岩石力学及其在工程中的应用
岩石力学是应用力学的一个分支，研究岩石的力学性质及其变形和破坏机理。在工程中，岩石力学的应用主要表现在以下两个方面：一是岩石固体结构的稳定性问题；二是岩石开挖、钻孔和支护技术的设计和施工问题。
岩石固体结构的稳定性问题
在基础工程中，岩石固体结构的稳定性是一个非常重要的问题。对于岩石的稳定性分析，需要考虑岩体的力学性质、岩体中的裂缝分布及其性质、岩体中水文地质条件等因素。
岩体的力学性质包括岩石的强度、韧性、刚度等。强度是指岩石能够承受的应力大小，韧性是指岩石的抗拉性能，刚度是指岩石的变形特性。针对不同的应用背景，需要分析不同的岩石性质。比如，在大坝建设中，需要考虑岩体的强度和韧性；在隧道施工中，需要考虑岩体的刚度和变形能力。
岩体中的裂缝分布及其性质也会对岩体的稳定性产生影响。裂缝是指岩石体中自然形成的或人工产生的细小的裂隙。裂缝的分布情况和性质直接关系到岩体的强度和变形特性。在基础工程中，需要对岩体中的裂缝进行覆盖面积、走向、宽度、深度等参数进行详细的测量和分析，并在此基础上进行计算和模拟。
水文地质条件是指地下水、岩层结构和地形条件等。这些因素对岩体稳定性有着重要的影响。在稳定性分析中，需要对这些因素进行综合考虑和分析。
岩石开挖、钻孔和支护技术的设计和施工问题
在岩石工程中，岩石开挖、钻孔和支护技术是一个十分重要的环节。岩石的开挖、钻孔和支护技术不仅需要在设计阶段考虑岩石性质和结构特点，而且在施工阶段，需要根据具体情况进行调整和改进。
开挖岩石需要考虑岩石的切削性能，开挖的参数包括切削速度、切削力、切削深度、切削方式等。在实践中，需要根据岩石的不同性质和结构特征，选择合适的工具、方法和参数进行开挖。
钻孔技术是在岩石中开孔的一种常用方法。钻孔需要考虑岩石的强度和刚度，以及岩体中的裂缝和隐伏流等水文地质条件。在钻孔时，还需要考虑工具钻进岩体之后的排渣和灰尘等问题。
1 / 10 1.影响凿岩爆破的岩石物理性质有：1）岩石的矿物成分和组织特征；2）岩石的孔隙度、密度、容重3）岩石的碎胀性4）岩石的波阻抗。
岩石的力学性质；1，岩石的变形特性 2，岩石的强度特性3，岩石的硬度
2.在不同受力状态下，岩石的各种强度极限不同，从载荷性质看，单向抗压强度>单向抗剪强度>单向抗弯强度>单向抗拉强度；从应力状态看，三向抗压强度>双向抗压强度>单向抗压强度。
3.比能：破碎单位体积岩石所消耗的能量称为比能。
4.岩石的硬度：岩石表面抵抗工具侵入的能力。
5.岩石的磨蚀性：岩石对工具的磨蚀能力。
6.岩石的普氏坚固系数直接用岩石的单向抗压强度来确定。
7.统一岩石分级法，用每凿1m炮眼磨钝的钢钎或硬质合金钎头个数和纯凿岩速度作凿岩性指标。
8.冲击式凿岩机有冲击、转钎、排粉、推进、操纵、配气等结构；主要用于坚硬性脆和磨蚀性强的岩石中。
9.钎子的结构：钎头、钎身、钎肩、钎尾、中心水孔；活动钎子还有钎梢。
10.凿岩工作对钎头的要求：形状、结构合理，凿岩速度高，耐磨性强，有足够的机械强度，排粉性能好，使用寿命长，制造和修磨方便，以及成本低廉。
冲击式凿岩原理；依靠凿岩机的冲击机构使活塞往复运动冲击钎杆，并通过钎头在炮眼底部的岩石面上形成一条凿痕A-a，随后在回转机构的扭矩作用下使钎杆转动一个角度。再次冲击时，钎头在岩石上形成一条新的凿痕B-b，并破碎AOB，aob俩快扇形岩体，破坏的岩屑由排粉机够从孔底排至空外。扎样，冲击，转钎，排粉等动作不断循环下去，即可凿出所需深度的炮眼。
冲击式凿岩机理（应力波理论）；认为凿岩机的活塞冲击钎杆尾后，在钎杆内便产生应力，这种应力以波的形式由钎尾向钎头传递。应力波传到钎刃时，一部分进入岩石，另一部分反射回来。当入射和反射的应力波合成后形成的合力超过了岩石的抗破坏强度时，岩石便会碎。
风动冲击式凿岩机有冲击，转钎，排粉，操纵，润滑等机构
凿岩机主要组成部分；配气，转钎，排粉，推进，操纵等机构
岩石物理力学性质各项指标
土类
岩石密度(g/cm3) 液限%
塑限%
塑性指数 变形模量（MPa） 孔隙比% 抗拉强度 内聚力C 摩擦角 备注
碎石（堆积）类土 2.65~2.7
土粒密度 20~40 0.4~0.6 一般假定0 一般假定0 36~42
黄土类土 干1.3~1.5 23~33 15~20 8~13 新黄土具有湿陷性 0.8~1.1 一般假定0 0.03~0.06（老）
0.01~0.033(新) 15~25（老）
17.8~28.4(新) 含水率%
10~25
粘性土 1.8~2.05 23~55 16~30 7~25 4~12（压缩模量） 0.7~1.0 一般假定0 0.005~0.06 8~26 含水率%
20~40
岩类
岩石密度(g/cm3) 孔隙率 吸水率 软化系数 变形模量（103MPa） 抗压强度 抗拉强度 内聚力C 摩擦角
泥岩 0.03~0.37（粘土岩） 20.7~59（干粘土岩） 0.01
0.04~0.09（粘土岩） 23
15~30（粘土岩）
页岩 2.3~2.62 0.4~10.0 0.5~3.2 0.24~0.74 16~20 10~100 2~10 3~20 15~30
泥板岩 2.3~2.8 0.1~0.5 0.1~0.3 0.39~0.52 123~199(干板岩)
粉砂岩 10~32 0.07~1.7 29~59 石英砂岩 2.6~2.71 54~58 68~102.5 1.9~3.0 13（寒武）
54（震旦） 75~82.5（似内摩擦角）摩擦系数0.54（寒武）0.49（震旦）
砂岩 2.2~2.71 1.6~28.0 0.2~9.0 0.65~0.97 17~41 20~200 4~25 8~40 35~50
砾岩 2.40~2.66 0.8~10.0 0.3~2.4 0.50~0.96 6.7~16.2（新鲜岩体） 10~150 2~15 8~50 35~50
岩土物理力学性质各项指标
土类
岩石密度g/cm3) 液限% 塑限% 塑性指数 变形模量（MPa） 孔隙比% 抗拉强度 内聚力C 摩擦角° 备注
碎石（堆积）类土 2.65~2.7
土粒密度 20~40 0.4~0.6
一般假定0 一般假定0 36~42
黄土类土 干1.3~1.5 23~33 15~20 8~13 新黄土具有湿陷性 0.8~1.1 0.03~0.06（老）
0.01~0.033(新) 15~25（老）
17.8~28.4(新) 含水率%
10~25
粘性土 1.8~2.05 23~55 16~30 7~25 4~12（压缩模量） 0.7~1.0 0.005~0.06 8~26 含水率%
20~40
岩类
岩石密度g/cm3) 孔隙率 吸水率 软化系数 变形模量（103MPa） 抗压强度 抗拉强度 内聚力C 摩擦角°
泥岩 0.03~0.37（粘土岩） 20.7~59（干粘土岩） 0.01
0.04~0.09(粘土岩） 23
15~30(粘土岩）
页岩 2.3~2.62 0.4~10.0 0.5~3.2 0.24~0.74 16~20 10~100 2~10 3~20 15~30
泥板岩 2.3~2.8 0.1~0.5 0.1~0.3 0.39~0.52 123~199(干板岩)
粉砂岩 10~32 0.07~1.7 29~59
石英砂岩 2.6~2.71 54~58 68~102.5 1.9~3.0 13（寒武）
54（震旦） 75~82.5（似内摩擦角）摩擦系数0.54（寒武）0.49（震旦）
砂岩 2.2~2.71 1.6~28.0 0.2~9.0 0.65~0.97 17~41 20~200 4~25 8~40 35~50
砾岩 2.40~2.66 0.8~10.0 0.3~2.4 0.50~0.96 6.7~16.2（新鲜岩体） 10~150 2~15 8~50 35~50
