线。如果对岩石加载到壹定值时卸载，卸载曲线不沿加
载曲线返回原点。实际上，这类岩石的卸载曲线表示弹性变形和壹部分不可恢复的残余变形。156岩石弹性模量elasticmodulusofrock
指岩石在弹性范围内应力和应变之比。
157岩石三轴压缩强度triaxialcompressivestrengthofrock
指岩石试件在三向压应力作用下所能抵抗的最大轴向应力。有俩种方式产生三向压缩应力(σ1、σ2、σ3)；壹是使应力σ1>σ2>σ3，这样的试验称为真三轴压缩试验；另壹种是使应力σ1>σ2=σ3，这是广为采用的岩石普通三轴压缩试验方法。
158岩石强度测试方法methodforrockstrengthmeasuring
测定岩石物理力学性质的试验方法。通常在现场取回岩心或岩块，按照有关标准，在室内加工成规则试件，借助适当的加载设备在规定的加载速率下测定试件破坏时某截面上的极限应力。以同种岩石的壹组试件的平均强度作为该种岩石的强度。
159岩石强度尺寸效应sizeeffectofrockstrength
在同等的试验条件下，岩石的单向抗压强度随岩石试样尺寸的增大而减小的现象。
160岩石强度弱化系数weaknessfactorofrockstrength
饱水状态下岩石的抗压强度和干燥状态下的抗压强度之比。
161硬度试验hardnesstest
测定物料对压、刮、剥阻力大小的试验方法。岩石的硬度取决于岩石中矿物组成的费型、含量及矿物颗粒之间的结合力。
162普氏岩石硬度指数Protodyakonovcoefficientofrockstrength
前苏联普罗托季雅科诺夫20世纪30年代提出普氏分级法。这壹方法主要采用的分级指标为f=Rc／10，式中Rc为岩块单轴抗压强度MPa。用，值把岩石分成20个级别。
163岩石硬度hardnessofrock
岩石抵抗工具侵入其表面的能力指标。它是影响机械方法破碎岩石效果的基本量值。按测量方法不同，主要有刻划硬度、压入硬度和回弹硬度三种。
164洛氏硬度Rockwellhardness
用洛氏硬度试验机测得表示材料硬度的壹种标准，由S．P．Rockwell提出，用符号HR表示。应用压人法测定。
165布氏硬度数Brinellnumber
表示材料硬度的壹种标准。由瑞典人布林南尔(J．ABrinell)首先提出。用压入法将压力施加于淬火的钢球(如直径为10mm的球)上，使其压向所测试的材料样品的表面而产生凹痕。用测得的球形凹痕单位面积上的压力来表示材料的硬度。单位为1kgf／mm2。
166维氏硬度Vickerhardness
材料硬度的壹种表示方法。以测量金刚石四棱锥体在试件上产生的压痕的对角线值表示。符号是HV。例如，HV30表示试验载荷为300N时的维氏硬度。
167回弹硬度reboundhardness
工具冲击岩石表面，当岩石表面的弹性变形恢复时，工具将被弹出。以这种回弹能力来度量岩石的硬度便是回弹硬度。这种硬度和岩石的弹性模量有较好的相关性。常用的有肖氏硬度和回弹锤硬度。
168肖氏硬度标度Shorehardnessscale
英国科学家肖(A．F．Shore)首先提出，将嵌有金刚石端头的撞销，从壹定高度坠落到材料表面，以回弹高度作为硬度的指标，若弹回到原坠落的高度，则肖氏硬度标值为140。
岩石的肖氏硬度大致范围为石英岩83～95，花岗石71～90，石灰岩17～76，砂岩34～66，泥灰岩10～27。
169岩石力学模拟方法analogmethodforrockmechanics
根据相似原理，运用矿山岩石力学的理论和法则，在模型上研究岩体在各种不同受力状态下产生变形和破坏规律的方法。岩石力学模拟方法，包括数学模拟和物理模拟。
170岩石力学物理模拟physicalanalog。forrockmechanics
矿山岩石力学研究中的物理模拟，包括相似材料模拟、光测弹性材料模拟、底摩擦模拟及离心模拟。
171岩石线应变强度理论linearstrainstrengththeoryofrock
关于岩石在外载荷作用下，当某截面上的拉伸应变达到极限时，岩石即发生拉伸破坏的论述。岩石线应变强度理论又称为岩石最大拉应变强度理论。在岩体稳定分析中广为应用。
172岩体地质结构分析geologicalstructureanalysisofrockmass
研究岩体的地质构造结构面和被结构面切割而成的结构体的形状、大小及其相互组合形式，且分析其在矿山工程应力作用下的稳定性等整个工作的总称。它是评价岩体稳定性的基础工作。
173岩体力学mechanicsofrockmass
把岩体视为工程的组成部分，研究岩体中所发生的力学现象和力学过程。用以指导岩体工程设计和施工。
174岩体应力stressinrockmass
岩体自重、地质构造和开挖影响下，存在于岩体内部单位面积上的内力。未被开挖所扰动的岩体应力称岩体原始应力，开挖扰动后岩体应力的变化称为二次应力。
175岩体原始应力originalstressinrockmass
指地壳中未被开挖的岩体坑硐工程或岩体坑硐工程影响区之外的岩体中的三维应力状态。176岩体二次应力inducedstressinrockmass
岩体开挖后原始应力大小和方向发生变化的应力。在岩体中开挖坑硐后，打破了岩体原始应力的平衡状态，在坑硐附近壹定范围的岩体中发生应力重新分布，形成二次应力场，岩体二次应力分布，和岩体原始应力的主应力方向、大小和坑硐的几何形状及岩体结构有关。
177岩体工程边界元法boundaryelementmethodforrockengineering
在岩体结构的边界上划分单元求解边值问题的壹种数值分析方法。
178岩体工程光弹模拟photoelasticmodelofrockengineering
用光学灵敏材料制成的模型置于偏振光场中模拟岩体工程结构应力分布和应力大小的研究方法。
179岩体工程离散元法distinctelementmethodforrockengineering
以分离的岩块为单元，依牛顿第二定律，以块体动力平衡分析法求解岩体结构中各岩块每壹瞬间的加速度、速度和位移，且由计算机作图记述结构中岩块的分布状态。
180岩体工程有限元法finiteelementmethodforrockengineering
依据变分原理求解边值问题的壹种离散化数值方法。有限元法把研究的对象划分为有限数量的子域，称作单元。单元之间由节点连接，由节点传力。各单元能够有不同的形状、尺寸、材料性质和不同的受力变形规律。整个结构是许多单元的集合体。
181岩体工程位移反分析法displacementbackanalysisforrockengineering
用开挖过程中实测的围岩位移推算围岩的力学参数或岩体中的原始应力场的方法。在分析开挖体稳定性问题时，位移和变形通常是作为待求量出现的，因此，测位移、求参数的分析称为反分析。
182岩体温度应力temperaturestressinrockmass
岩体随地壳中温度变化发生热胀冷缩而产生的应力。昼夜、季节的温度变化和岩浆活动是在岩体中产生温度应力的天然原因。地下核爆炸可使岩体中产生较高的温度应力，壹般的工程开挖在岩体中产生的温度应力不大，影响范围很小。
183岩体关键块分析keyblockanalysisofrockmass
指识别岩体中的关键块的工作。关键块是节理岩体或块状岩体中对岩体的稳定性起关键作用的块体。它们易于滑塌，而壹旦滑塌则将能引起后续块体的连锁滑塌。石根华提出了关键块的概念和壹套识别关键块的方法，此理论的核心内容在于识别所谓的可移块体。
184岩体离心模型centrifugalmodelofrockmass
将按壹定几何比，用原型岩石、相似材料或光弹材料制成的模型，放人离心机回转盒中，以均匀旋转时的离心力场来模拟岩体工程结构受力边界条件，使之保证重力相似的研究方法。185岩体工程相似材料模拟simulatingmaterialmodelingofrockengineering
岩石力学模拟方法之壹。岩体工程相似材料模拟实验的理论基础是相似原理；若俩个系统相似，则表征该俩系统的对应物理量成壹定比例关系，表述各对应物理量之关系的数学表达式也相同。在工程岩石力学模拟研究中，相似条件应包括几何相似、运动相似和动力相似。186裂纹扩展crackgrowth
当固体中应力达到某壹临界值时，裂纹尖端或其邻域开始发生裂纹的现象。
187格里菲斯强度理论Griffith’Sstrengththeory
格里菲斯考虑裂纹随机排列的岩石中，最不利方向上的裂缝周边应力最大处，首先达到张裂状态而建立的岩石破裂理论。
188修正的格里菲斯理论modifiedGriffith’Stheory
考虑到压应力场中，裂缝闭合影响其尖端的应力集中，对格里菲斯强度进行修正的理论。
岩石力学复习资料 一．名词解释（15分） 1.结构：矿物颗粒的形状、大小和联结方式所决定的结构特征。 2.构造：各种不同结构的矿物集合体的各种分布和排列方式。 3.岩石颗粒间的联结分为结晶联结和胶结联结两类。 4.质量密度（ρ）和重力密度(γ)： 单位体积的岩石的质量称为岩石的质量密度。单位体积的岩石的重力称为岩石的重力密度(重度)。所谓单位体积就是包括孔隙体积在内的体积。 γ＝ W/V γ＝ρg(kN /m3) 5.岩石的相对密度：岩石的干重量除以岩石的实体积（不包括岩石中孔隙体积）所得的量与1个大气压下4度纯水的重度之比值。 Gs ——岩石的相对密度； Ws ——干燥岩石的重量(kN); Vs ——岩石固体体积(m3); —4度时水的重度（10kN/m3）。 6.孔隙率：岩石试件内孔隙的体积占试件总体积的百分比。 7.孔隙比：岩石试件内孔隙的体积与岩石试件内固体矿物颗粒的体积之比。 8.含水率：天然状态下岩石中水的重量ωW 与岩石烘干重量Ws 之比。 9.渗透性：在水压力作用下，岩石的孔隙和裂隙透过水的能力。 w s s s V W G γ=w γ%100?=V V n V n n V V V V V e V V s V -=-==1%100?=s W W ωωw s d G n γγ-=1
10.膨胀性：岩石浸水后体积增大的性质。 11.崩解性：岩石与水相互作用时失去粘结性并变为完全丧失强度的松散物质的性质。 12.软弱性：岩石与水相互作用时强度降低的特性。 13.抗冻性：岩石抵抗冻融破坏的性能。 14.岩石的强度：岩石抵抗破坏的能力。岩石在荷载作用下，发生破坏时所承受的最大荷载应力就是岩石的强度。 15.岩石的单轴抗压（拉）强度：岩石在单轴压缩（拉伸）荷载作用下，所能承受的最大压（拉）应力。 16.岩石的抗剪强度：岩石抵抗剪切破坏的极限能力。 17.岩石的扩容: 岩石受外力作用后,发生非弹性的体积膨胀。 18.残余强度: 岩石完全破坏后所能承受的一个较小的应力值。 19.长期强度: 长期荷载作用下岩石的强度。 20.岩石的流变性：岩石应力应变关系随时间而变化的性质。 21.蠕变：当应力保持恒定时，应变随时间增长而增大的现象。 22.松弛: 当应变保持恒定时，应力随时间增长而逐渐减小的现象。 23.弹性后效: 当卸载时，弹性应变滞后于应力的现象。 24.卸荷裂隙：岩体表面某一部分被剥蚀掉，引起重力和构造应力的释放或调整，使得岩体向自由空间膨胀而产生的平行于地表面的张裂隙。 25.RQD: 岩石质量指标，是指钻探时岩芯的复原率,或称岩芯采取率。 %10010(?>=（岩芯进尺总长度） 的岩芯断块累计长度）L cm Lp RQD 2 )(rp mp v V V K =
第一章岩石物理力学性质；1.构成岩石的主要造岩矿物有哪些？；答：岩石中主要造岩矿物有：正长石、斜长石、石英、；2.为什么说基性岩和超基性岩最容易风化？；答：基性和超基性岩石主要是由易风化的橄榄石、辉石；3.常见岩石的结构连接类型有哪几种？各有什么特点；答：岩石中结构连接的类型主要有两种，分别是结晶连；结晶连接指矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起；4.何谓岩石中的 第一章岩石物理力学性质 1.构成岩石的主要造岩矿物有哪些？ 答：岩石中主要造岩矿物有：正长石、斜长石、石英、黑云母、白云母、角闪石、辉石、橄榄石、方解石、白云石、高岭石、磁铁矿等。 2.为什么说基性岩和超基性岩最容易风化？ 答：基性和超基性岩石主要是由易风化的橄榄石、辉石及斜长石组成，所以非常容易风化。 3.常见岩石的结构连接类型有哪几种？各有什么特点？ 答：岩石中结构连接的类型主要有两种，分别是结晶连接和胶结连接。 结晶连接指矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起。这类连接使晶体颗粒之间紧密接触，故岩石强度一般较大，抗风化能力强；胶结连接指岩石矿物颗粒与颗粒之间通过胶结物连接在一起，这种连接的岩石，其强度主要取决于胶结物及胶结类型。 4.何谓岩石中的微结构面，主要指哪些，各有什么特点？ 答：岩石中的微结构面（或称缺陷）是指存在于矿物颗粒内部或矿物颗粒及矿物集合之间微小的若面及空隙。包括矿物的解理、晶格缺陷、晶粒边界、粒间空隙、微裂隙等。
矿物解理面指矿物晶体或晶粒受力后沿一定结晶防线分裂成光滑平面，解理面往往平行于矿物晶体面网间距较大的面网。 晶粒边界：由于矿物晶粒表面电价不平衡而引起矿物表面的结合力，该结合力源小于矿物晶粒内部分子、原子、离子键之间的作用力，因此相对较弱，从而造成矿物晶粒边界相对软弱。微裂隙：指发育于矿物颗粒内部及颗粒之间的多呈闭合状态的破裂痕迹线。具有方向性。粒间空隙：多在成岩过程中形成晶粒之间、胶结物之间微小的空隙。 5.自然界中的岩石按地质成因分类，可以分为几大类，各大类有何特点？ 答：按地质成因分类，自然界中岩石可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。 岩浆岩按照岩浆冷凝成岩的地质环境不同又可分为深成岩、浅成岩和喷出岩。其中深成岩常形成巨大的侵入体，有巨型岩体，大的如岩盘、岩基，其形成环境都处在高温高压之下，形成过程中由于岩浆有充分的分异作用，常常形成基性岩、超基性岩、中性岩及酸性、碱性岩等，其岩性较均一，变化较小，岩体结构呈典型的块状结构，结构多为六面体和八面体，岩体颗粒均匀，多为粗-中粒结构，致密坚硬，空隙少，力学强度高，透水性弱，抗水性强；浅成岩成分与相应的深成岩相似，其产状多为岩床、岩墙、岩脉等小侵入体，岩体均一性差，岩体结构常呈镶嵌式结构，岩石常呈斑状结构和均粒-中细粒结构，细粒岩石强度比深成岩高，抗风化能力强，斑状结构则差一些；喷出岩有喷发及溢流之别，其结构比较复杂，岩性不一，各向异性显著，岩体连续性差，透水性强，软弱结构面发育。 沉积岩是由风化剥蚀作用或火山作用形成的物质，在原地或被外力搬运，在适当条件下沉积下来，经胶结和成岩作用而形成的。其矿物成分主要是粘土矿物、碳酸盐和残余的石英长石等，具层理构造，岩性一般具有明显的各向异性，按形成条件和结构特点，沉积岩可分为：火山碎屑岩、胶结碎屑岩、粘土岩、化学岩和生物化学岩等。 变质岩是在已有岩石的基础上，经过变质混合作用形成的。因其形成的温度、压强等变质因素复杂，其力学性质差别很大，不能一概而论。 6.表示岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么？
影响岩石工程地质性质的因素 矿物成分、结构、构造、水、风化作用 1．矿物成分 岩石是由矿物组成的，岩石的矿物成分对岩石的物理力学性质产生直接的影响。 例如，石英岩的抗压强度比大理岩的要高得多，这是因为石英的强度比方解石的强度高的缘故，由此可见，尽管岩类相同，结构和构造也相同，如果矿物成分不同，岩石的物理力学性质会有明显的差别。 对岩石的工程地质性质进行分析和评价时,更应该注意那些可能降低岩石强度的因素。 例如，花岗岩中的黑云母含量过高，石灰岩、砂岩中粘土类矿物的含量过高会直接降低岩石的强度和稳定性。 2．结构 结晶联结是由岩浆或溶液结晶或重结晶形成的。矿物的结晶颗粒靠直接接触产生的力牢固地联结在一起，结合力强，空隙度小，比胶结联结的岩石具有更高的强度和稳定性。 联结是矿物碎屑由胶结物联结在一起的，胶结联结的岩石，其强度和稳定性主要取决于胶结物的成分和胶结的形式，同时也受碎屑成分的影响，变化很大。 例如：粗粒花岗岩的抗压强度一般在120～140Mpa之间，而细粒花岗岩则可达200～250Mpa。 大理岩的抗压强度一般在100～120MPa之间，而坚固的石灰岩则可达250MPa 。 3．构造 构造对岩石物理力学性质的影响，主要是由矿物成分在岩石中分布的不均匀性和岩石结构的不连续性所决定的。 某些岩石具有的片状构造、板状构造、千枚状构造、片麻状构造以及流纹构造等，岩石的这些构造，使矿物成分在岩石中的分布极不均匀。一些强度低、易风化的矿物，多沿一定方向富集，或成条带状分布，或形成局部聚集体，从而使岩石的物理力学性质在局部发生很大变化。 4．水 实验证明，岩石饱水后强度降低。当岩石受到水的作用时，水就沿着岩石中可见和不可见的孔隙、裂隙侵入，浸湿岩石自由表面上的矿物颗粒，并继续沿着矿物颗粒间的接触面向深部侵入，削弱矿物颗粒间的联结，使岩石的强度受到影响。 如石灰岩和砂岩被水饱和后，其极限抗压强度会降低25％～45％左右。 5．风化 风化作用过程能使岩石的结构、构造和整体性遭到破坏，空隙度增大、容重减小，吸水性和透水性显著增高，强度和稳定性大为降低。随着化学过程的加强，则会使岩石中的某些矿物发生次生变化，从根本上改变岩石原有的工程地质性质。
第四章 岩石及特殊土的工程性质 第一节 岩石的物理性质 一、密度和重度： 密度：单位体积的质量（ρ）。（g/cm 3） ??? ??饱和密度干密度／天然密度Ms/V V M 重度：单位体积的重量（γ）。（N/cm 3） 2m /s 1kg 1N ?=?=g ργ 二、颗粒密度和比重（相对密度） 颗粒密度：单位体积固位颗粒的质量（s ρ）。（g/cm 3） V M s s = ρ 比重（相对密度）：单位体积固体颗粒的重力与4℃时同体积水的重力之比 （d s ）。 w s s d ρρ= 三、孔隙度和孔隙比： 孔隙度：孔隙体积与岩石总体积之比（n ）。 %100?= V V n n 孔隙比：孔隙体积与岩石中固体颗粒体积之比（e ）。 s n V V e = 第二节 岩石的水理性质 一、吸水性：指岩石吸收水的性能。其吸水程度用吸水率表示。 吸水率：（常压条件下）吸入水量与干燥岩石质量之比。 %1001 1?= s w G G w 饱水率：（150个大气压下或真空）吸入水量与干燥岩石质量之比。 %1002 2?= s w G G W
饱水系数：岩石吸水率与饱水率之比。 21 W W K w = （9.0~5.0=w K ） 二、透水性：指岩石能透过水的能力。用渗透系数K 表示。（m/s ） 达西层流定律：F I K F dl dh K Q ??=?? = 渗透系数： I V F I Q K =?= 三、软化性：指岩石浸水后强度降低的性质。用软化系数K R 表示。 软化系数： 干燥单轴抗压强度。饱和单轴抗压强度。→→= R R K c R 一般软化系数75.0＜R K 的岩石具软化性。 四、抗冻性：指岩石抵抗冻融破坏的能力。 强度损失率： 冻融前的强度冻融前后强度差 = l R 不抗冻的岩石 R L ＞25％ 重量损失率： 冻融前的重量冻融前后重量差 = L G G L ＞2％ K W ＞ 五、可溶性：指岩石被水溶解的性能。 六、膨胀性：指岩石吸水后体积增大的性能。 七、崩解性：岩石（干燥）泡水后，因内部结构破坏而崩解的性能。 第三节 岩石的力学性质 一、变形：岩石受力后发生形状改变的现象。主要变形模量和泊松比表示。 ??? ? ?? ? ??? ?? ? ===50505001εσεσ εσ εσ＝割线模量塑性模量弹性模量变形模量、变形：E E E E s s t T 2、泊松比：指横向应变⊥ε与纵向应变11ε之比。
岩石级别坚固程度代表性岩石 Ⅰ 最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他各种特别坚固的岩石。(f=20) Ⅱ 很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩，较坚固的石英岩，最坚固的砂岩和石灰岩.(f=15) Ⅲ坚固致密的花岗岩，很坚固的砂岩和石灰岩，石英矿脉，坚固的砾岩，很坚固的铁矿石.(f=10) Ⅲa 坚固坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁矿，不坚固的花岗岩。(f=8) Ⅳ比较坚固一般的砂岩、铁矿石(f=6) Ⅳa 比较坚固砂质页岩，页岩质砂岩。(f=5) Ⅴ中等坚固坚固的泥质页岩，不坚固的砂岩和石灰岩，软砾石。(f=4) Ⅴa 中等坚固各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩.(f=3) Ⅵ比较软软弱页岩，很软的石灰岩，白垩，盐岩，石膏，无烟煤，破碎的砂岩和石质土壤.(f=2)
Ⅵa 比较软碎石质土壤，破碎的页岩，粘结成块的砾石、碎石，坚固的煤，硬化的粘土。(f=1.5) Ⅶ软软致密粘土，较软的烟煤，坚固的冲击土层，粘土质土壤。(f=1) Ⅶa 软软砂质粘土、砾石，黄土。(f=0.8) Ⅷ土状腐殖土，泥煤，软砂质土壤，湿砂。(f=0.6) Ⅸ松散状砂，山砾堆积，细砾石，松土，开采下来的煤(f=0.5) Ⅹ流沙状流沙，沼泽土壤，含水黄土及其他含水土壤. (f=0.3) A表示矿岩的坚固性的量化指标. 人们在长期的实践中认识到，有些岩石不容易破坏，有一些则难于破碎。难于破碎的岩石一般也难于凿岩，难于爆破，则它们的硬度也比较大，概括的说就是比较坚固。因此，人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。 坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数，也叫普氏硬度系数f 值）。 坚固性系数f=R/100 (R单位kg/cm2) 式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。 通常用
岩石力学 岩石的物理性质 一、 岩石的分类 火成岩：侵入岩和喷出岩。 沉积岩：砂岩（95%的油气储量）、页岩（待开采，如页岩气、煤层气）、石灰岩。 变质岩：不含油气。 二、 岩石的强度 主要取决于：组成其矿物的强度、连接结构形式、岩石的结构和整体构造、胶结物的成分和胶结方式 三、岩石的物理性质 孔隙度、渗透率、可压缩性、导电性、传热性的总称。 1、 孔隙度： 绝对孔隙度：φ = V 孔/V 岩总 孔隙度越高，岩石的力学性质越差。 有效孔隙度： φ有效 =V 连通/V 孔总。 2、 渗透性：在一定压力作用下，孔隙具有让流体（油、气、水）通过的性质。其大小 用渗透率来描述，反映了流体在岩石孔隙中流动的阻力的大小。 达西定律：A L h K Q ?=φ ...K Φ——反应岩石性质系数 含义：以粘度为1厘泊的流体完全饱和于岩石孔隙中，在1个大气压差的作用下，以层流的方式用过截面积为1cm 2,长度为1cm 的岩样时，其流量为1cm 3/s 。则渗透率为1达西（D ）。 3、 岩石中的油、气、水饱和度。… 4、 岩石的粒度组成和比表面积： 粒度组成的分析方法：筛分析法和沉降法。通过粒度得孔隙度。 比表面积：单位体积岩石内颗粒的总表面积。通过粒度组成估算比面。 孔隙度、粒度、比表三者之二求一 岩石的力学性质 岩石的类型、组成成分、结构构造、围压、温度、应变率、载荷等对其力学性质都有影响 一、 岩石变形性质的基本概念 1、 弹性：… 基本弹性参数E 、υ。 2、 塑性 3、 黏性：物体受力后，变形不能在瞬时完成，且应变率随应力的增加而增加的性质。 4、 脆性：受力后变形很小就发生破裂的性质。（ε>5%就发生破裂的称为塑性材料,小于 的称脆性材料） 5、 延性：发生较大塑性变形，但不丧失其承载能力的性质。 岩石在常温，常压下，并不是理想的弹性或塑性材料，而是几种的复合体，如塑弹性、塑弹塑、弹塑蠕。其本构关系略。 6、常温常压下岩石的典型应力-应变曲线：（重点） OA---塑性，应力增加快，但应变增加不多。原因：存在的孔隙和微裂隙被压实。其刚度增加。当围压大时，OA 段不明显。 AB---弹性； BC---塑性，应力增大不多，但应变增加多。在BC 段间任一点卸载后再加载，其强度会提高，称为硬化。B 点所对应的应力值为弹性极限。 到C 点，岩石没垮塌，还保持柱状，但有裂纹，不能加载，其承载能力变小，所以得
岩石力学 第一章 绪论 1、岩石力学是研究岩石或者岩体在受力的情况下变形、屈服、破坏及破坏后的力学效应。 2、岩石的吸水率的定义。 演示吸水率是指岩石在大气压力下吸收水的质量w m 与岩石固体颗粒质量s m 之比的百分数表示，一 般以a w 表示，即w 0s a s s m w 100%m m m m -==? 第二章 岩石的物理力学性质 1、影响岩石的固有属性的因素主要包括试件尺寸、试件形状、三维尺寸比例、加载速度、湿度等。 2、简述量积法测量岩石容重的适用条件和基本原理。 适用条件：凡能制备成规则试样的岩石均可 基本原理：G/A*H H ：均高；A ：平均断面；G ：重量 3、简述劈裂试验测岩石抗压强度的基本原理。 在试件上下支承面与压力机压板之间加一条垫条，将施加的压力变为线性荷载以使试件内部产生垂直于上下荷载作用方向的拉应力在对径压缩时圆盘中心点的压应力值为拉应力值的3倍而岩石的抗拉强度是抗压强度的1/10，岩石在受压破坏前就被抗拉应力破坏 4、简述蜡封法测量岩石容重的适用条件和基本原理。 适用条件：不能用量积法或水中称量法（非规则岩石试样且遇水易崩解，溶解及干缩湿胀的岩石） 基本原理：阿基米德浮力原理 首先选取有代表性的岩样在105~110℃温度下烘干24小时。取出，系上细线，称岩样重量（g s ）,持线将岩样缓缓浸入刚过熔点的蜡液中，浸没后立即提出，检查岩样周围的蜡膜，若有起泡应用针刺破，再用蜡液补平，冷却后称蜡封岩样的重量（g 1），然后将蜡封岩样浸没于纯水中称其重量（g 2），则岩石的干容重（γd ）为： γd =g s /[（g 1-g 2）/γw -（g 1-g s ）/γn] 式中，γn 为蜡的容重（kN/m 3），.γw 为水的容重（kN/m 3） 附注：1. g 1- g 2即是试块受到的浮力，除以水的密度，（g 1- g 2）/γw 即整个试块体积。 2. （g 1- g s ）/γn 为蜡的体积 第三章 岩石的力学性质 1、岩石的抗压强度随着围压的增大而(增大或减小)? 增大而增大。 2、岩石的变形特性通常用弹性模量、变形模量和泊松比等指标表示。 ①弹性模量：岩石在弹性变形阶段内，正应力和对应的正应变的比值。 ②变形模量：岩石在弹塑性变形阶段内，正应力和对应的总应变的比值。 ③泊松比：岩石在单向受拉或受压时，横向正应变与轴向正应变的绝对值的比值。 3、简述如何利用全应力-应变曲线预测岩石的蠕变破坏。 当岩石应力水平小于 H 点的应力值，岩石试件不会发生蠕变。
1．工程地质学及其研究内容？ 要点：研究工程活动与地质环境相互作用的学科称为工程地质学。工程地质学探讨工程地质勘察的手段及方法，调查研究岩土体的工程地质性质、地质构造、地貌等工程地质条件及其发展变化规律，分析研究与工程有关的工程地质问题，并提出相应的处理方法及防治措施。为工程的选址、规划、设计、施工提供可靠的依据。 2．什么是工程地质条件？ 要点：工程地质条件是指与工程建设有关的地质条件总和，它包括土和岩石的工程性质、地质构造、地貌、水文地质、地质作用、自然地质现象和天然建筑材料等几个方面。1．什么是地质作用？内、外地质作用是怎样改造地球的？ 答：在自然界中所发生的一切可以改变地球的物质组成、构造和地表形态的作用称为地质作用。 地球内力地质作用：由地球内部能（地球旋转能、重力能、放射性元素蜕变的热能等）所引起的地质作用，它主要通过地壳运动、地震作用、岩浆作用、变质作用来改造地球的； 外动力地质作用：由地球范围以外的能源，如太阳的辐射能、日月的引力能等为主要能源在地表或地表附近进行的地质作用，它主要通过风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、成岩作用来改造地球的。 2、野外鉴别矿物的步骤？ 答：（1）找到矿物的新鲜面，矿物的新鲜面能真实地反映矿物化学成分和物理特征；（2）观察鉴别矿物的形态和物理性质；（3）根据观察到的矿物的物理性质，结合常见造岩矿物特征，对矿物进行命名。 3、什么是变质岩？变质岩有哪些主要矿物、结构和构造？常见变质岩的鉴别特征是什么？ 答：变质岩是由地壳中已形成的岩石（岩浆岩、沉积岩、变质岩）经地球内力作用，发生矿物成分、结构构造变化形成的岩石。变质岩的矿物一部分是岩浆岩或沉积岩共有的，如石英、长石、云母等，另一部是变质岩特有的，如红柱石，刚玉等；变质岩的主要结构有变余结构、变晶结构、碎裂结构等；变质岩的构造主要有变余构造、变成构造两种。变质岩的鉴别特征首先是变质作用：区域变质、接触变质、动力变质，然后鉴别依据主要是构造、结构和矿物成分。 4．什么是变质作用及其类型？ 要点：地球内力作用促使岩石发生矿物成分及结构构造变化的作用称为变质作用。变质作用分为接触变质作用、区域变质作用、混合岩化作用和动力变质作用四种类型 5．岩石坚硬程度分类的依据是什么？岩石坚硬程度类型有哪些？ 要点：岩石的坚硬程度分类的依据是岩石饱和单轴抗压强度。根据岩石饱和单轴抗压强度将岩石分为５大类，分别为：坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩、极软岩。 6、岩石的工程地质性质有哪些？表征岩石工程地质性质的指标有哪些？ 答：岩石的工程地质性质主要包括物理性质、水理性质和力学性质三个主要方面。 表征岩石工程地质性质的指标主要有岩石的物理性质（重度、空隙性）、岩石的水理性质（吸水性、透水性、溶解性、软化性、抗冻性）、岩石的力学性质（坚硬程度、变形、强度） 7、分析影响工程地质性质的因素。 答：影响岩石工程地质性质的因素主要有地质特征，如岩石的矿物成分、结构、构造及成因等；另一个是岩石形成后所受外部因素的影响，如水的作用及风化作用等。 矿物成分：矿物成分对岩石的岩石强度有直接的影响，从工程要求看大多数岩石的强度相对来说都比较高，从工程性质来看，我们应该注意那些可能减低岩石强度的因素。 结构：胶结结构和结晶结构，它对工程地质性质的影响主要体现在强度和稳定性方面。一般来说结晶结构比胶结结构的岩石更稳定，强度更大。 构造：构造对工程地质性质的影响主要是由于矿物成分分布不均匀及各种地质界面 水：水能削弱矿物颗粒之间的联结，使岩石强度受到影响。但在一定程度上对岩石强度的影响是可逆的。 风：风能促使岩石的结构、构造和整体性遭到破坏，孔隙度增大，容重减小，吸水和透水性显著增高，强度和稳定性大为降低。伴随化学作用，可以从根本上改变岩石的性质。 1、如何确定岩石的相对地质年代？ 答：岩石相对地质年代的确定主要依据地层层序律、生物演化率、岩性对比法、地质体之间的接触关系等方法来确定。 2、地质年代的单位有那些？对应的地层单位有那些？ 答：地质年代按时间段落的级别依次划分为宙、代、纪、世、期。与其相对应的地层单位分别是宇、界、系、统、阶。 3、地质体之间的接触关系有哪些？反映的地质内容是什么？ 答：地质体之间的接触关系主要有：整合接触、平行不整合接触、角度不整合接触、侵入接触、沉积接触。 整合接触即反映的地质内容是相邻的新、老两套地层产状一致，岩石性质与生物演化连续而渐变，沉积作用无间断。 平行不整合接触反映的地质内容是相邻的新、老两套地层产状一致，岩石性质与生物演化连续而渐变，沉积作用无间断。 角度不整合接触反映的地质内容是相邻的新、老地层之间缺失了部分地层，且彼此之间的产状也不相同，成角度相交。 侵入接触即由岩浆侵入到先形成的岩层中而形成的接触关系。沉积接触所反映的地质内容是地壳上升并遭 受剥蚀，形成剥蚀面，然后地壳下降，在剥 蚀面上接受沉积，形成新地层。 4、在野外如何测定岩层的产状？ 答：岩层产状的野外测定主要是用地质罗盘 在岩层层面上直接测量。 测量走向时，使罗盘在长边紧贴层面，将罗 盘放平，水准泡居中，读指北针或指南针所 示的方位角，就是岩层的走向。测量倾向时， 将罗盘的短边紧贴层面，水准泡居中，读指 北针所示的方位角，就是岩石的倾向。测量 倾角时，需将罗盘横着竖起来，使长边与岩 层的走向垂直，紧贴层面，等倾斜器上的水 准泡居中后，读悬锤所示的角度，就是岩层 的倾角。 5、简叙各褶曲要素。 要点：核：组成褶皱中心部位的岩层。翼： 中心岩层动外的岩层。转折端：从翼向另一 翼过渡的弯曲部分。枢纽：组成褶皱岩层的 同一层面最大弯曲点的连线。轴面：由各岩 层枢纽所连成的面。 6、在野外如何识别褶皱？ 答：在野外识别褶皱主要是采用穿越的方法 和追索的方法进行观察。 穿越的方法就是沿着选定的调查路线，垂直 岩层走向进行观察，用穿越的方法，便于了 解岩层的产状，层序及其新老关系。 追索法就是沿平行岩层走向进行观察的方 法。平行岩层走向进行追索观察，便于查明 褶曲延伸的方向及其构造变化的情况。 7、褶皱区如何布置工程建筑？ 答：（1）褶皱核部岩层由于受水平挤压作用， 产生许多裂隙，直接影响到岩体的完整性和 强度，在石灰岩地区还往往使岩溶较为发育。 所以在核部布置各种建筑工程，如厂房、路 桥、坝址、隧道等，必须注意岩层的坍落、 漏水及涌水问题。（2）在褶皱翼部布置建筑 工程时，如果开挖边坡的走向近于平行岩层 走向，且边坡倾向于岩层倾向一致，边坡坡 角大于岩层倾角，则容易造成顺层滑动现象 （3）对于隧道等深埋地下的工程，一般应布 置在褶皱翼部。因为隧道通过均一岩层有利 稳定，而背斜顶部岩层受张力作用可能塌落， 向斜核部则是储水较丰富的地段。 8、构造节理的特征是什么？ 答：由构造运动产生的节理叫构造节理，它 在地壳中分布极为广泛，分布也有一定的规 律。按构造节理形成的应力性质，构造节理 可分为张节理和剪应力两大类。 张节理其主要特征是产状不很稳定，在平面 上和剖面上的延展均不远；节理面粗糙不平， 擦痕不发育，节理两壁裂开距离较大，且裂 缝的宽度变化也较大，节理内常充填有呈脉 状的方解石、石英，以及松散工已胶结的粘 性土和岩屑等；当张节理发育于碎屑岩中时， 常绕过较大的碎屑颗粒或砾石，而不是切穿 砾石；张节理一般发育稀疏，节理间的距离 较大，分布不均匀。 剪节理剪节理和特征是产状稳定，在平面和 剖面上延续均较长；节理面光滑，常具擦痕、 镜面等现象，节理两壁之间紧密闭合；发育 于碎屑岩中的剪节理，常切割较大的碎屑颗 粒或砾石；一般发育较密，且常有等间距分 布的特点；常成对出现，呈两组共轭剪节理。 9、分析节理对工程建筑的影响？ 答：岩体中的裂隙，在工程上除了有利于开 挖处，对岩体的强度和稳定性均有不利的影 响。 岩体中存在裂隙，破坏了岩体的整体性，促 进岩体风化速度，增强岩体的透水性，因而 使岩体的强度和稳定性降低。当裂隙主要发 育方向与路线走向平行，倾向与边坡一致时， 不论岩体的产状如何，路堑边坡都容易发生 崩塌等不稳定现象。在路基施工中，如果岩 体存在裂隙，还会影响爆破作业的效果。所 以，当裂隙有可能成为影响工程设计的重要 因素时，应当对裂隙进行深入的调查研究， 详细论证裂隙对岩体工程建筑条件的影响， 采取相应措施，以保证建筑物的稳定和正常 使用。 10、断层的类型及组合形式有哪些？ 答：根据两盘相对移动的特点，断层的基本 类型有上盘相对下降，下盘相对上升的正断 层；上盘相对上升，下盘相对下降的逆断层； 两盘沿断层走向相对水平移动的平移断层。 断层的组合类型有阶梯状断层、地堑和地垒、 叠瓦状断层等多种形式。 11、在野外怎样识别断层？ 答：在自然界，大部分断层由于后期遭受剥 蚀破坏和覆盖，在地表上暴露得不清楚，因 此需根据地层、构造等直接证据和地貌、水 文等方面的间接证据来判断断层的存在与否 及断层类型。 12、地质平面图、剖面图及柱状图各自反映 了哪些内容？ 答：一幅完整的地质图应包括平面图、剖面 图和柱状图。平面图是反映一表地质条件的 图。是最基本的图件。地质剖面图是配合平 面图，反映一些重要部位的地质条件，它对 地层层序和地质构造现象的反映比平面图更 清晰、更直观。柱状图是综合反映一个地区 各地质年代的地层特征、厚度和接触关系的 图件。 13、如何阅读分析一幅地质图？ 答：先看图和比例尺。以了解地质图所表示 的内容，图幅的位置，地点范围及其精度。 阅读图例。了解图中有哪些地质时代的岩层 及其新老关系；并熟悉图例的颜色及符号， 附有地层柱状图时，可与图例配合阅读。 分析地形地貌，了解本区的地形起伏，相对 高差，山川形势，地貌特征等。 阅读地层分布、产状及其和地形关系，分析 不同地质时代的分布规律，岩性特征，及新 老接触关系，了解区域地层的基本特点。 阅读图上有无褶皱，褶皱类型、轴部、翼部 的位置；有无断层，断层性质、分布、以及 断层两侧地层的特征，分析本地区地质构造 形态的基本特征。 综合分析各种地质现象之间的关系及规律 性。 1．残积土的成因及其特征？ 要点：岩石风化后产生的碎屑物质，被风和 大气降水带走一部分，其余都残留在原地， 残留在原地的碎屑物称为残积土。残积土主 要分布在岩石暴露于地表而受到强烈风化作 用的山区、丘陵及剥蚀平原。残积土从上到 下沿地表向深处颗粒由细变粗。一般不具层 理，碎块呈棱角状，土质不均，具有较大孔 隙，厚度在山坡顶部较薄，低洼处较厚。 2．什么是冲积土？河流地质作用的表现形 式有哪些？ 要点：冲积土是在河流的地质作用下将两岸 基岩及其上部覆盖的坡积物、洪积物剥蚀后 搬运、沉积在河流坡降平缓地带形成的沉积 物。 河流地质作用的表现形式主要有：侵蚀作用、 搬用作用、沉积作用。 3、坡积土的稳定性是否能以其表面坡度来 判断？为什么？ 答：不能。因为坡积土的稳定性与基岩表面 的坡度有关，基岩表面的坡度越大，坡积土 的稳定性就越差。坡积土的表面坡度仅与生 成的时间有关。时间越长，搬运、沉积在山 坡下部的坡积土越厚，表面倾斜度越小。 1．什么是潜水的等水位线图？如何根据等 水位线确定水流方向和水力梯度？ 要点：潜水面的形状可用等高线表示，称潜 水等位线图。 确定潜水方向：潜水由高水位流向低水位， 所以，垂直于等水位线的直线方向，即是潜 水的流向。 确定潜水的水力梯度：在潜水的流向上，相 临两等水位线的高程与水平距离之比，即为 该距离段内潜水的水力梯度。 2、什么是流土和潜蚀？其临界水力梯度的 概念是什么？ 答：流土(流砂)是渗流将土体的所有颗粒同 时浮动、流动或整块移动。 潜蚀(管涌)是在一定水力梯度下，渗流产生 较大的动水压力削弱土体内部连结，将土体 较细颗粒移动、溶蚀或挟走，最后在土体中 形成流水管路的潜蚀作用和现象。 天然条件或在工程作用下，地下水的渗透速 度或水力梯度达到一定大小时，岩土体才开 始表现为整块或颗粒移动，或颗粒成分改变， 从而导致岩土体变形与破坏。这个一定大小 的渗透速度或水力梯度，分别称为该岩土体 的临界水力梯度。 3、防止土体渗透破坏的措施原则上有哪 些？ 答：防治渗透破坏经常采用的有效措施，原 则上可分为两大类。一是改变渗流的动力条 件，使其实际水力梯度减小到允许的程度。 二是改善岩土性质，增强其抗渗能力。这都 要根据工程地质条件和工程性状来具体处 理。 1．分析地震效应。 要点：在地震作用影响下，地面出现的各种 震害和破坏称为地震效应。地震效应包括， 地震力效应，地震破裂效应，地震液化效应 和地震激发地质灾害效应。（1）地震力效应 地震可使建筑物受到一种惯性力的作用，当 建筑物无法抵挡这种力的作用时，建筑物将 会发生变形、开裂、倒塌。（2）地震破裂效 应 地震自震源处以地震波的形式传播于周围的 岩土层中，引起岩土层的振动，当这种振动 作用力超过岩石的强度时，岩石就产生突然 破裂和位移，形成断层和地裂隙，引起建筑 物变形和破坏。（3）地震液化效应 在饱和粉砂土中传播的地震波，使得孔隙水 压力不断升高，土中有效应力减少，甚至会 使有效应力完全消失，粉砂土形成流体，形 成砂土液化，导致地基强度降低。（4）地震 能激发斜坡岩土体松动、失稳，发生滑坡， 崩塌等不良地质现象。 2．何谓地震震级和地震烈度？ 要点：地震震级是表示地震本身大小的尺度， 是由地震所释放出来的能量大小所决定的。 地震烈度是指某一地区地面和各种建筑物遭 受地震影响的强烈程度。 3、什么是岩体、结构面|、结构体？ 答：所谓岩体是指包含有各种各样地质界面 的各类岩石组合而成的各项异性的复杂地质 体。 结构面是存在于岩体中的各种地质界面，如 岩层层面、裂隙面、断裂面、不整合面等。 结构体是受结构面切割而产生的单个块体。 4．简述岩体结构类型及工程特性。 要点：岩体结构类型主要划分为整体状结构、 块状结构、层状结构、碎裂结构、散体结构 五类，其工程特性主要为： 整体状结构：岩体稳定，可视为均质弹性各 向同性体； 块状结构：结构面互相牵制，岩体基本稳定， 接近弹性各向同性体； 层状结构：变形和强度受层面控制，可视为 各向异性弹塑性体，稳定性较差； 碎裂状结构：整体强度很低，并受软弱结构 面控制，呈弹塑性体，稳定性很差 散体状结构：完整性遭极大破坏，稳定性极 差，接近松散体介质。 5、崩塌及滑坡的形成条件是什么？ 答：崩塌形成的条件是斜坡前缘的部分岩体 被陡倾结构面分割，并突然脱离母体，翻滚 而下，造成岩块互相冲撞、破坏，最后堆积 于坡脚而形成岩堆。 滑坡的形成条件主要取决于下滑力与抗滑力 的对比关系。斜坡的外形基本上决定了斜坡 内部的应力状态，斜坡的岩土性质和结构决 定了斜坡各部分抗剪强度的大小。当斜坡内 部的剪切力大于岩土的抗剪强度时，斜坡将 发生剪切破坏而滑坡。 6．在建筑物设计方面如何防止地表变形？ 要点:布置建筑物总图时，建筑物长轴应垂直 于工作面的推进方向；建筑物的平面形状应 力求简单，以矩形为宜；基础底部应位于同 一标高和岩性均一的地层上，否则应采用沉 降缝将基础分开。当基础埋深有变化时，应 采用台阶，尽量不采用柱廊和独立柱；加强 基础刚度和上部结构强度，在结构薄弱易变 形处更应加强 1．选择洞轴线位置时应考虑哪些因素？ 要点：（1）地形：应注意利用地形、方便施 工。（2）地层与岩性条件：地层与岩性条件 的好坏直接影响洞室的稳定性。（3）地质构 造条件：应考虑在大块而完整岩体中布置轴 线；应注意分析洞轴线与岩层产状、褶皱地 层的走向的关系。（4）水文地质条件：对隧 洞沿线地下水分析其埋藏运动条件、类型及 物理化学特性等情况。 2．保障围岩稳定性的两种途径是什么？ 要点：保障围岩稳定性的途径有以下两种： 一是保护围岩原有稳定性，使之不至于降低； 二是提高岩体整体强度，使其稳定性有所提 高。前者主要是采用合理的施工和支护衬砌 方案，后者主要是加固围岩。 3、新奥法和盾构法的特点是什么？它们各 适用于什么岩土层？ 答：新奥法与常规的支衬方法相比，具有开 挖断面小，节省支衬材料，岩体稳定性好， 施工速度快等优点；盾构法是用特制机器开 挖隧洞的施工技术，其优点是避开干扰，不 影响地面建筑和环境，可充分开发地下空间。 新奥法既适合于坚硬岩石，也适合于软弱岩 石，特别适合于破碎、变质、易变形的施工 困难段；盾构法主要用于第四系松软地层掘 进成洞。 1．工程地质勘察的任务？ 要点：通过工程地质测绘与调查、勘探、室 内试验、现场测试等方法，查明场地的工程 地质条件，如场地地形地貌特征、地层条件、 地质构造，水文地质条件，不良地质现象， 岩土物理力学性质指标的测定等。在此基础 上，根据场地的工程地质条件并结合工程的 具体特点和要求，进行岩土工程分析评价， 为基础工程、整治工程、土方工程提出设计 方案。 2．岩土工程分析评价的主要包括的内容？ 要点：岩土工程分析评价方面的内容包括： 场地稳定性与适宜性评价；岩土指标的分析 与选用；岩土利用、整治、改造方案及其分 析和论证；工程施工和运营期间可能发生的 岩土工程问题的预测及监控、预防措施。
《工程地质学》课程教学大纲 【英文译名】：Engineering?Geology 【适用专业】：地质工程 【学分数】： 【总学时】：40 【实践学时】：8 一、本课程教学目的和课程性质 本课程是为地质工程专业本科开设的一门专业基础课，必修课。课程系统地讲授岩土工程地质性质及工程动力地质作用。系统概括了工程地质学最基本的原理和方法。在教学过程中适量安排一定时间的参观及试验。通过本课程教学，培养学生掌握工程地质学最基本的原理与方法，了解国内外工程地质学领域的研究动态，能从系统的、动态的角度认识人类工程活动与地质环境的相互关系，为今后研究与解决工程地质、水文地质、地震地质、环境地质等方面有关的工程问题奠定坚实的基础。 二、本课程的基本要求 通过本课程的学习，使学生掌握岩土的工程地质性质、工程动力地质作用等工程地质学最基本的原理和方法，并能初步应用工程地质学的基本原理分析工程地质问题，能运用力学原理进行工程地质问题的定量评价等。为学习后继课程以及从事工程地质工作和科学研究打下一定的基础。在教学过程中，应注意培养学生对工程地质问题分析中的地质思维逻辑，辩证唯物主义的科学思维方法和实事求是、严谨认真的工作作风。
三、本课程与其他课程的关系 本课程学习前必须学习《动力地质学》、《矿物学》、《岩石学》、《构造地质学》、《水文地质学》、《地层学》、《地貌及第四纪地质学》、《工程力学》等课程。 四、课程内容 绪论 一、工程地质学的研究对象与任务 二、工程地质学的研究内容、分科及其与其它学科的关系 三、工程地质学的发展历史 四、本课程的内容与学习方法 重点了解工程地质学的研究对象和任务，工程地质学的研究内容；了解工程地质学分科及其与其它学科的关系，工程地质学的发展历史。 重点：工程地质学、工程地质条件及工程地质问题的概念；工程地质学的意义 第一章土的物质组成与结构、构造 第一节土的粒度成分 粒径、粒组概念；粒组划分；粒度成分测定与表示；土按粒度成分分类； 第二节土的矿物成分 土中矿物成分类型；矿物成分与粒度成分的关系；粘土矿物的类型及其工程地质特征 第一节土中的水与气体
岩石力学习题 第一章绪论 1.1 解释岩石与岩体的概念，指出二者的主要区别与联系。 1.2 岩体的力学特征是什么？ 1.3 自然界中的岩石按地质成因分类可分为几大类，各有什么特点？ 1.4 简述岩石力学的研究任务与研究内容。 1.5 岩石力学的研究方法有哪些？ 第二章岩石的物理力学性质 2.1 名词解释：孔隙比、孔隙率、吸水率、渗透性、抗冻性、扩容、蠕变、松弛、弹性后效、长期强度、岩石的三向抗压强度 2.2 岩石的结构和构造有何区别？岩石颗粒间的联结有哪几种？ 2.3 岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么？ 2.4 已知岩样的容重=22.5kN/m3，比重，天然含水量，试计算该岩样的孔隙率n，干容重及饱和容重。 2.5 影响岩石强度的主要试验因素有哪些？ 2.6 岩石破坏有哪些形式？对各种破坏的原因作出解释。 2.7 什么是岩石的全应力－应变曲线？什么是刚性试验机？为什么普通材料试 验机不能得出岩石的全应力－应变曲线？ 2.8 什么是岩石的弹性模量、变形模量和卸载模量？
2.9 在三轴压力试验中岩石的力学性质会发生哪些变化？ 2.10 岩石的抗剪强度与剪切面上正应力有何关系？ 2.11 简要叙述库仑、莫尔和格里菲斯岩石强度准则的基本原理及其之间的关系。 2.12 简述岩石在单轴压力试验下的变形特征。 2.13 简述岩石在反复加卸载下的变形特征。 2.14 体积应变曲线是怎样获得的？它在分析岩石的力学特征上有何意义？ 2.15 什么叫岩石的流变、蠕变、松弛？ 2.16 岩石蠕变一般包括哪几个阶段？各阶段有何特点？ 2.17 不同受力条件下岩石流变具有哪些特征？ 2.18 简要叙述常见的几种岩石流变模型及其特点。 2.19 什么是岩石的长期强度？它与岩石的瞬时强度有什么关系？ 2.20 请根据坐标下的库仑准则，推导由主应力、岩石破断角和岩石单轴抗压强度给出的在坐标系中的库仑准则表达式，式中。 2.21 将一个岩石试件进行单轴试验，当压应力达到100MPa时即发生破坏，破坏面与大主应力平面的夹角(即破坏所在面与水平面的仰角)为65°，假定抗剪强度随正应力呈线性变化(即遵循莫尔库伦破坏准则)，试计算： 1)内摩擦角。 2)在正应力等于零的那个平面上的抗剪强度。
岩石及其工程地质性质 主要内容：地球的内部构造、矿物的主要物理性质。三大类岩石的成因、矿物组成、结构、构造等特征及分类。岩石的主要物理、力学性质指标、风化岩石的特征。 要求：了解地球的内部构造，了解鉴别矿物的主要依据即矿物的主要物理性质及简单的化学性质等。了解三大类岩石的成因、成分、结构、构造特征并理解它们的含意以及它们与岩石的工程性质的关系。了解三大类岩石的亚类分类及常见岩石的主要特征。了解工程中常用的岩石的物理力学性质指标及含义。理解岩石风化分带的工程意义。 大地工程自调查、规划设计以至于施工的过程当中均涉及地质学有关的背景知识。本次讲座系以阐述正确的地质学观念为主，以期给予听讲者于大地工程与地质学上的应用能相辅相成。主讲人谢敬义先生长期担任台湾电力公司高级专业工程地质师、大学兼任教授及项目地质顾问，各种工程地质与灾变处理实务经验丰硕，相信能为此次讲座带来一趟深入且精彩的地质之旅。 本讲题内容分为三部份。第一部份先以地质学的发展过程，将希腊、罗马时代开始的古典地质思维历经中世纪、二十世纪以来的传统地质学概念，以迄于目前盛行的板块构造学说之由来等，透过类似历史故事的方式引发工程师的兴趣。第二部份则以上述地质学发展的架构说明地质学应用时的整体理念，以及与大地工程密切相关的地形学、构造地质学、地层学、矿物与岩石学上等应用的正确观念，并将以台湾的地形与地质特性为主轴，说明其与大地工程上的关系。最后则以谢先生个人所经历的工程地质案例综合讨论基础工程、坡地工程、大坝工程、隧道工程上实务之工程地质问题及解决对策。可以给工程师宏观的想法及视野，精采可期。 工程地质 摘要：工程地质学科目前正在经历着前所未有的挑战，工程地质专业处境尴尬，工程地质勘察的市场竞争也有真假之别，工程地质分析与研究的深度和广度严重不足，工程地质新技术新方法的应用尚有较大差距，工程地质在工程建设中留下的隐患具有长期性和隐伏性。工程地质面临的困境，向工程建设敲响了警钟，也向地质师们提出了更大的难题。 关键词：工程地质岩土工程 工程地质学科的争议 教科书对工程地质学的三种定义：①工程地质学是研究与工程有关的地质问题的科学； ②工程地质学是研究人类工程活动与地质环境相互作用的科学；③工程地质学是研究人类工程建设活动与自然地质环境相互作用和相互影响的一门地质科学。 从以上三种定义的实质中均不难看出，工程地质学强调的工程和地质的关系，研究的是人类工程活动与自然地质环境的相互作用。但是，近年来工程地质学科却正在经历着前所未有的挑战，工程地质学被异名为岩土工程学，工程地质勘察被称之为岩土工程勘察。工程界有此呼声，学术界有此呼应，一些大专院校也纷纷效仿，甚至工程地质这个专业在高校也被取消了。一时间，似乎工程地质已经成了守旧传统，岩土工程才是先进时髦的，才是可以适应市场经济并与国际接轨的。这是近年来分歧最大的争议。 这些年来工程地质勘察的不景气以及市场竞争的不规范化，工程地质勘察队伍增加了岩土工程的业务是完全必要的，但将岩土工程作为工程地质的救世主，则值得商榷了。 根据笔者的理解，岩土工程是一项工程应用技术，是针对地质体的工程缺陷实施的工程措施而进行的一系列设计和施工过程的总称。岩土工程的任务是“处理”地质体的工程缺陷,使之满足工程建筑物对地基的工程要求，因此又有“岩土工程处理技术”的别名，说明岩土工程的确是一项实实在在的工程技术。确立工程地质学是一门独立的学科，尽管也仅仅是本世
（建筑工程管理）爆破工程地质(岩石工程分类与力学 性质)
爆破工程地质（岩石工程分类和力学性质） 发布时间：2010-01-2210:39 116岩石物理力学性质physical-mechanicalproperty0frock 岩石对物理条件及力作用的反应，包括岩石物理和岩石力学性质。在力学特性中仍包括渗流特性，机械特性(硬度、弹性、压缩及拉伸性、可钻性、剪切性、塑性等)。 117岩石物理性质petrophysicalpropertiesofrock 岩石物理性质主要有：岩石的密度、岩石的空隙性、岩石的波阻抗、岩石的风化程度等各种特性参数和物理量。 118岩石工程分类engineeringclassificationofrocks 从岩石工程的角度据岩石强度、裂隙率、风化程度和其它特征指标将其划分成各种类别赢等级，如完整岩石、新鲜岩石、风化岩石、蚀变岩石、块状岩体、层状岩体、软弱夹层等。119岩体工程分类法engineeringclassificationofrockmass 把工程岩体质量的好坏分成有限和有序类别的方法。作为评价岩体工程稳定性，进行工程设计和施工管理的基础的工程岩体分类，壹般包含三个方面的工作：1)依据研究对象确定分类因素，构成分级指标作为分级的判据；2)合理选择用分级指标组成的分级模型，得到划分档次的标准；3)根据工程需要确定分级数目。分类的结果要经过实践检验。 120岩石质量分类rockmassclassification 依据岩石材料的物理性质(非均匀性、各向异性和渗透性)、机械性质或对采掘作业的阻力(如可爆性或可挖性)将岩石进行分类的方法。Barton1974年制定的QC(品质)系统和Bieniawski1973年建立的RMR(岩石质量测定)系统可建议用于爆破目的的岩石质量分类。121岩体RQD指标rockqualitydesignation 岩心中长度等于或大于10cm的岩心的累计长度占钻孔进尺总长度的百分比。它反映岩体被各种结构面切割的程度。RQD值规定用直径为54mm金刚石钻头、双层岩心管钻进获得。此指标为美国迪尔(D.V.Deere)于1964年首先提出，且用于岩体分级，也称岩石质量指标。 122岩体RMR指标rockmassratingsystem 波兰人宾尼奥斯基(Z.T.Bieniawski)于1973—1975年提出的地质力学分级法，且用计分法表示岩体质量好坏。 123岩体Q指标theQ-systemofrockstrength 1974年挪威学者巴顿(N.Barton)提出岩体质量指标Q分类法，由RQD、节理组数(?n)、节理面粗糙度(?k)、节理蚀变程度(?a)、裂隙水影响因素(?w)以及地应力影响因素(SRF)等6项指标组成Q值计算式，Q值愈大，表示岩体质量愈好。 124岩石非连续性discontinuityofrock 指岩石内的缺陷影响应力和声波传播的性质。岩石的缺陷是指岩石的孔隙、节理、裂隙和层面等。岩石的非连续性对其物理力学性质及渗透性影响很大。 125岩石非均匀性nonhomogeneityofrock 指岩石成分、结构和构造在各不同方向上的不均匀分布。 126岩石断裂韧性fracturetughnessofrock 指岩石抵抗裂纹扩展的能力。在平面裂纹应力分析中，裂纹面分为三种基本位移模式(张开型、错动型、撕开型)。张开型裂纹最适合于脆性固体中裂纹传播。