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第一章绪论岩石和岩体都是岩体力学的直接研究对象。
但在岩体力学中，这是两个既有联系又有区别的两个基本概念。
所谓岩石就是由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而形成的自然物体；所谓岩体则是指在一定的地质条件下，含有诸如节理、裂隙、层理和断层等地质结构面的复杂地质体。
岩石就是指岩块，在一般情况下，不含有地质结构面。
因此，岩石和岩体的力学性质也是不同的，前者可在实验室条件下进行试验，而后者一般在野外现场的实验场地完成实验。
从实验的精确度来看，后者更接近岩体的实际情况，反映了岩体的实际强度，前者则相差甚远。
第二章岩石的基本物理力学性质（一）岩石的基本物理性质这部分内容比较直观、容易掌握，但要注意各性质指标的定义和归类，避免引起混淆。
为便于记忆，列出基本物理力学性质的归类树，读者应将对应的公式（或注释）填充。
岩浆岩１．岩石（按地质成因）沉积岩变质岩２．岩体＝岩石（或岩块）＋结构面（二）岩石的强度特性1．强度试验基本内容单向抗压强度试验 抗剪强度2． 单向抗压强度试验（1）试件：直径D ＝50mm ±0.3mm ；高H=(2～2.5)D ±0.3mm ；两端法线与试件轴线偏差不大于025.0；端面不平整度不大于0.5mm 。
（2）单向抗压强度 AP=σ P －岩石试件无侧限条件下的破坏载荷 A －试件承载面积（3）试件破坏形态圆柱单向压缩有两种可能的破坏形态：圆锥形破坏和圆柱形劈裂破坏（见图２-1）（a ）圆锥形破坏 （b ）柱状劈裂破坏 图２-1 单轴压缩破坏形态破坏原因：①圆锥形破坏形状是由于试件两端与试验机承压板之间摩擦力增大造成的。
②柱状劈裂破坏，如图２-1b 所示。
若采用有效方法消除岩石试件两端面的摩擦力，则试件的破坏形态成为柱状劈裂破坏。
（4）试件单向抗压强度的主要影响因素①试验机铁板的刚度；②试件的形状；③试件的尺寸；③试件的高径比；④加载速度 3. 单向抗拉强度试验 （1）直接拉伸法对岩石试件直接施加拉力至破坏，抗拉强度为AP t =σ 式中：P －试件破坏时承受的最大压力；A －与拉力垂直的横截面积。
岩石力学相关概念1 ．岩石：是一种或多种矿物在各种地质作用下形成、具有一定结构和构造的集合体。
2 ．岩体：形成于一定的地质环境中，经历过反复地质作用，经受过变形、破坏且具有一定岩石成分和结构的地质体。
3．微结构面（缺陷）：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。
4．矿物解离：指矿物晶体或晶粒受力后沿一定结晶方向分裂成的光滑平面。
6 ．微裂隙（显微裂隙）：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。
7．粒间空隙：指多在成岩过程中形成的晶粒之间、胶结物之间微小空隙。
8．晶格缺陷：由于晶体外原子入侵结果产生的化学上的缺陷，或由于化学比例或原子重新排列的毛病产生的物力上的缺陷。
9．晶粒边界：由于矿物晶粒表面电价不平衡，引起矿物表面形成远远小于矿物晶粒内部键的结合力，使晶粒边界相对软弱，称之为晶粒边界。
10．矿物的硬度：矿物局部抵抗硬物压入其表面的能力，是衡量矿物软硬程度的指标。
11．岩石的强度：岩石在各种荷载作用下达到破坏时所能承受的最大应力。
12．岩石的结构：岩石中矿物（及岩屑）颗粒相互之间的关系。
13．结晶连接：岩石中的矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起。
14．胶结连接：岩石中矿物（及岩屑）颗粒通过胶结物结合在一起。
15．岩浆：地壳下部高温、高压、过热可塑性物质（硅酸盐、水汽、其它气体等）在上部岩层压力减小后，转变为高温熔融体，称为岩浆。
（高温、高压、富含挥发分和金属元素的熔融硅酸盐物质）16．岩浆岩：岩浆从地层深部上升过程中，随着岩浆内部压力减小，在适当位置冷凝而成的岩石，称为岩浆岩。
17．沉积岩：由风化剥蚀作用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，经胶结或成岩作用而形成的岩石。
18．变质岩：在已有岩石的基础上，在适当的温度、压力条件下，经过变质混合作用而形成的岩石。
19．岩石的物力性质：岩石固有的物质组成和结构特征所决定的比重、容重、空隙率等基本属性。
第一章岩石及岩体的基本性质第一节概述岩石是组成地壳的基本物质，它由各种造岩矿物或岩屑在地质作用下按一定规律〔通过结晶或借助于胶结物粘结〕组合而成。
一、岩石的分类自然状态下的岩石，按其固体矿物颗粒之间的结合特征，可分为：①固结性岩石：固结性岩石是指造岩矿物的固体颗粒间成刚性联系，破碎后仍可保持一定形状的岩石。
②粘结性岩石、③散粒状岩石、④流动性岩石等。
在煤矿中遇到的大多是固结性岩石。
常见的有砂岩、石灰岩、砂质页岩、泥质页岩、粉砂岩等。
按岩石的力学性质不同，常把矿山岩石分为：①坚硬岩石②松软岩石两类。
工程中常把饱水状态下单向抗压强度大于10MPa的岩石叫做坚硬岩石，而把低于该值的岩石称为松软岩石。
松软岩石具有结构疏松、密度小、孔隙率大、强度低、遇水易膨胀等特点。
从矿压控制角度看，这类岩石往往会给采掘工作造成很大困难。
二、岩石的结构和构造岩石的强度与岩石的结构和构造有关。
1.岩石的结构指决定岩石组织的各种特征的总合。
如岩石中矿物颗粒的结晶程度、颗粒大小、颗粒形状、颗粒间的联结特征、孔隙情况，以及胶结物的胶结类型等。
岩石中矿物颗粒大小差异很大，在沉积岩中，有的颗粒小到用肉眼难以分辩〔如石灰岩、泥岩、粉砂岩中的细微颗粒〕，有的颗粒可大至几厘米〔如砾岩中的粗大砾石〕。
组成岩石的物质颗粒大小，决定着岩石的非均质性。
颗粒愈均匀，岩石的力学性质也愈均匀。
一般来说，组成岩石的物质颗粒愈小，则该岩石的强度愈大。
2.岩石的构造是指岩石中矿物颗粒集合体之间，以及与其它组成部分之间的排列方式和充填方式。
主要有以下几种构造：1.整体构造——岩石的颗粒互相紧密地紧贴在一起，没有固定的排列方向；2.多孔状构造——岩石颗粒间彼此相连并不严密，颗粒间有许多小空隙；3.层状构造——岩石颗粒间互相交替，表现出层次叠置现象〔层理〕。
岩石的构造特征对其力学性质有明显影响，如层理的存在常使岩石具有明显的各向异性。
在垂直于层理面的方向上，岩石承受拉力的性能很差，沿层理面的抗剪能力很弱。
1.岩体：位于一定地质环境中，在各种宏观地质界面（断层、节理、破碎带等）分割下形成的有一定结构的地质体。
由结构面与结构体的地质体。
2.岩石:是经过地质作用而天然形成的一种或多种矿物的集合体。
具有一定结构构造的矿物（含结晶和非结晶的）集合体。
3.软化性：软化性是指岩石浸水饱和后强度降低的性质。
4.软化系数：是指岩石时间的饱和抗压强度于干燥状态下的抗压强度的比值。
5.形状效应：在岩石试验中，由于岩石试件形状的不同，得到的岩石强度指标也就有所差异。
这种由于形状的不同而影响其强度的现象称为“形状效应”。
6.尺寸效应：岩石试件的尺寸愈大，则强度愈低，反之愈高，这一现象称为“尺寸效应”。
7.延性度：指岩石在达到破坏前的全应变或永久应变。
8.流变性：指在应力不变的情况下，岩石的应变或应力随时间而变化的性质。
9.蠕变：只在应力不变的情况下，岩石的变形随时加不断增长的现象。
10.应力松弛：是指当应力不变时，岩石的应力随时间增加而不断减小的现象。
11.弹性后效：是指在加荷或卸荷条件下，弹性应变滞后于应力的现象。
13.峰值强度:若岩石应力--应变曲线上出现峰值,峰值最高点的应力称为峰值强度.14.扩容:在岩石的单轴压缩试验中,当压力达到一定程度以后,岩石中的破列或微裂纹继续发生和扩展,岩石的体积应变增量有由压缩转为膨胀的力学过程,称之为扩容.15.应变硬化:在屈服点以后(在塑性变形区),岩石(材料)的应力—应变曲线呈上升直线,如果要使之继续变形,需要相应的增加应力,这种现象称之为应变硬化.16.疲劳破坏:在循环荷载作用下,岩石会比峰值应力低的应力水平下破坏的现象.17.疲劳强度:是指岩石(材料)发生疲劳破坏时循环荷载的应力水平的大小(非定值).18.速率效应:是指在岩石试验中由于加载速率的不同而引起的岩石强度的变化现象.19.延性流动:是指当应力增大到一定程度后,应力增大很小或保持不变时,应变持续增长而不出现破裂,也即是有屈服而无破裂的延性流动.20.脆性破坏:是指岩石在破坏前变形很小,出现急剧而迅速的破坏,且破坏后应力降很大.21.延性破坏:是指岩石在破坏前发生了较大的永久塑性变形,并且破坏后应力降很小.22.强度准则:表征岩石破坏时的应力状态和岩石强度参数之间的关系,一般可以表示为极限应力状态下的主应力间的关系方程:σ1=f(σ2,σ3)或τ=f(σ).23.结构面: ①指在地质历史发展过程中,岩体内形成的具有一定得延伸方向和长度,厚度相对较小的宏观地质界面或带. ②又称若面或地质界面,是指存在于岩体内部的各种地质界面,包括物质分异面和不连续面,如假整合,不整合,褶皱,断层,层面,节理和片理等.24.原生结构面:在成岩阶段形成的结构面.25.构造结构面:指在构造作用下形成的各种结构面,如劈理,节理,断层面等.26.次生结构面:指在地表条件下,由于外力的作用而形成的各种界面.27.结构面频率（裂隙度）：是指岩体中单位长度直线所穿过的结构面数目.28.结构体:结构面依其本身的产状,彼此组合将岩体切割成形态不一,大小不等以及成分各异的岩石块体,被各种结构面切割而成的岩石块体称为结构体.29 结构效应：岩体中结构的方向性质密度和组合方式对岩体变形的影响。
2 岩体的基本性质通常把在地质历史过程中形成的，具有一定的岩石成分和一定结构，并赋存于一定地应力状态的地质环境中的地质体，称为岩体。
岩体在形成过程中，长期经受着建造和改造两大地质作用，生成了各种不同类型的结构面，如断层、节理、层理、片理等。
受其影响，岩体往往表现出明显的不连续、非均质和各向异性，具有一定的结构是岩体的显著特征之一，它决定了岩体的工程特性及其在外力作用下的变形破坏机理。
因此，从抽象的、典型化的概念来说，可以把岩体看作是由结构面和受它包围的结构体共同组成的。
所谓“结构面”，是指在地质发展历史中，尤其是地质构造变形过程中形成的，具有一定方向、延展较大、厚度较小的二维面状地质界面，它包括岩石物质的分界面和不连续面，如岩体中存在的层面、节理、断层、软弱夹层等，可统称为结构面。
结构面是岩体的重要组成单元，由于受结构面的切割，岩体的物理力学性质与岩石有很大的差别。
岩体的物理力学性质取决于结构面和结构体两部分的组合情况，尤其在工程上，岩体的工程力学稳定性质主要取决于岩体内结构面的数量、空间大小、空间组合情况、结构面特征以及充填介质的性质等。
所谓结构体是指由结构面切割而成的岩石块体。
结构体的四周都被结构面包围，常见的结构体大都是有棱角的多面体，如立方体、长方体、柱状体、板状体、菱形体、梯形体、楔形体、锥形体等。
结构体也是岩体的重要组成部分，它本身的物质组成和排列组合方式也影响到岩体的力学性质。
总之，岩体是由结构面和结构体两部分组成的，这也决定了其物理力学性质不是单纯取决定于某一方面的结果，而是二者共同作用和表现的结果，这在岩体力学分析和研究时是十分重要的。
在上一章开始时曾简单介绍过岩石和岩体二者之间的关系，指出工程上的岩石可视为岩体中的结构体（岩块），在无特殊说明的情况下，工程中的岩石均是指岩体中的结构体即岩块而言的。
从力学角度来看，岩体与岩石有许多区别，其中较明显的特征可归纳为以下几点：1）岩体的非均质性岩体可以由一种或几种岩石组成，而且以后者居多。
01、什么是岩石、矿物。
岩石：是由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律凝聚而成的自然地质体。
一般认为它是均质的和连续的。
矿物：指存在于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。
岩体：岩块+结构面岩体是指一定工程范围内的自然地质体，他经历了漫长的自然历史过程，经受了各种地质作用，并在地应力的长期作用下，在其内部保留了各种永久变形和各种地质构造行迹结构面：岩体内具有一定方向、延展较大、厚度较小的面状地质界面，包括物质的分界面和不连续面，它是在地质发展历史中，尤其是在地质构造变形过程中形成的。
结构体：被结构面分割而形成的岩块，四周均被结构面所包围，这种由不同产状的结构面组合切割而形成的单元体成为结构体。
02、岩石的成因分类：分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。
03、不连续面：包括岩性不连续性和结构不连续性。
岩性不连续性：指岩体内岩石性质沿一些界面发生突变；结构不连续性：指岩体中一系列宏观分离面，如断层、节理、劈理等。
包括节理、裂隙、孔隙、断面、孔洞、层面。
04、岩体的力学特征不连续性、各项异性、不均匀性、赋存地质因子的特性05、岩石与岩体的区别岩石是矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而形成的自然物体。
岩体，是指一定工程范围内的自然地质体，它经历了漫长的自然历史过程，经受了各种地质作用，并在地应力的长期作用下，在其内部保留了各种永久变形和各种各样的地质构造形迹（不整合、褶皱、断层、层里、节理、劈理等不连续面。
岩体=岩块+结构面。
岩石和岩体的重要区别就是岩体包含若干连续面，岩体的强度远低于岩石强度。
06、岩石的密度指标天然密度、饱和密度、干密度、重力密度、颗粒密度07、岩石的含水性质含水率w：天然状态下岩石中水的重量Ww与岩石烘干重量Ws的百分比。
w=WW / Ws ×100%吸水率Wa：指干燥岩石试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的百分率。
wa=WW / Ws=（Wo-Ws）/ Ws ×100%08、岩石的渗透性、膨胀性渗透性：岩石在一定水力梯度作用下，岩石的孔隙和裂隙透过水的能力。
1、岩石：由具有一定结构构造的矿物集合体组成。
3、结构面：地质历史发展过程中，在地质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。
包括：物质分异面和不连续面。
4、岩体：在地质历史过程中形成的、由岩石块体和结构面网络组成的、具有一定的岩石成分和结构，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。
5、结构面连续性系数：指沿结构面延伸方向上结构面各段长度之和与测线长度的比值。
6、岩石质量指标RQD：长度大于10cm的岩心的累积长度与钻孔进尺之比。
7、结构面张开度e：结构面两壁面间的垂直距离。
9、起伏角i：结构面局部起伏方向与结构面延伸方向之间的夹角。
10、岩块的结构：岩石内矿物颗粒的大小、形状、排列方式、粒间连结方式及微结构面发育等岩块构成情况。
岩块的构造：矿物集合体之间以及矿物集合体与其他组分之间的排列组合方式。
I：风化岩块快速浸水后吸入水的质量与干燥岩块质量之比。
11、风化空隙率wk：风化岩块的饱和单轴抗压强度与新鲜岩块的饱和单轴抗压强度之比。
风化系数f12、结构体：岩体中被结构面切割围限的岩石块体。
13、岩体的工程分类：通过岩体的一些简单易测指标，把工程地质条件和岩体力学参数联系起来，并借鉴已建工程设计、施工和处理等方面成功与失败的经验教训，对岩体进行归类的一种方法。
15、岩体的完整性系数k v：岩体纵波波速与岩块纵波波速的比值的平方。
3、简述结构面的成因类型（地质成因类型、力学成因类型）（1）地质成因类型（2）力学成因类型：张性结构面；剪性结构面。
4、简述结构面的规模与分级5、说明岩块与结构体的区别。
岩块：由地质作用形成的，具有一定的岩矿组合和较强的连接强度、不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小单元。
结构体：岩体中被结构面切割围限的岩石块体。
不同级别的结构面围限的岩体规模大小不一，形成不同规模的结构体：I、II、III、IV级结构体。
只有IV级结构面切割的IV级结构体，才被称为岩块。
一、名词解释：1、岩石力学：研究岩石的力学性状和岩石对各种物理环境的力场产生效应的一门理论科学，是力学的一个分支，同时它也是一门应用科学。
2、岩石：是由各种造岩矿物或岩屑在地质作用下按一定规律组合而成的多种矿物颗粒集合体，是组成地壳的基本物质。
3、岩体：是地质体，它的形成于漫长的地质年代有关，它是一定工程范围内的自然地质体，经过各种地质运动，内部含有构造和裂隙。
4、结构面：①指在地质历史发展过程中岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的宏观地质界面或带。
②又称弱面或地质界面，是指存在于岩体内部的各种地质界面，包括物质分异面和不连续面，如假整合、不整合、褶皱、断层、层面、节理和片理等。
5、岩石结构：结构面和结构体在岩体内的排列组合形式，称为岩体结构。
6、软化系数：指岩石试件的饱和抗压强度与干燥状态下的抗压强度的比值7、弹性模量：弹性范围内轴向应力与轴向应变之比。
8、变形模量：岩石在单轴压缩条件下，轴向应力与轴向应变之比。
9、泊松比：岩石在单向受压条件下，横向应变与纵向应变之比10、抗压强度：是指岩石试件在单轴压力下达到破坏的极限值。
11、抗拉强度：是指岩石试件在单向拉伸条件下试件达到破坏的极限值。
12、抗剪强度：是指岩石抵抗剪切破坏的能力13、流变性：指在外界条件不变时，岩石应变或应力随时间而变化的性质。
14、蠕变：在大小和方向都保持不变的外力作用下，变形随时间不断增长的现象。
15、准岩体强度：考虑裂隙发育程度，经过修正后的岩石强度称为准岩体强度。
16、完整性系数：是岩体中纵波速度和同种岩体的完整岩石中纵波速度之平方比。
17、普氏系数：岩石单轴抗压强度的十分之一。
18、RQD ：指大于10cm 的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数。
19、原岩应力：岩石是地球表层的物质，在漫长的地质年代里，由于地质构造运动等原因使地壳物质产生了内应力效应在，这种应力称为地应力或原岩应力。
20、自重应力：由于岩体自重而产生的天然应力叫自重应力。
岩体的名词解释引言：地球上的各种地理形态都离不开岩石，而岩体则是岩石在地壳中的特定区域。
本文将深入探讨岩体的定义、特征以及其对地质环境和人类社会的影响。
一、岩体的定义与分类岩体是指地壳中具有一定规模和较为连续的地质岩层或岩块。
岩体的形成主要受到岩石的物理结构、地质历史和构造背景等因素的影响。
根据岩石的成因和物质组成，岩体可分为火成岩体、沉积岩体和变质岩体等。
火成岩体主要由火山岩和深成岩组成，它们形成于地壳上升和熔融作用产生的过程。
沉积岩体主要由沉积作用的沉积物组成，形成于河流、湖泊、海洋等地质环境下。
而变质岩体则是由于高温、高压作用下，原有的岩石发生变质作用形成的。
二、岩体的特征1. 组成多样性：岩体中的岩石种类千差万别，从火山岩到片麻岩，从石英砂岩到大理岩，每一种岩石都有其独特的组成和性质。
2. 时空分布广泛性：岩体广泛分布于地球各个地理环境和构造背景中，如高山、峡谷、平原、岛屿等。
3. 普遍性与稳定性：相对于单一岩石，岩体由于其较大的规模、较坚实的结构，在地质演化过程中往往比较稳定。
岩体的普遍性使得它们在地球表面上随处可见。
三、岩体与地质环境的关系1. 水文地质：由于岩体的物理和化学特性不同，对地下水的渗透性和储存能力有着重要影响。
水资源的开发和利用往往需要对区域中岩体的特点进行深入了解，以保证水资源的合理开发和管理。
2. 地质灾害：岩体的破裂和滑动常常是造成山体滑坡、崩塌、地震等各种地质灾害的直接原因之一。
了解岩体的类型、结构和力学性质，对于预防和减轻地质灾害具有重要意义。
3. 环境保护：岩体中的物质成分和化学性质对于环境的质量和生态系统的平衡有着重要影响。
通过研究岩体的地球化学特征，可以帮助评估环境中的污染物和有害物质的扩散和影响程度，为环境保护和治理提供科学依据。
四、岩体对人类社会的影响1. 建筑工程：岩体的稳定性和坚实性使得它们成为重要的基础材料之一。
岩体在城市建设和交通基础设施的建设中发挥着重要作用。
一、岩石和岩体岩石⑴自然形成的产物；⑵由一种或几种矿物组成的具有一定结构构造的固体集合体。
岩体：地质历史过程中形成的，由岩块和结构面组成的，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。
岩体就是岩石和结构面的统一体。
结构面: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。
（如节理、裂隙、褶皱等结构面。
）二、岩体的特征1、岩体是非均质各向异性的材料。
2、岩体内存在着原始应力场。
3、岩体内存在着一个裂隙系统4岩体既不是理想的弹性体，也不是典型的塑性体，既不是连续介质，又不是松散介质，而是一种特殊的复杂的地质体，这就造成了研究它的困难性和复杂性岩体力学研究的主要对象是岩体，研究岩体在力场作用下，所发生的变形、破坏和移动规律的理论及其实际应用的科学，是一门应用型基础学科。
岩石的强度：岩石抵抗外力作用的能力，岩石破坏时能够承受的最大应力。
a.单向抗压强度b.单向抗拉强度c.剪切强度d.三轴抗压强度岩石的变形：岩石在外力作用下发生形态（形状、体积）变化。
a.单向压缩变形b.反复加载变形c.三轴压缩变形d.剪切变形岩石单轴抗压强度1）定义：岩石在单轴压缩荷载作用下达到破坏前所能承受的最大压应力称为岩石的单轴抗压强度计算公式：σc=P/A5)水对单轴抗压强度的影响－软化系数：岩石的软化系数：饱和岩石抗压强度σb与干燥岩石抗压强度σc之比η=σb/ σc≤11.2岩石单轴抗拉强度定义：岩石在单轴拉伸荷载作用下达到破坏时所能承受的最大拉应力称为岩石的单轴抗拉强度。
试件在拉伸荷载作用下的破坏通常是沿其横截面的断裂破坏，岩石的拉伸破坏试验分直接试验和间接试验两类抗剪切强度定义：岩石在剪切荷载作用下达到破坏前所能承受的最大剪应力称为岩石的抗剪切强度剪切强度试验分为非限制性剪切强度试验和限制性剪切强度试验二类。
非限制性剪切试验在剪切面上只有剪应力存在，没有正应力存在；限制性剪切试验在剪切面上除了存在剪应力外，还存在正应力。
第六节有关岩体的基本概念第六节有关岩体的基本概念一、岩体的基本特征和类型以上介绍的岩石力学性质，都是以对小型岩石试件（岩块）进行实验和研究为基础的，它与大范围天然岩体的力学性质相比有很大差别。
为了有效地解决与工程有关的岩石力学实际问题，必须了解岩体的基本特征和其有关力学性质。
（一）岩体的基本特征概括来说，岩体在以下三个方面与实验室内制作的岩石试件有显著不同：岩体以自然状态埋藏在地下一定深度处，处于特定的天然物理环境（地应力、地温、地下水等）之中，这些因素无疑将对岩体的物理力学性质有很大影响；岩体由一定数量的岩石组成，没有特定的自然边界。
岩体的范围常根据解决问题的需要来圈定；岩体中存在各种地质构造和弱面。
岩体在自然状态下经历了漫长的地质作用过程。
在地应力作用下，岩体内部保留了各种永久变形的形态和各种地质构造形迹，如不整合、褶皱、断层、节理、裂隙等等。
根据上述特征，岩体定义为自然界中由各种岩性和各种结构特征的岩石所组成的集合体。
从工程实际来看，大多数情况下遇到的岩体是含有各种弱面的坚硬天然岩石。
因此，从抽象的、典型化的概念来说，可以把岩体看作---------------------------------------64 第一篇钻眼爆破与井巷支护技术——是由结构面和受它包围的结构体共同组成的。
所谓“结构面”，是指在地质发展历史中，尤其是地质构造变形过程中形成的，具有一定方向、延展较大、厚度较小的二维面状地质界面，它包括岩石物质的分界面和不连续面，如岩体中存在的层面、节理、断层、软弱夹层等，可统称为结构面。
结构面是岩体的重要组成单元，它的性质影响到岩体的性质。
所谓“结构体”，是指由不同产状的结构面相互切割而形成的单元块体，也称单元岩块。
结构体的四周都被结构面包围，常见的结构体大都是有棱有角的多面体，如立方体、长方体、柱状体、板状体、菱形体、梯形体、楔形体、锥形体等。
结构体也是岩体的重要组成部分，它本身的物质组成和排列组合方式也影响到岩体的力学性质。
因此，从力学角度来看，岩体也与岩石有许多区别，其中比较明显的特征可归纳为以下几点：岩体的非均质性岩体可以由一种或几种岩石组成，而且以后者居多。
对于由多种岩石组成的岩体，由于在自然条件下组成岩石的物质成分、组织结构及其组合状况经常变化，所以一般认为岩体是非均质的。
例如，对于倾斜层状岩体，无论是铅直方向还是水平方向，其非均质性都十分明显；对于水平或近水平的层状岩体，在铅直方向上的非均质性也是明显的，而在水平方向，尽管岩石种类在一定范围内可能没有明显变化，但物质组成、岩性岩相也有变化，所以严格地说岩体都是非均质的。
只有在少数情况下，在某些局部范围内，如果不存在软、硬悬殊的夹层，岩石的物理力学性质基本一致，才可看作是均质体。
岩体除了因物质成分不同造成的非均质性外，由于各种非均质结构面切割的结果也会呈现出明显的结构非均质性。
其中当岩体被自然裂隙和采动裂隙切割成由几十厘米至几十米的结构岩块时，会对顶板稳定性造成不利的影响。
岩体的各向异性各向异性是指物体的全部或部分物理力学特性随方向不同而表现出一定差异的性质。
岩体的许多物理力学性质，如弹性模量，抗压、抗拉强度，声波的传播速度等，就随加载或测试方向不同而有显著差别。
岩体的各向异性也和非均质性类似，不仅由于物质成分、结构致密程度不同而造成，而且也受到各种结构面的影响。
由于结构面的方位不同，数量---------------------------------------65 ——最新矿山井巷工程施工综合技术与标准规范实用手册不等，规模不一，性质各异，会造成岩体具有各向异性。
如结构面组数较少且各自发育程度不同的岩体，其各向异性会表现得很明显；反之，结构面组数多、各自都很发育、方向十分复杂的岩体，其各向异性反而表现得不明显。
所以，岩体中组成岩石的成层条件及其分布规律，结构面特性及其发育状况等都会导致岩体具有各向异性。
岩体的非连续性由于岩体被各种结构面所切割，因此从原则上说岩体属于非连续体。
但是随着被切割的岩块大小、形态和性质不同，岩块的排列和相互接触状态的差异，及其不连续程度都会有所不同。
因此，在研究工程问题，尤其是进行岩体稳定性分析时，往往根据岩体的不同结构类型把岩体分别看作是非连续体、似连续体或连续体。
例如，受结构面影响明显的层状、块状结构岩体和碎裂结构岩体可视为非连续体；结构发育密集的碎裂结构及结构面不规则密集分布的散体结构岩体可看成似连续体；而只有那些整体结构岩体和部分块状、中厚层状结构的岩体才可看作是连续体。
为了对岩体的特性有较全面的了解，在表中对岩石和岩体特性的不同之点进行了简要对比。
表岩石和岩体特征对比特征岩石岩体由一种或一种以上的岩石组合而成，是由结晶矿物、非晶质基质、碎屑颗粒、胶物质组成岩块的集合体，即由结构面和结构体共结物质分别组合构成同组成根据成分及矿物颗粒性质不同可分为结晶根据结构面、结构体性质不同，大体分结构结构，碎屑结构及生物化学和胶体化学沉为整体结构，块状结构，层状结构，碎积的致密结构裂结构及散体结构除受构造影响而有一些隐微裂隙外，一般由于结构面发育程度不同，结构体形态、完整性完整性好，不易分散解体大小不一，其完整性悬殊由于岩石组合不同，结构面和结构体特均质性绝大多数岩石致密均质，可看作均匀介质征不同，呈明显的非均质性岩石内包含层面时具各向异性特点，同一不论岩石组合状况如何，由于结构面方各向异性层面内则显示各向同性。
一般块状岩石为位、发育程度及充填情况不一，岩体有各向同性体明显的各向异性---------------------------------------66 第一篇钻眼爆破与井巷支护技术——续表特征岩石岩体矿物颗粒一般接触紧密，其间空隙充填胶多裂隙岩体由于各种结构面发育，一般连续性结较好，可认为是连续体属于非连续体与岩体相比，变形及泊松比小，但弹性模与岩块比，变形及泊松比大，但弹性模变形特征量大量小主要受软弱结构面及岩石组合控制。
由是由微小结构起控制作用，其整体强度较于结构面、结构体的特性不同，其整体强度特征为均一，峰值强度比岩体大强度悬殊很大。
具有明显的强度不均一性。
峰值强度及残余强度比岩块小岩石在单向受压时以剪切破坏为主，有时多裂隙岩体为无拉伸材料，受拉极易开破坏机理出现拉断破坏，在围压状态下基本上是剪裂，受压时常沿软弱结构面产生破坏切破坏（二）岩体结构面的空间定位及其图示法由于结构面对岩体的强度和稳定性影响很大，因此，为了对岩体质量进行评估，需要有能反映岩体结构面的空间分布和其密集程度的定量方法，这类方法很多，其中比较常用的有以下两种：节理玫瑰图图节理玫瑰图节理玫瑰图是反映节理走向、倾向和倾角的一种图示法。
图所示为节理走向玫瑰图，其绘制方法是在一个任意半径的半圆上，画上刻图网和磁北。
根据某一规定面积内测得的每个节理走向的资料，按走向方位角的大小每或分组，统计每一组内的节理数和平均走向方位角，制成原始数据表。
然后选取适当长度的单位线段作为节理数量的比例尺，自圆心沿半径引某一长度辐射直线，直线的方位代表该组内节理的平均走向方位角，直线的长度代表该组内节理的数量。
最后用直线将各辐射直线的端点连起来，就得到节理走向玫瑰图。
---------------------------------------67 ——最新矿山井巷工程施工综合技术与标准规范实用手册如果用类似的方法把测得的节理要素按倾向以或分组，求出每一组内的节理数目及平均倾向，便可得到节理倾向玫瑰图。
如果把沿半径引出的辐射直线的长度代表各组节理的平均倾角，也可得到节理倾角玫瑰图。
赤平极射投影图这是通过立体平画投影法得到的一种投影图，也是岩体力学中常用来表示结构面空间方位和倾角的方法之一。
其原理是把空间的投影球比作一个地球，为了将球面上的点或线投影到赤道平面上，从相当于地球南极位置的极点向球面上的任一点发出射线。
该射线必与投影球的赤道平面相交于某一点，该点就是球面上相应点的赤平极射投影。
图赤平极射投影原理图例如，将一走向为南北、倾向东、倾角为的节理面按其产状置于球体中央，如图所示，则图中-弧即为该节理面的赤平极射投影曲线，该曲线的两个端点-的连线即表示节理面的走向，弧凹所向的方向是节理面的倾向。
同时，弧顶越靠近赤道平面的圆周，表明该节理面倾角越小，当与重合时，表示节理面为水平面，与/重合时为垂直面，故线段的长度可表示节理面的倾角。
赤平极射投影图可将节理面的方向和倾角一起反映出来，并可测算各节理面的组合关系，是目前反映节理产状和推求节理组合关系时应用较广的方法。
（三）岩体的结构类型由于岩体中结构面性质、规模和切割密度等因素不同，岩体的力学性质和稳定性也就不同。
按结构特征的不同，岩体可划分为以下几种基本类型：整体岩体（图01）它是指未受或仅受轻微构造变动的厚层沉积岩，岩层多呈水平或缓斜---------------------------------------68 第一篇钻眼爆破与井巷支护技术—-—状，节理不发育，很少有断层，通常可认为是均质、连续介质。
这类岩体本身有很高的力学强度和抗变形能力，岩体的整体强度接近于岩石的强度，因而常具有很好的自稳性能。
图岩体结构的基本类型整体结构；块状结构；层状结构；碎裂结构；散体结构块状岩体（图）它是指遭受中等构造变动的厚层、中厚层沉积岩，岩层多为水平或倾斜状，节理发育，有小断层及偶有层间错动，岩石一般比较坚硬。
这类沉积岩通常由岩体单一或强度相近的岩层组合而成，根据构造变动程度，可认为是连续介质或非连续介质。
这类岩体的整体强度也较高，岩体的变形、破坏受结构面控制，它对一般跨度的巷硐是稳定的，开挖后在短时间内应力即能达到平衡。
层状岩体（图）它是指构造比较简单的沉积岩，岩层可以成水平或倾斜陡急状。
它可以由单一岩性或不同岩性的互层或夹层组合而成，岩层的单层厚度一般在-左右。
这类岩体的特点是各个单层具有比较完整的层状组合，同时常含有粘结力很小的层理面、极薄层或薄层状的原生软弱夹层以及轻微的层间错动面，其节理发育程度不等。
岩体的完整性随岩层变位程度而定，介质类型属于各向异性的非连续介质，其变形、破坏受岩层组合和结构面所控制，在跨度较大的巷硐顶部可能产生弯曲折断，而平行于巷硐侧壁的急斜岩层可。
