第二章 矿物与岩石

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片理构造、流纹构造等影响岩石的物理 力学性质. 层理、节理、裂隙和各种成因的孔隙， 使岩石结构的连续性与整体性受到一定 程度的影响或破坏，从而使岩石的强度 和透水性在不同方向上发生明显的差异 外因:即由来自岩石外部的客观因素，如气 候环境、风化作用、水文特性等。
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2、抗拉强度( )： =P/A 岩石的抗拉强度= (3％ ～ 5％)R 岩石的抗弯强度=(7％～15％）R 3、抗剪切强度： ⑴抗切强度：岩样在无垂直压力只加水平推力条件下 的抗剪切力的强度。实质上是直接测试岩石粘聚力（c） 值的方法。 c ⑵抗剪强度：两块岩样在垂直接合面上在一定压应力(6) 的作用下，岩样接触面之间所能承受的最大剪切力，又 称为摩擦强度。 tg ⑶抗剪断强度：在一定压应力(6)的作用下岩样被剪断时, 剪破面上所能承受的最大剪应力。 tg c 岩石的抗剪强度=(6％--8％）R
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3、岩石的孔隙性：指岩石孔隙和裂隙发育 的程度，对岩石的强度和透水性有着重要 的影响。一般用孔隙度或孔隙比来表示。 ⑴.岩石的孔隙度(n =V/V总) ：指岩石中 孔隙、裂隙的体积V与岩石总体积V的百分 比。 ⑵.岩石的孔隙比（e=V/U）：指岩石中 孔隙、裂隙的体积V与该岩石内固体矿物颗 粒的体积U的比值，一般用小数表示。
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1、岩石按强度分类： 据岩石饱和单轴（向）极限抗压强度 （Rb）将岩石划分为三类 硬质岩石 Rb > 30MPa 软质岩石 Rb :5--30MPa 极软岩石 Rb < 5MPa
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三、岩石的水理性质：
1、岩石的吸水性： ⑴吸水率：W1=（mw1 / ms ）100%(常压) ⑵饱水率W2=（mw2 / ms ）100%(真空或高 压) ⑶饱水系数(Kw) =W1/W2 2、岩石的抗冻性： ⑴ 强度损失率Rl=（R2- R1）/ R2 ⑵ 质量损失率Kd=（m一m1） /m 一般认为：Rl<25％,Kd<2％，W1＜0.5 ％．＞0．75的岩石是抗冻的岩石。
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一、矿物的基本知识：
1、晶体和非晶体区别：在固态矿物中，绝大 部分都属结晶体。 晶体为具有格子构造的固体,晶体在形成和发 育过程中，如果条件适宜，能生成具有规则 的几何多面体外形-晶格，但大多数矿物晶体 在发育时受到空间条件的限制，往往不具有 多面体外形，或者只具有几个不完整的面， 这种晶体称为晶粒或晶块。极细微的晶体， 称为隐晶，组成质点不是有规则排列，没有 规则的几何多面体外形也称玻璃质体.
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随着岩石孔隙度的增大，透水性增大， 岩石的强度降低，削弱了岩石的整体性； 同时，又由于孔隙的存在．加大了岩石 内部与水、气接触面积，加快了风化速 度，使孔隙又不断增大。
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岩石的力学性质
岩石开始破坏时所能承受的荷载为极 限荷载，用平均应力表示时则称为岩 石的极限强度。又常简称为强度。 1、抗压强度（R）：岩石单向受压时， 所能承受的最大压力，单位为Pa。 公式为：R=P/A 抗压强度通常是在室内用压力机对岩 样（试件）进行加压试验。
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四、影响岩石工程性质的因素：
内因: 组成岩石的矿物成分: 单矿岩比复矿岩耐风化。 矿物的硬度大，岩石抗压强度高。 矿物的相对密度大，岩石相对密度也大， 岩石抗压强度高。 深色矿物的（橄榄石、辉石、角闪石和黑 云母）抗风化能力 要比浅色矿物的（石英、长石、白云母） 抗风化能力差。在岩浆岩中酸性岩比基 性岩的抗化学风化能力高；沉积岩抗风化 能力要比岩浆岩和变质岩高。
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第二章 矿物与岩石鉴定
李大碚制作
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一、基本概念：
1、矿物：自然界具有一定化学成分和物理性质的 单质体及化合物。（不是地球上地质作用所特有 的产物，而是自然界（包括宇宙）物质存在的普 遍形式） 矿物是构成岩石的基本单元。目前自然界已被发 现的矿物约3300多种，而主要的常见矿物约有 200多种，其中常见的造岩矿物（构成岩石的矿 物）也只有30多种，如石英、长石、方解石等等。 2、岩石：岩石是地壳发展过程中，由一种或多种 矿物组成、在成分和结构上具有一定规律的集合 体。 岩石是构成地壳的最基本单位。按其成因，分为 岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类；按矿物组成分 单矿盐、复石的工程地质性质
一、岩石的物理性质： 1、岩石的相对密度：岩石固体部分的质 量（不包括孔隙）与其同体积4 C.‘水的 质量的比。一般介于2. 5-3. 3 。 2、岩石的密度：包括孔隙在内的单位体 积岩石的质量，大小取决于组成岩石的 矿物密度、孔隙性及其含水情况；它是 评价岩石密实程度和坚固性的指标。一 般介于2.3-3.1之间。
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一、矿物的类型：
2、原生矿物、次生矿物、变质矿物的本质区别： ①原生矿物也称内生矿物。在成岩或成矿的时期内，从 岩浆熔融体中经冷凝结晶过程中所形成的石英、长石、 云毋、角闪石、辉石和橄榄石等；或热液成矿过程中所 形成的方铅矿、方解石等．均是原矿物〕 ②次生矿物也叫外生矿物。是指原生矿物遭受化学风化 而形成的新矿物，如正长石经水解作用后形成高岭石， 高岭石再经水解后形成铝土矿；次生矿物在化学成分上 与原生矿物之间有一定的承袭关系。 ③变质矿物是指在变质作用过程中所形成的矿物，如区 域变质的结晶片岩中的蓝晶石和十字石；碳酸岩围岩接 触带中的硅灰石、石榴子石等。
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3、岩石的软化性： 软化系数= Rw /Rc ＞0．75时，属弱软化或不易软化的 岩石为抗水、抗风化和抗冻性强的岩 石，如未受风化作用的岩浆岩和某些 变质岩，均属此类； 当＜0．75时，一般认为属于易软化 的岩石，其工程性质较差，如沉积岩 类的大部分均属此类。 4.岩石的透水性：用渗透系数衡量。
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结构、构造等: 结晶结构的岩石孔隙度小，吸水率低。在荷载作用下变 形小，弹性模量大，抗压强度高，细晶岩石的强度要高 于同成分的粗晶岩石的强度， 胶结连结 基底胶结：力学性质完全取决于胶结物的性质。 孔隙胶结：强度和稳定性较好的结构。 接触胶结: 强度和稳定性很差 。