岩石的物理水理性质地质大学
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岩石学复习总结一、名词解释1、岩浆:是地壳深处或上地幔形成的以硅酸盐为主要成分的炽热、粘稠、含有挥发分的高温熔融体。
2、岩浆岩的相:就是指不同环境条件下形成的岩石和岩体总的特征,包括形成深度、结构、构造和产状等,可分为侵入岩相和火山岩相两大类。
3、岩浆岩的结构和构造:岩浆岩的结构是指组成岩石的矿物的结晶程度、颗粒大小、晶体形态、自形程度和矿物之间的关系;岩浆岩的构造是指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合体与其他组成部分之间的排列,填充方式等。
4、拉斑玄武结构:又称填间结构,表现为在杂乱分布的长条状斜长石所组成的多角形空隙中,既充填有辉石和磁铁矿等小颗粒,又充填有隐晶质或玻璃质,是介于间粒结构和间隐结构之间的过渡类型。
5、粗面结构:是粗面岩常具有的特征结构。
在偏光显微镜下看来,基质中的碱性长石微晶呈大致平行的排列,这反映熔岩凝固时的流动情况。
其特点是,在偏光显微镜下可见基质中的碱性长石微晶大致呈定向或半定向的排列,这反映熔岩凝固时的流动情况6、间隐结构:又称填间结构。
间隐结构由辉石和斜长石及黯黑色玻璃组成玄武岩常见的一种结构。
一种半晶质的基质结构。
其特点是长柱状或板条状矿物不规则分布,互相交接呈格架状,在格架的间隙中的为玻璃或隐晶物质所充填,有时也含有极少量铁镁矿物或金属矿物微粒。
如晶体间隙中除玻璃质之外,还有粒状矿物,如辉石、磁铁矿等,则称为拉斑玄武结构或拉玄结构7、间粒结构:浅成相或喷出相火山岩基质中,由辉石等暗色矿物以及隐晶质玻璃质充填于微晶斜长石粒间空隙形成的结构。
称为填隙结构。
充填物均为粒状矿物时称间粒结构。
充填物为隐晶质-玻璃质称间隐结构。
二者的过渡类型称间粒间隐结构。
8、色率:岩浆岩中铁镁矿物含量的体积百分比。
9、镁铁矿物:矿物中氧化亚铁,氧化镁的含量较高,包括橄榄石类,辉石类,角闪石类和黑云母类。
这些矿物的颜色一般较深,又称为暗色矿物。
10、硅铝矿物:又可以称为“浅色矿物”,它是火成岩中的石英及含钾、钠、钙较多的铝硅酸盐矿物的总称。
岩石力学复习总结岩石的结构和组织特点1、岩石力学(Rock Mechanics):研究岩体在各种不同受力状态下产生变形和破坏规律的学科。
2、矿物:存在地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物3、结构:组成岩石的物质成分、颗粒大小和形状以及其相互结合的情况4、构造: 岩石组成成分的空间分布及其相互间排列关系5、岩石:由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集而形成的自然物体6、结构面:指地质历史发展过程中,在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度,厚度相对较小的地质界面或带7、岩块:指不含显著结构面的岩石块体,是构成岩体的最小岩石单元体8、岩体:指地质历史过程中形成的,由岩块和结构面网络组成的,具有一定的结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体9、岩体结构:指岩体中结构面与结构体的排列组合关系。
其包括两个基本要素,即结构面和结构体10、岩石风化:岩石长期暴露在地表之后,经受太阳辐射热、大气、水及生物等作用,使岩石结构逐渐破碎、疏松,或矿物成分发生次生变化,称为风化f岩石风化定量指标岩石的物理性质风化空隙率Iw::快速浸水后风化岩石吸入水的质量mw与干燥岩石质量mrd之比波速比kv:风化岩石纵波波速Vcp与新鲜完整岩石纵波波速vrp之比风化系数kf:风化岩石饱和单轴抗压强度与新鲜完整岩石饱和单轴抗压强度之比常见的岩石结构类型:结晶联结,胶结联结,岩石中的微结构面微结构面:是指存在于矿物颗粒内部或矿物颗粒及矿物集合体之间微小的弱面及空隙。
它包括矿物的解理、晶格缺陷、晶粒边界、粒间空隙、微裂隙等重力密度:岩石单位体积(包括岩石中孔隙体积)的重量称为重力密度,通常简称为重度质量密度:岩石单位体积(包括岩石中孔隙体积)的质量称为质量密度,一般简称密度相对密度:岩石的干重量Ws除以岩石的实体积Vs(不包括岩石中孔隙体积)所得的量与1个大气压下4℃时纯水的重度γw的比值天然含水率:天然状态下岩石中水的重量与岩石烘干重量Ws的百分比,简称含水率吸水率:指干燥岩样在一个大气压和室温条件下吸入水的重量WW与岩样干重量Ws的百分比饱和吸水率:岩样在强制状态(真空、煮沸或高压)下,岩样的最大吸入水的重量Ww与岩样的烘干重量Ws的百分比渗透性:指在水压力作用下,岩石的孔隙和裂隙透过水的能力岩石的膨胀性:指岩石浸水后体积增大的性质岩石的崩解性:指岩石与水相互作用时失去粘结性并变成完全丧失强度的松散物质的性能岩石的软化性:指岩石与水相互作用时强度降低的特性岩石的抗冻性:指岩石抵抗冻融破坏的性能岩石的热容性:在岩石内部及其与外界进行热交换时,岩石吸收热能的能力,称为岩石的热容性岩石力学的性质弹性:是指在一定的应力范围内,物体受外力作用产生变形,而去除外力(卸荷)后能够立即恢复其原有的形状和尺寸大小的性质塑性:是指物体受力后,在应力超过屈服应力时仍能继续变形而不即行断裂,撤去外力(卸荷)后,变形又不能完全恢复的性质。
岩石力学微结构面对岩石工程性质的影响微结构面的存在将大大降低岩石(特别是脆性岩石)的强度(格里菲斯强度理论):由于岩石中这些缺陷的存在,当其受力时,在微孔或微裂隙(缺陷)末端,易造成应力集中,使裂隙可能沿末端继续扩展,导致岩石在比完全无缺陷时所能承受的拉应力或压应力低得多的应力值的作用下受到破坏。
故认为缺陷是影响岩石力学性质的决定性因素。
由于微结构面在岩石中常具有方向性(如裂隙等),因此它们的存在常导致岩石的各向异性。
缺陷能增大岩石的变形,在循环加荷时引起滞后现象;还能改变岩石的弹性波波速,改变岩石的电阻率与热传导率等岩石(岩块)的力学性质的含义岩石的变形特征是指岩石试件在各种荷载作用下的变形规律,其中包括岩石的弹性变形、塑性变形、粘性流动与破坏规律,它反映了岩石的力学属性;岩石强度是指岩石试件在荷载作用下开始破坏时的最大应力(强度极限)以及应力与破坏之间的关系,它反映了岩石抵抗破坏的能力与破坏规律。
岩石的变形特征与强度特征,由岩石试件在单轴或三轴试验机上所得到的应力-应变曲线来描述。
由于试验条件不同(单轴的或三轴的,刚性的或非刚性的),所得到的试验结果也会各不相同影响岩石强度的主要因素岩石自身性质:矿物组成及岩性,颗粒大小及形状,粒间连接方式,微结构面及结构特征,风化程度.实验条件:试件形状及尺寸,尺寸越大,试件强度越低....试件加工精度,两加载端面不平行度过大,会导致试件局部应力过大而提前破坏....端部效应,使试件受到横向约束,导致试件强度增大,增大试件高径比,可降低端部效应影响。
但高径比过大会出现“压杆失稳”,导致强度降低....加载速率,加载速率增加,强度与弹模增加,峰值应力越明显.....温度与湿度.温度越高,强度越低,含水量越高,强度越低抗剪强度的类型抗剪断强度: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两个表征岩石变形特性的指标变形模量::应力-应变曲线上的任何点与坐标原点相连的割线的斜率,表示该点所代表的应力的变形模量,,在线性弹性材料中,变形模量等于弹性模量泊松比::是指在单轴压缩条件下,横向应变与轴向应变之比岩块的变形模量与泊松比受岩石矿物组成、结构构造、风化程度、空隙性、含水率、微结构面及其与荷载方向的关系等多种因素的影响,变化较大单轴压力试验,完整的岩石应力-应变曲线可分为四个区段OA段:曲线稍微向上弯曲,属于压密阶段,这期间岩石中初始的微裂隙受压闭合AB段:接近于直线,近似于线弹性工作阶段BC段:曲线向下弯曲,属于非弹性阶段,主要是在平行于荷载方向开始逐渐生成新的微裂隙以及裂隙的不稳定,B点是岩石从弹性转变为非弹性的转折点CD段:为破坏阶段,C点的纵坐标就是单轴抗压强度RCAB段特性对大多数岩石来说,在AB这个区段内应力-应变曲线具有近似直线的形式,这种应力-应变关系可用下式表示σ=E εE是岩石的弹性模量,即OB线的斜率BC段特性第三区段BC的起点B往往是在C点最大应力值的2/3处,从B点开始,岩石中产生新的拉张裂隙,岩石模量下降,应力-应变曲线的斜率随着应力的增加而逐渐降低到零。