一、岩石性质及其工程分级
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井巷工程考试重点第一章岩石的性质及其工程分级1.解释岩石、岩体、和岩块三者的特点和力学性质的差异。
答:岩块是指从地壳岩层中切取出来的小块体;岩体是指地下工程周围较大范围的自然地质体;岩石则是部分岩块和岩体的泛称。
由于弱面的存在,岩体强度通常小于岩块强度。
在研究岩石的力学性质时,必须注意到岩块的非均质性、各向异性和不连续等问题。
但岩块是不包含有显著弱面的岩石块体,相对岩体而言,可以把岩块近似地视为均质、各向同性的连续介质来处理,而岩体则不能。
除了少数岩体外,一般岩体均属于非均质、各向异性的不连续介质。
2.影响岩石性质的因素有哪些答:岩石性质与其矿物组成有关。
一般而言,岩块中含硬度大的片状矿物如云母、绿泥石、滑石、蒙脱石及高岭石等愈多,岩块的强度就愈低。
岩石的结构和构造对岩石的性质也有重要影响。
岩石的结构说明岩石的微观组织特征,是指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、形状和颗粒之间的联系方式。
岩石结构不同,其性质也各异。
岩石的构造则说明岩石的宏观组织特征。
3.解释岩石碎胀性的意义和表示方式。
答:岩石破碎以后的体积将比整体状态下增大,这种性质成为岩石的碎胀性。
岩石的碎胀性可用岩石破碎后处于松散状态下的体积与岩石破碎前处于整体状态下的体积之比来衡量,该值称为碎胀系数。
4.三向压力作用下岩石的变形和强度特征有哪些答:三向压力作用下岩石的变形表现出下列特征:⑴弹性段与单轴压缩下基本相。
这一特性具有重要意义,因为可以通过简易的单轴试验确定复杂应力状态下的弹性常数。
⑵岩石表现出明显的塑性变形。
⑶屈服极限、强度峰值和残余强度都与围压大小成正变关系。
⑷大部分岩石在一定的临界围压下出现屈服平台,呈现塑性流动现象。
⑸达到临界围压以后继续提高围压,不再出现峰值,应力应变关系呈单调增长趋势。
强度特征: ⑴在大多数情况下,岩石表现为脆性破坏。
⑵同一种岩石的强度并非常数。
⑶在不同受力状态下,岩石的极限强度相差悬殊。
6.岩石工程分级的目的和意义是什么常用哪些表示方法第二章答;按成因不同,岩石可分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。
第一章岩石的性质及其工程分级1.岩体的组成部分有哪些?岩石和岩体有什么区别?岩块是指从地壳岩层中切取出来的小块体,主要用于岩石性质的室内试验研究;岩体是指地下工程周围较大范围内的自然地质体,岩体内一般包括有非连续面;岩石则是不分岩块与岩体时的泛称;开挖巷道会对周围岩石有应力和位移等扰动,这个扰动范围一般为5倍的巷道直径,巷道附近受扰动的岩石称为围岩答:岩体由固、液、气三相物质组成,是岩块和结构面的结合体。
岩石与岩体的区别是:岩石相当于岩块,是从地壳岩层中切取出来的不包含显著弱面的小块体,具有完整性好、强度高等特点,可以把岩石近似地视为均质、各向同性的连续介质;而岩体是地下工程周围较大范围的自然地质体,包含有大量的结构面,具有完整性差、强度低等特点,除了少数岩体外,一船岩体均属于非均质、各向异性的不连续介质。
2.单轴压缩条件下,岩石的全应力-应变曲线包括哪几个阶段?答:单轴压缩条件下,岩石的全应力-应变曲线包括以下五个阶段:原始裂隙压密阶段、弹性阶段、塑性阶段(或破裂发展阶段)、软化阶段和残余强度阶段。
3.普氏岩石分级法的实质是什么?它有什么优缺点?答:普氏岩石分级法的实质是由岩石的单向抗压强度(MPa)除以10(MPa)得到的数值,它表示岩石在各种采矿作业(钻凿、爆破等)以及地压等外力作用下受破坏的相对难易程度。
它的优点是:指标单一,分类方法简单易行;它的缺点是:只反映了岩石开挖的难易程度,不能反映围岩维护的难易程度;由于定级的标准以岩块强度为基础,不能说明岩体的完整性和稳定性等特征,因而不能指导巷道支护设计;由于分类等级较多,使用起来不很方便。
4.围岩分类法与普氏岩石分级法在应用上有什么区别?答:围岩分类法与普氏岩石分级法在应用上的区别是:普氏岩石分级法应用于岩石破碎方面,目的是为了提高破岩效率,合理地选择钻眼爆破参数;围岩分类法应用于巷道维护方面,目的是为了恰当地判定巷道周围岩体的稳定性并合理选择支护类型。
教案首页授课顺序专业及班级道桥151 道桥1521 授课时间9月8日9月7日课题岩石的技术性质、技术分级知识目标:了解岩石的物理性质、力学性质、化学性质教学目的能力目标:能够知道岩石各种技术性质重点与难点密度、毛体积密度、孔隙率、吸水率饱和质量吸水率耐久性,单轴抗压强度教具教案、教材、黑板、粉笔授课类型、方法新授课、讲授法教学总结建筑材料的基本性质一、课程的引入由华山所组成的材料,引出岩石的内容。
二、内容1.1岩石岩石是天然产出的具有稳定外形的矿物或玻璃集合体,其按一定的方式结合而成的,是构成地壳和上地幔的物质基础。
分为:岩浆岩,变质岩,沉积岩1.1.1岩石的技术性质1.岩石的物理性质1)物理常数岩石的物理常数是岩石的矿物组成及结构状态反应,与岩石的技术性质有着密切的关系。
岩石内部组成:矿物实体,孔隙。
(见图1-1)(1)密度ρt =m s /v s(2)毛体积密度岩石毛体积密度是指在规定条件下,烘干岩石包括孔隙在内的单位体积固体材料的质量。
ρd =m s /v s +v n +v iv s +v n +v i ————实体体积+开口孔隙+闭口孔隙(3)孔隙率反映岩石裂隙发育程度的参数,分为开口孔隙和闭口孔隙。
n=(V 0/V )×100%=(1-ρd /ρt )×100%2)与水有关的性质(1)吸水率材料在水中吸收水分的性质。
材料的吸水性用吸水率来表示:它包括重量(质量)吸水率:材料吸水饱和时,吸收的水分重量占材料干燥时重量的百分率。
100%b m m m w m -=⨯ 式中:m w —材料的重量吸水率,%;b m —材料吸水饱和时的重量,g ; m —材料在干燥状态下的重量,g 。
(2)饱和吸水率:材料吸水饱和时,所吸水分体积占材料干燥状态时体积的百分率。
01100%b v w m m w v ρ-=⨯式中:w ρ=1g/cm3为水在常温下的密度。
(3)饱水系数岩石饱水系数是指吸水率与饱和吸水率之比。