第四章3岩石的蠕变
五、岩石的蠕变
1、 蠕变特征
① 岩石蠕变的概念
在应力σ不变的情况下，岩石变形随时间t 而增长的现象。
即 dt
d ε 随时间而变化。
②岩石蠕变类型 有两种类型：
稳定型蠕变 非稳定型蠕变
a、稳定型蠕变
应力作用下，
随时间递减，
dε
零，即0
=
dt
域稳定。
一般在较小应力下或硬岩中。
b、非稳定型蠕变：岩石在恒定应力作用下，岩石变形随时间不断增
长，直至破坏。
一般为软弱岩石或应力较大。
③蠕变曲线变化特征
三个阶段：
Ⅰ阶段：初期蠕变。
d
曲，应变速率
dt
小。属弹性变形。
Ⅱ阶段：等速蠕变。
应变－时间曲线近似直线，应变随时间呈近于等速增长。出现塑性。
Ⅲ阶段：加速蠕变。
应变－时间曲线向上弯曲，其应变速率加快直至破坏。
应指出，并非所有的蠕变都能出现等速蠕变阶段，只有蠕变过程中结构的软化和硬化达到动平衡，蠕变速率才能保持不变。
在Ⅰ阶段，如果应力骤降到零，则ε－t曲线具有PQR形式，曲线从P 点骤变到Q点，PQ＝
ε为瞬时弹性变形，而后随时间慢慢退到应变为
e
零，这时无永久变形，材料仍保持弹性。
在Ⅱ阶段，如果把应力骤降到零，则会出现永久变形，其中TU＝
ε。
e
有直接关系。
变速度变化缓慢，
稳定。
率增大。
蠕变速率越大，反之愈小。
岩石长期强度：指 岩石由稳定蠕变转为非稳定蠕变时的应力分界值。即，岩石在长期荷载作用下经蠕变破坏的最小应力值(∞σ或∞τ) 岩石极限长期强度：指长期荷载作用下岩石的强度。
2、 蠕变经验公式
由于岩石蠕变包括瞬时弹性变形、初始蠕变、等速蠕变和加速蠕变，则在荷载长期作用下，岩石蠕变的变形ε可用经验公式表示为：
ε＝e ε+)(t ε+t M +)(t T ε
e ε－瞬时变形；)(t ε－初始蠕变；t M －等速蠕变；)(t T ε－加速蠕变。
对于前两个阶段，目前的经验公式主要有三种： ①幂函数
取n t A t ?=)(ε
第一阶段：n e t A ?+=εε；
第二阶段：)(11t t M t A n e -+?+=εε，t ＞1t
A 、n 是试验常数，其值取决于应力水平、材料特性以及温度条件。
②对数函数：
t D t B t e ?+?+=log εε
B 、D 是与应力有关的常数。
③指数函数
)](exp 1[t f A -=ε，或 )]ex p(1[n t C B A ?--=ε A 为试验常数，)(t f 是时间t 的函数
伊文思（Evans ）对花岗岩、砂岩和板岩的研究：
n t C t f ?-=1)(，
C 为试验常数，n=;
而哈迪(Hardy)给出经验方程，
)]exp(1[Ct A --=ε， A 、C 为试验常数。
3、蠕变理论模型(理论公式)
（1）基本模型
由于岩石材料具有弹性、刚性、粘性和塑性，目前采用简单的机械模型来模拟材料的某种性状。将这些简单的机械模型进行不同的组合，就可以得到岩石的不同蠕变方程式，以模拟不同的岩石蠕变。
常用的简单模型有两种：
一种是弹性模型，
另一种是粘性模型。
① 弹性模型
这种模型是线弹性的，
这种模型可用刚度为G
②粘性模型
或称粘性单元，这种模型完全服从牛顿粘性定律，其应力与应变速率成正比，可表示为：
η－粘滞系数(MPa或2
kg?)
/cm
s
这种模型称为牛顿物质，它可用充满粘性液体的圆筒形容器内的有孔活塞(称为缓冲壶)来表示。
③塑性
τ＜yτ时无应变；τ≥yτ时，产生应变(塑性)。
④刚体
（2）组合模型
由于大多数岩体都表现出瞬时变形(弹性变形)和随时间而增长的变形(粘性变形)，因此，可以说岩石是粘--弹性的。
将弹性模型和粘性模型用各种不同方式组合，就可以得到不同的蠕变模型。
串联：每个单元模型担负同一总荷载，其应变率之和等于总应变率。并联：每个单元模型担负的荷载之和等于总荷载，而他们的应变率是相等的。
①马克斯韦尔(Maxwell)模型
这种模型用弹性模型和粘性模型串联而成。
其特征是：当应力骤然施加并保持为常数时，变形以常速率不断发展。这个模型用两个G和 描述，
由于串联，有：b a τττ== （1-1）
且
b a γγγ+= （1-2）
则 b a b a dt
d dt d dt d γγγγγγ&&&+=+== （1-3）
粘性模型 a a γητ&=， 弹性模型 b b
G γτ= （1-4）
所以由（1-3）
（1-5）
得微分方程：
（1-6）
对上式微分方程求解可得到应变—时间关系式。 方程的通解是：
???
????
?
?+=-t t
G
t G
dt e
G C e
0γτηη
& （1-7） 讨论
a 、 对于单轴压缩，在t ＝0时，骤然施加轴向应力1σ(const ==τσ1) 方程的解为：
（1-8） 初期为瞬间弹性变形，后期为粘性变形。 其中， )
21(3μ
-=E
K 为体积变形模量。G 刚度系数。
b 、 当const =γ（松弛）：
t
G
e
G η
γτ-
=0
② 伏埃特(Voigt)模型(粘弹性固体)
该模型又称凯尔文模型，它是
由弹性和粘性模型并联而成。特点：当骤然应力施加时，应变速率随时间递减，在t 增加到一定值
时，应变趋于零。
这个模型用两个常数G 和η描述。 并联：d c τττ+= （2-1）
d c γγγ== （2-2） 又 c c γητ&= d d G γτ= 代入（2-1）式
则
（2-3）
风化程度判断
岩石风化程度的判断 岩石受风化作用，改变了物理化学性质，其变化情况随风化程度轻重而不同。如岩石的裂隙度、孔隙度、透水性、亲水性、胀缩性等都随风化程度加深而增加，抗压、抗剪强度随风化程度加深而降低。所以岩石风化程度愈深的地区，工程建筑地基承载力愈低，岩石边坡愈不稳定，所以，为达到对其防治的作用，要对岩石的风化程度有所判断，以下从六个方面阐述了岩石风化程度的判断方法。（一）颜色的改变 岩石的风化程度不同，则其颜色也表现出差异。从整体来性来看，有的原岩新鲜时为灰绿色，经风化后，其剖面上颜色由上往下为：黄绿、黄褐、棕红、红。从局部来看，颜色的变化程度也有所不同，有的仅沿岩石裂隙面发生变化，有的仅部分岩体发生变化，有的则全部岩体发生变化。总的来说，随风化程度加深，岩石的颜色光泽与新鲜原岩相比会变得暗淡。 （二）岩石物理力学和水理性质的变化 岩石的物理力学和水理性质的变化，是原岩矿物成分和结构变化的综合反映。在风化壳剖面上，有上到下的趋势是：①孔隙性和压缩性由大到小②吸水性有强到弱③声波速度由小到大④强度由低到高 （三）次生矿物的产生 由于不同矿物抗风化能力不同，岩石中中那些不稳定的矿物总是首先风化变异，当风化进一步发生时，那些稍稳定的矿物才会依次发生风化。此外，化学风化在不同时期主要作用的化学反应是不同的，因此，在风化壳的不同部位，具有不同的矿物共生组合。一般而言，同一种岩石，越疏松，次生矿物越多，风化程度越深。 （四）节理裂隙的情况 当岩石中节理裂隙不发育时，表明岩石较为新鲜。节理裂隙不太发育时，岩石微风化。节理裂隙发育时，岩石弱风化。简而言之，随风化程度加深，节理裂
隙越发育，（某些岩石风化后表现为粘土或次生矿物较多，则节理裂隙表现不明显）。 （五）机械破碎程度 岩石越破碎，机械风化作用越严重，但构造作用也会造成岩石破碎，但是构造作用与机械分风化作用区别在于：构造成因的，岩石破碎有规律，或附近有地质构造特别是断层，还有构造作用与气候的关系不大，而机械作用恰恰相反。（六）风化深度 随风化程度加深，风化深度也随之加深，其判别方法可用钻探、物探等，物探即就是通过测量波在岩石中的传播速度来确定风化深度，相比之下，钻探更为准确。
岩石材料的蠕变实验及本构模型研究
岩石材料的蠕变实验及本构模型研究 流变学作为力学的一个分支,主要研究材料在应力、应变、温度、辐射等条件下与时间因素有关的变形规律,所涉及的内容包括蠕变、应力松弛和弹性后效等。蠕变是影响岩体稳定性的一个重要因素。 软弱岩石在受到较低水平的应力作用时,就会产生明显的蠕变现象,如软岩巷道中的底鼓,即使是很坚硬的岩体,在高应力作用下同样会产生蠕变,从而影响到工程的功能和使用。因此,需要对岩石材料的蠕变行为进行深入研究,力求从本质上揭示其蠕变行为的特征。 本文通过实验研究和理论分析,得到了盐岩的基本力学参数,并研究了盐岩在不同应力条件下的力学特性和蠕变行为。以经典蠕变模型为基础,结合分数阶微积分理论,构建了一个新的蠕变模型,并利用盐岩、泥岩和煤岩的蠕变实验数据对其进行了验证。 (1)对盐岩材料进行了多组单轴和三轴压缩实验,并在每组实验中选取三个试样重复进行实验,以此来降低实验的随机性和试样个体的差异性。结果三个试样的测试结果比较接近,此批试样的个体差异性较小。 此外,常规压缩实验的结果还表明随着围压的增大,抗压强度和最大应变会随之增大。(2)在单轴蠕变实验中,选取了四个轴压水平来进行实验,分析了不同轴压对蠕变的影响。 当轴压水平越大时,加速蠕变阶段就会越早地出现,并且稳定蠕变应变率也会越大。与单轴蠕变相比,当材料受到一个较小的围压作用时,其蠕变行为也会发生巨大的变化,例如蠕变应变率大幅下降、蠕变时间大幅增长、加速蠕变阶段缺失等。
(3)通过分析不同应力条件下的蠕变应变率可以发现,稳定蠕变应变率与轴压大小呈线性关系,加速蠕变应变率与轴压大小也呈现出正相关性。此外,蠕变等时曲线表明随着时间的延长,轴压大小对蠕变的影响会越来越明显。 相反,围压会明显地降低蠕变应变率并抑制蠕变行为的发展。(4)结合分数阶微积分理论构建了一个新的非线性蠕变模型,并利用广义塑性力学理论和张量分析理论对新模型在三轴应力状态下的蠕变方程进行了推导。 以盐岩实验数据为基础,对蠕变模型的参数进行了辨识,并验证了模型的准确性。此外,利用泥岩和煤岩的蠕变实验数据对模型的适用性进行了验证,结果表明新模型可以应用于模拟多种岩石材料的蠕变全过程,具有较为广泛的适用性。
新大象版小学科学四年级上册2.3 岩石的组成 教学设计+反思
3岩石的组成 【教学分析】 研究岩石必须谈到矿物，岩石是由一种或多种矿物组成的。教材先点名了岩石和矿物的关系，然后给出常见矿物的名称和图片。有条件的学校可以呈现矿物标本，供学生观察和比对使用。教师先指导学生分析花岗岩内含有的三种颗粒分别是什么矿物，从颜色、透明、反光的情况分别去比对和判定。在此基础上在分别去分析大理岩、砂岩的矿物成分，最终理解岩石是由矿物组成的。至此，学生对岩石从表面特征到内部组成有了更加深入的认识。这时就可以仿照包含个人基本信息的居民身份证来为岩石制作“身份证”了。这不仅是一个形象化的制作活动，更是对岩石研究的一个小结，使学生对岩石的认识更加系统。 【教学目标】 （1）比对矿物标本，知道岩石是由不同的矿物组成的。 （2）会从阅读资料等渠道获取重要信息，通过制作“身份证”的活动提高处理信息的能力。 （3）更全面地认识岩石的基本特性，感受探究的乐趣。 【教学准备】 （1）材料准备：矿物标本、花岗岩、砂岩、大理岩、放大镜、“身份证”卡片等。 （2）活动场地：在教室内和实验室内均可。 【教学过程】 1.阅读了解矿物知识 师：在观察岩石的过程中，大家发现岩石由不同的颗粒组成，颗粒有大有小，颜色也不一样。组成岩石的这些颗粒到底是什么呢？下面让我们认识地球上分布更广的一种资源——“矿物”。矿物的种类很多，例如长石、石英、云母、方解石、白云石，以及做铅笔芯的石墨，做粉笔的石膏等，都是矿物。下面按照小组来观察一下矿物标本。 （学生分小组观察矿物标本） 2.假设花岗岩中有哪些矿物 师：每种矿物都是一种因地质作用而形成的天然的纯净的化学物质，是组成岩石和矿石的基本单元。请大家回顾一下，花岗岩是由几种颗粒组成的？它们分别可能是什么矿物呢？ 生1：花岗岩由三种颜色的颗粒组成：肉红色、黑色、白色（有些透明和反光）。 生2：我认为肉红色的很像长石，长石就是肉红色的。 生3：其中黑色的有可能是黑云母或者是石墨。矿物里的黑云母和石墨都是黑色的，石墨是做铅笔芯的，在纸上画能画出黑印儿。我用花岗岩在纸上画是没有黑印儿的，所以我判断黑色的颗粒应该是黑云母。 生4：花岗岩中那个白色的有些透明和反光的颗粒既像石英也像方解石，我不能准确判断。 师：大家能够把岩石和矿物标本进行比对，根据比对结果还有自己的知识，通过分析说出自己的合理假设，这样非常好。我们再用这样的方法来探究一下砂岩和大理岩的组成，先进行小组观察、比对和讨论，然后我们一起交流。 （小组观察、比对、讨论） 生1：我们小组看到的砂岩是黄褐色的，在放大镜下面看到有肉红色的颗粒和白色透明的颗粒。白色透明颗粒像是石英，肉红色的颗粒像是长石。偶尔还有一些深灰色的颗粒夹杂在里面，不能确定是什么。 生2：我们小组观察到的大理岩是纯白色的。里面明显有两种颗粒组成，有一种是白色不发光的，另一种是白色发光的。我们认为白色不发光的可能是方解石，白色发光的可能是
教科版-科学-四年级下册-教科版科学四年级下册4.3《岩石的组成》教学设计
《岩石的组成》教学设计 一、科学教育理论指导 课程标准在课程性质中明确指出：小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。在基本理念中指出：科学学习要以探究为核心，探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。建构主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境下，借助其他人的帮助指导，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。综合上述观点，小学生科学素养的提升是在科学探究过程中不断对原有认知结构重新建构的过程。基于这一理念指导，本课将采取“探索——建构——发散”的教学模式，在学生已有的经验上，通过一定的科学方法认知，从而建构起科学知识的框架。 二、地球与宇宙领域教学内容与教学方法梳理 1．教学内容 《岩石的组成》是教科版小学科学四年级下第四单元《岩石和矿物》单元的第3课。《岩石和矿物》单元隶属于地球与宇宙科学领域，其科学知识内容来自“地球是太阳系中一颗很有特色的行星”这一主要概念中的“不同的岩石有不同的特征和特性”的一分解概念。本单元教学也是小学生初次对构成地球固体物质的探究。对于激起孩子的兴趣有着至关重要的作用。 在本课中，教材安排了两个内容“美丽的花岗岩”和“常见的岩石”。通过观察花岗岩，认识到岩石是由矿物组成的。教科书选择花岗岩是因为花岗岩是一种比较常见的岩浆岩，矿物颗粒比较粗，主要矿物成分长石、石英、云母颜色、形态不一样，容易区分。所以花岗岩是指导学生理解岩石是矿物集合而成的典型材料。从而将关注点从岩石引到矿物上。通过课文资料阅读初步了解不同矿物在形态、性质方面有着差异，在生产和生活中有不同的用途。从而引发学生对岩石的组成——矿物的关注。为下面两节观察矿物特性的教学做准备。 2．教学方法 《科学（3~6年级）课程标准》指出：科学课程应向学生提供充分的科学探究机会，使他们在像科学家那样经历科学探究的过程，体验学习科学的乐趣，增长科学探究能力，获取科学知识，形成尊重事实、善于质疑的科学态度。在这一理念指导下，结合本课特点，采取实验探究法、小组讨论法、全班交流等教学方法。给全体学生提供充分的科学探究机会，让学生在观察、提问、猜想、设计、实验、表达、交流的探究活动中，体验科学探究的过程，
新教科版(2021年春)科学四年级下册3.3岩石的组成 教案
3岩石的组成 教学目标 1.知道所有的岩石都是由矿物组成的，有些岩石由多种矿物组成，有些岩石仅仅由一种矿物组成。 2.知道寻找岩石中的矿物也是研究岩石的一种方法。 3.运用各种方法观察花岗岩的组成，并对花岗岩的组成进行描述。 4.初步了解石英、长石、云母三种矿物的颜色、条痕、透明度、光泽、硬度、形状等方面的特征。 5.了解岩石和矿物的相同与不同之处。 教学重点 了解矿物并用各种方法观察石英、长石、云母三种矿物，了解这三种矿物的透明度、光泽、颜色、条痕等方面的特征。 教学难点 引导学生观察石英、长石、云母等三种矿物的特征。 教学准备 课件、课本插图、活动手册、石英、云母、长石三种矿物的标本、放大镜、花岗岩等等。教学过程 一、聚焦 1.教师引导：所有的岩石都是由矿物组成的，有些岩石由多种矿物组成，有些岩石仅仅由一种矿物组成。我们研究岩石的方法之一就是寻找岩石中的矿物。那么矿物是什么样子的？又有哪些方法可以帮助我们识别矿物呢？ 2.今天我们就来研究组成岩石的矿物。板书课题：3岩石的组成 二、探索 活动一：观察花岗岩的组成
1.出示花岗岩的岩石标本，提出要求：先用肉眼观察，再用放大镜观察，并对花岗岩的组成进行描述。 预设： 花岗岩上有粉红色、半透明和黑色三种粗细不同的颗粒。 这三种粗细不同的颗粒使花岗岩呈现出不同的颜色，花岗岩中每种颜色的颗粒都代表一种矿物。 2.教师小结：花岗岩是一种分布非常广泛的岩石，通常有粉红、半透明、黑三种粗细不同的颗粒紧密结合而成。 活动二：仔细观察花岗岩的颗粒 1.教师引导：花岗岩中有三种粗细不同的颗粒，这三种颗粒分别代表三种矿物，那么这三种矿物是什么矿物呢？ 2.出示花岗岩，引导学生仔细观察，了解花岗岩中粉红、半透明、黑色三种不同的颗粒分别代表哪三种矿物？ 预设： 花岗岩中粉红色颗粒是长石，半透明的颗粒是石英，黑色颗粒是云母。 3.出示课本47页石英、长石、云母三种矿物，引导学生看一看，初步了解这三种矿物的样子 下面我们就来观察石英、长石、云母这三种矿物，了解他们的特征。 4.探究矿物的颜色和条痕 提出要求：观察这三种矿物的颜色，然后分别将它们放在白色的无釉瓷板上摩擦，瓷板上留下的痕迹就是矿物的条痕。这三种矿物外表的颜色和条痕的颜色一样吗？ 学生分小组活动，观察石英、长石、云母这三种矿物的颜色和条痕。 预设：石英为无色，长石是粉红色，云母是黑色的。 5.探究矿物的透明度和光泽
岩石蠕变模型研究进展及若干问题探讨
0引言 岩石在长时间应力、温度和差应力作用下发生永久变形不断增长的现象，叫做岩石的蠕变。早在 1939年Griggs [1]在对砂岩、泥板岩和粉砂岩等进行 大量蠕变试验时就发现，当荷载达到破坏荷载的 12.5%~80%时就发生蠕变，它是岩石流变力学中最 主要的一种现象，也是岩土工程变形失稳的主要原因。1980年湖北省盐池磷矿由于岩石的蠕变，160m 高，体积约100万m 3的山体突然崩塌，4层楼被抛 掷对岸，造成了巨大的伤亡。在国外岩石蠕变研究中，Okubo [2]（1991）完成了大理岩、砂岩、花岗岩和灰岩等岩石的单轴压缩试验，获得了岩石加速蠕变阶段的应变-时间曲线，结果表明蠕变应变速率与时间成反比例关系。 E.Maranini [3]（1999）对石灰岩等进行了单轴和三轴压剪蠕变试验，研究表明，石灰岩的蠕变最主要的表现在是低围压情况下的扩张、裂隙，而在高围压状态下，岩石内部则发生孔隙塌陷，得出石灰岩的蠕变对岩石主要影响是其屈服应力的降低。Hayano K [4]（1999）等进行了沉积软岩的长期蠕变试验。K.Shina [5]（2005）对日本的6种岩石进行了各种条件下单轴和三轴压缩，拉伸试验，统计了各种蠕变影响参数，如蠕变应力对时间的依赖性参数δ，蠕变寿命相关系数α和β等，并对其强度和蠕变寿命做了分析。由此可见，研究和开展岩石蠕变特性的研 基金项目：安徽建筑工业学院2010年度大学生科技创新基金 (20101018)。 作者简介：马珂（1987—），男，安徽安庆人，硕士,主要从事岩石力学 方面研究。 收稿日期：2011-05-26责任编辑：樊小舟 岩石蠕变模型研究进展及若干问题探讨 马珂，宛新林，贾伟风，宛传虎 （安徽建筑工业学院土木工程学院，安徽合肥230022） 摘要：岩石蠕变是岩土工程变形失稳的主要原因之一。近年来蠕变研究正处于一个探索阶段，本文从四个方面综述了蠕变模型的研究进展。研究发现，在岩石蠕变的三个阶段中利用经典本构模型均很难描述加速蠕变阶段，研究者们通过新的元件或者改进的非线性黏弹塑性本构模型可以很好的模拟岩石蠕变实际曲线；基于损伤理论的岩石蠕变模型是近年来发展的主要方向，可以很好的解决岩石微观裂纹所带来的蠕变；随着岩石深部工程的发展，岩体受到周围实际环境下的影响是不可忽略的，从而研究含水量的变化与水力和其它应力耦合下的岩石蠕变也是今后的重点。最后指出，由于试验仪器的原因，高温高压和各向异性下的岩石蠕变模型研究进行的还不是很多，是今后岩石蠕变研究的难点。 关键词：岩石蠕变；本构模型；非线性黏弹塑性；损伤；各向异性：高温高压中图分类号：TU454 文献标识码：A Advances in Rock Creep Model Research and Discussion on Some Issues Ma Ke,Wan Xinlin,Jia Weifeng and Wan Chuanhu (Civil Engineering Department,Anhui University of Architecture,Hefei,Anhui 230022) Abstract:The rock creep is one of major causes in geotechnical engineering deformation and destabilization.The creep research is just in an exploring stage in recent years,the paper has summed up the progress of creep model research from 4aspects.The research has found,among three stages of rock creep,the accelerated creep stage is hard to describe through classic constitutive models,the researchers have found that through new elements or using modified nonlinear visco-elastoplastic constitutive models can modulate rock creep active curves commendably.Rock creep model based on damage theory is the major development direction in recent years;it can solve the rock creep issues brought by microfissures.Along with development of deep rock engineering,impacts from peripheral practical setting on rock mass should not be ignored,thus to study rock creep under coupled moisture content variation and hydraulic,as well as other stresses is also emphasized from now on.Finally,the paper has point out,in virtue of testing instrument,the studies on rock creep model under high temperature,high pressure and anisotropy are not many thus far,and thus the nodus in rock creep studies henceforth. Keywords:rock creep;constitutive model;nonlinear visco-elastoplastic;damage;anisotropy;high temperature and high pressure 中国煤炭地质 COAL GEOLOGY OF CHINA Vol．23No．10Oct ．2011 第23卷10期2011年10月 文章编号：1674－1803（2011）10－0043－05 doi ：10.3969/j.issn.1674-1803.2011.10.10
土木工程地质_白志勇_第四章岩石及特殊土的工程性质
第四章 岩石及特殊土的工程性质 第一节 岩石的物理性质 一、密度和重度： 密度：单位体积的质量（ρ）。（g/cm 3） ? ?? ??饱和密度 干密度／天然密度Ms/V V M 重度：单位体积的重量（γ）。（N/cm 3） 2 m /s 1kg 1N ?=?=g ργ 二、颗粒密度和比重（相对密度） 颗粒密度：单位体积固位颗粒的质量（s ρ）。（g/cm 3） V M s s = ρ 比重（相对密度）：单位体积固体颗粒的重力与4℃时同体积水的重力之比 （d s ）。 w s s d ρρ= 三、孔隙度和孔隙比： 孔隙度：孔隙体积与岩石总体积之比（n ）。% 1 00?= V V n n 孔隙比：孔隙体积与岩石中固体颗粒体积之比（e ）。s n V V e = 第二节 岩石的水理性质 一、吸水性：指岩石吸收水的性能。其吸水程度用吸水率表示。 吸水率：（常压条件下）吸入水量与干燥岩石质量之比。% 10011?= s w G G w 饱水率：（150个大气压下或真空）吸入水量与干燥岩石质量之比。 % 10022?= s w G G W
饱水系数：岩石吸水率与饱水率之比。 2 1W W K w = （9.0~5.0=w K ） 二、透水性：指岩石能透过水的能力。用渗透系数K 表示。（m/s ） 达西层流定律：F I K F dl dh K Q ??=?? = 渗透系数： I V F I Q K =?= 三、软化性：指岩石浸水后强度降低的性质。用软化系数K R 表示。 软化系数：干燥单轴抗压强度。 饱和单轴抗压强度。→→= R R K c R 一般软化系数75.0＜R K 的岩石具软化性。 四、抗冻性：指岩石抵抗冻融破坏的能力。 强度损失率： 冻融前的强度冻融前后强度差= l R 不抗冻的岩石 R L ＞25％ 重量损失率： 冻融前的重量 冻融前后重量差= L G G L ＞2％ K W ＞0.7 五、可溶性：指岩石被水溶解的性能。 六、膨胀性：指岩石吸水后体积增大的性能。 七、崩解性：岩石（干燥）泡水后，因内部结构破坏而崩解的性能。 第三节 岩石的力学性质 一、变形：岩石受力后发生形状改变的现象。主要变形模量和泊松比表示。 ??? ??? ? ??? ?? ? ===50 505001εσεσεσε σ＝ 割线模量塑性模量弹性模量变形模量、变形：E E E E s s t T 2、泊松比：指横向应变⊥ε与纵向应变11ε之比。
岩石级别 分类
岩石级别坚固程度代表性岩石 Ⅰ 最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他各种特别坚固的岩石。(f=20) Ⅱ 很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩，较坚固的石英岩，最坚固的砂岩和石灰岩.(f=15) Ⅲ坚固致密的花岗岩，很坚固的砂岩和石灰岩，石英矿脉，坚固的砾岩，很坚固的铁矿石.(f=10) Ⅲa 坚固坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁矿，不坚固的花岗岩。(f=8) Ⅳ比较坚固一般的砂岩、铁矿石(f=6) Ⅳa 比较坚固砂质页岩，页岩质砂岩。(f=5) Ⅴ中等坚固坚固的泥质页岩，不坚固的砂岩和石灰岩，软砾石。(f=4) Ⅴa 中等坚固各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩.(f=3) Ⅵ比较软软弱页岩，很软的石灰岩，白垩，盐岩，石膏，无烟煤，破碎的砂岩和石质土壤.(f=2)
Ⅵa 比较软碎石质土壤，破碎的页岩，粘结成块的砾石、碎石，坚固的煤，硬化的粘土。(f=1.5) Ⅶ软软致密粘土，较软的烟煤，坚固的冲击土层，粘土质土壤。(f=1) Ⅶa 软软砂质粘土、砾石，黄土。(f=0.8) Ⅷ土状腐殖土，泥煤，软砂质土壤，湿砂。(f=0.6) Ⅸ松散状砂，山砾堆积，细砾石，松土，开采下来的煤(f=0.5) Ⅹ流沙状流沙，沼泽土壤，含水黄土及其他含水土壤. (f=0.3) A表示矿岩的坚固性的量化指标. 人们在长期的实践中认识到，有些岩石不容易破坏，有一些则难于破碎。难于破碎的岩石一般也难于凿岩，难于爆破，则它们的硬度也比较大，概括的说就是比较坚固。因此，人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。 坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数，也叫普氏硬度系数f 值）。 坚固性系数f=R/100 (R单位kg/cm2) 式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。 通常用
教科版四年级下册科学3-3《岩石的组成》教案
3.岩石的组成 【教材简析】 岩石是由一种或多种矿物有规律组合而成的集合体。这节课学生将从岩石组成的角度加深对岩石的认识。通过对花岗岩的组成成分的观察，引出了石英、长石、云母三种矿物，进而通过对其颜色、条痕、透明度、光泽的观察、比较与描述，知道了三种矿物的特性，初步学会岩石矿物的观察方法。这种观察并能简单进行记录的能力的建立，是在学生掌握了石英、长石、云母三种矿物特征的信息，并对三种矿物特征对比、归纳中实现的。 【学情分析】 通过前面几课的学习，四年级的学生对于岩石已有了基础性的认识。在上节课的学习中，对三种岩石进行了细致观察，知道了其各自的特征。他们知道一些观察岩石需要的特殊观察方法：用放大镜观察、手电光的反光程度、划刻表面硬度。与此同时对于学生而言，矿物既熟悉又陌生。熟悉是因为他们的生活中离不开各种矿物，也听说过常见矿物的名称。但是，他们并不了解矿物是岩石的组成部分，也没有对矿物进行过观察。本节课中，学生将借用前面岩石观察的方法，对花岗岩的三种组成矿物进行反复的探究。 【教学目标】 科学概念目标 ·岩石都是由一种或几种矿物组成的。 ·花岗岩主要由石英、长石和云母三种矿物组成。 ·不同矿物具有不同的形态特征。 ·颜色、条痕、透明度和光泽是识别矿物的重要依据，矿物的条痕比它的外表颜色更可靠。 科学探究目标 ·会用放大镜观察花岗岩的组成。 ·能够用科学方法观察矿物的颜色和条痕、透明度和光泽等特征。 ·能用科学词汇描述矿物的特征，并能够做好记录。 科学态度目标 ·培养对矿物观察研究的兴趣。 ·认识到认真、细致的观察、比较、记录、描述是十分重要的。
科学、技术、社会与环境目标 ·认识到矿物和岩石是组成地壳的重要物质，与人类关系密切。 ·认识到矿产资源是大自然留给我们人类的宝贵资源。 【教学重难点】 重点：能够用科学方法观察矿物的颜色和条痕、透明度和光泽等特征,并能够用科学词汇描述矿物的特征做好记录。 难点：能够用科学方法观察矿物的颜色和条痕、透明度和光泽等特征,并能够用科学词汇描述矿物的特征做好记录。 【教学准备】 教师：一段音频（可在计算机上播放）、教学课件。 学生：花岗岩、石英、长石、云母等常见岩石和矿物标本或图文资料。放大镜，白色的无釉瓷板，手电筒，金属，丝绸，泥土，实验记录单（以小组为单元，材料充足，可2人一组）。 【教学过程】 一、聚焦：岩石与矿物的关系（预设3分钟） [材料准备：四张照片。] 1.上节课，我们对几种常见的岩石进行了细致地观察。岩石都是由矿物组成的。有些岩石由多种矿物组成，有些仅由一种矿物组成。 2.PPT展示四张不同矿物图片，帮助学生区分矿物与岩石的区别。老师明确，岩石是由一种或多种矿物有规律组合而成的集合体。（预设：通过这个展示学生明确岩石与矿物的关系） 3.揭示课题：今天这节课来研究岩石中的花岗岩是什么组成的？这些成分是什么？（板书：岩石的组成，） 二、探索：花岗岩成分组成（预设25分钟） （一）观察花岗岩的组成（5分钟） [材料准备：每组2把放大镜、1块花岗岩、学生气泡图。] 1.出示花岗岩，提问：组成花岗岩有几种颗粒，它们分别是什么样的？教师引入对矿物颗粒的科学观察。（提示学生多注意观察花岗岩的断面。引导学生细致观察） 2.学生相互合作，先用肉眼观察，再利用放大镜仔细观察。交流后出示“花岗岩组成”的图表，教师可以先让学生上台来说一说看到的矿物情况。
第四章3岩石的蠕变
五、岩石的蠕变 1、 蠕变特征 ① 岩石蠕变的概念 在应力σ不变的情况下，岩石变形随时间t 而增长的现象。 即 dt d ε 随时间而变化。 ②岩石蠕变类型 有两种类型： 稳定型蠕变 非稳定型蠕变
a、稳定型蠕变 应力作用下， 随时间递减， dε 零，即0 = dt 域稳定。 一般在较小应力下或硬岩中。 b、非稳定型蠕变：岩石在恒定应力作用下，岩石变形随时间不断增 长，直至破坏。 一般为软弱岩石或应力较大。
③蠕变曲线变化特征 三个阶段： Ⅰ阶段：初期蠕变。 d 曲，应变速率 dt 小。属弹性变形。 Ⅱ阶段：等速蠕变。 应变－时间曲线近似直线，应变随时间呈近于等速增长。出现塑性。
Ⅲ阶段：加速蠕变。 应变－时间曲线向上弯曲，其应变速率加快直至破坏。 应指出，并非所有的蠕变都能出现等速蠕变阶段，只有蠕变过程中结构的软化和硬化达到动平衡，蠕变速率才能保持不变。 在Ⅰ阶段，如果应力骤降到零，则ε－t曲线具有PQR形式，曲线从P 点骤变到Q点，PQ＝ ε为瞬时弹性变形，而后随时间慢慢退到应变为 e 零，这时无永久变形，材料仍保持弹性。 在Ⅱ阶段，如果把应力骤降到零，则会出现永久变形，其中TU＝ ε。 e
有直接关系。 变速度变化缓慢， 稳定。 率增大。 蠕变速率越大，反之愈小。
岩石长期强度：指 岩石由稳定蠕变转为非稳定蠕变时的应力分界值。即，岩石在长期荷载作用下经蠕变破坏的最小应力值(∞σ或∞τ) 岩石极限长期强度：指长期荷载作用下岩石的强度。 2、 蠕变经验公式 由于岩石蠕变包括瞬时弹性变形、初始蠕变、等速蠕变和加速蠕变，则在荷载长期作用下，岩石蠕变的变形ε可用经验公式表示为： ε＝e ε+)(t ε+t M +)(t T ε e ε－瞬时变形；)(t ε－初始蠕变；t M －等速蠕变；)(t T ε－加速蠕变。
第四章 岩体工程地质性质
第四章岩体的工程地质性质及岩体工程分类 §1 岩体的基本概念及研究意义 岩体：(rock mass)通常指地质体中与工程建设有关的那一部分岩石，它处于一定的应力状态、被各种结构面所分割。岩体是岩石结构体与结构面的组合。 岩体的结构特征：岩体中岩石结构体与所包含的不同类型的结构面在空间的分布和组合状况的特征。 结构面：系指岩体中具有一定方向、力学强度相对较低、两向延伸(或具一定厚度)的地质界面 (或带)，例如岩层层面、软弱夹层、各种成因的断裂、裂隙等。由于这种界面中断了岩体的连续性，故又称为不连续面(discontinulties)。结构面在空间的分布和组合可将岩体切割成不同形状的结构体(如下图)。
岩体的结构特征是在漫长的地质历史发展过程中形成的。它以特定的建造(如沉积岩建造，火成岩建造和变质岩建造)为其物质基础。建造确定了岩体的原生结构特征，而岩体所经历的不同时期、不同程度的构造作用改造以及浅、表生作用(epigene—action，如卸荷，风化，地下水作用等，主要出现在地壳浅部或表部岩体中)改造，使岩体结构趋于复杂化。岩体的结构正是建造与改造两者综合作用的产物。 “岩体”这一术语在工程地质学中广泛出现、并成为一个重要的研究课题，也不过只有二、三十年的历史，但它标志着这门学科的一个极为重要的发展阶段。在这以前，人们习惯用岩石材料的力学性质来评价岩体稳定性，对岩体中的软弱面在岩体稳定性中的重大意义认识不足。近百年来世界大坝失事的统计资料表明，在重力坝失事原因中，因软弱面引起坝基失稳而酿成的事故竟占45％以上。本世纪50年代末和60年代初，世界上又发生两起重大岩体失稳事件，其一是法国的60m高的马尔帕塞(Malpasset)薄拱坝，因左坝头沿片麻岩中的绢云母页岩发生滑动，导致坝体破裂而于1959年(蓄水后5年)失事，这是世界拱坝建筑史上第一次巨大破坏事件，另一起发生在意大科的瓦伊昂(Vajont)水库，这个当时世界上最高(267m)的薄拱坝建成蓄水后，于1963年大坝附近约2亿多m3岩体迅速下滑，填满水库，造成严重事故，全部工程报废。这两起重大事件在工程地质和岩石力学界引起极大震动，此后对岩体结构特征、岩体的力学属性，岩体的变形破坏机制与过程的研究愈来愈受到各界的重视。 岩体的结构特征的研究意义： (1)岩体中的结构面是岩体中力学强度相对薄弱的部位，它导致岩体力
岩石强度分类
第二章天然石料 天然石料：天然岩石经机械或人工开采、加工（或不经加工）获得的各种块料或散粒状石材。 第一节岩石的形成与分类 岩石由于形成条件不同可分为： 岩浆岩（火成岩） 沉积岩（水成岩） 变质岩 一、岩浆岩 （一）岩浆岩的形成与分类 岩浆岩是由地壳深处熔融岩浆上升冷却而成的。 （1）深成岩：岩浆在地壳深处，在上部覆盖层的巨大压力下，缓慢且比较均匀地冷却而形成的岩石。 特点：矿物全部结晶，多呈等粒结构和块状构造，质地密实，表观密度大、强度高、吸水性小、抗冻性高。 建筑上常用的深成岩主要有花岗岩、闪长岩、辉长岩等。 （2）喷出岩：岩浆喷出地表时，在压力急剧降低和迅速冷却的条件下形成的。 特点：岩浆不能全部结晶，或结晶成细小颗粒，常呈非结晶的玻璃质结构、细小结晶的隐晶质结构及个别较大晶体嵌在上述结构中的斑状结构。 建筑上常用的喷出岩主要有玄武岩、辉绿岩、安山岩等。 （3）火山岩：火山岩也称火山碎屑岩，是火山爆发时喷到空中的岩浆经急速冷却后形成的。 常见的有火山灰、火山砂、浮石及火山凝灰岩等。 （二）岩浆岩的主要矿物成分 （1）石英：结晶状态的SiO2 强度高、硬度大、耐久性好。 常温下基本不与酸、碱作用。 温度达575℃以上时，石英体积急剧膨胀，使含石英的岩石，在高温下易产生裂缝岩浆岩分为：
酸性岩石(SiO2>65%) 中性岩石(65%≥SiO2≥55%) 碱性岩石（SiO2<55%） （2）长石：强度、硬度及耐久性均较低（与石英相比） 正长石（K2O·Al2O3·6SiO2） 斜长石钠长石（Na2O·Al2O3·6SiO2） 钙长石（CaO·Al2O3·2SiO2） 干燥条件下耐久性高， 温暖潮湿的条件下较易风化，特别遇CO2，更易于被破坏。风化后主要生成物是高岭石（Al2O3·2SiO2·2H2O）。 （3）云母：含水的铝硅酸盐，柔软而有弹性的成层薄片。 白云母 黑云母 云母含量较多时，易于劈开，降低岩石的强度和耐久性，且使表面不易磨光。 （4）暗色矿物：角闪石、辉石、橄榄石等着色深暗的铁镁硅酸盐类矿物，统称为暗色矿物。 特点：密度特别大（3～4）g/cm3。 与长石相比，强度高，冲击韧性好，耐久性也较高。 在岩石中含量多时，能形成坚固的骨架。 其它：黄铁矿（FeS2）， 特征：岩石表面具有锈斑。 黄铁矿遇水，易氧化成硫酸，腐蚀其它矿物，加速岩石风化。 二、沉积岩 （一）沉积岩的形成与分类 位于地壳表面的岩石，经过物理、化学和生物等风化作用，逐渐被破坏成大小不同的碎屑颗粒和一些可溶解物质。这些风化产物经水流、风力的搬运，并按不同质量、不同粒径或不同成分沉积而成的岩石，称为沉积岩。 特点：有明显的层理，较多的孔隙，不如深成岩密实。 （1）化学沉积岩：原岩石中的矿物溶于水，经聚集沉积而成的岩石。 常见：石膏、白云岩、菱镁矿及某些石灰岩。 （2）机械沉积岩：原岩石在自然风化作用下破碎，经流水、冰川或风力的搬运，逐渐沉积而成。
第四章 3 岩石的蠕变
1 / 46 ε σ 五、岩石的蠕变 1、 蠕变特征 ① 岩石蠕变的概念 在应力σ不变的情况下，岩石变形随时间t 而增长的现象。 即 dt d ε 随时间而变化。 ②岩石蠕变类型 有两种类型： 稳定型蠕变 非稳定型蠕变
2 / 46 a 、 稳定型蠕变：在 恒定应力作用下，变形速率随时间递减， 最终趋于零，即 0=dt d ε ，变形区域稳定。 一般在较小应力下或硬岩中。 b 、 非稳定型蠕变：岩石在恒定应力作用下，岩石变形随时间不 断增长，直至破坏。 ε Ⅰ Ⅱ Ⅰ t
一般为软弱岩石或应力较大。 ③蠕变曲线变化特征 岩石的蠕变曲线可分为 三个阶段： Ⅰ阶段：初期蠕变。 应变－时间曲线向下弯 曲，应变速率 dt d 由大变小。属弹性变形。 Ⅱ阶段：等速蠕变。 t ε A B C P Q R εe T U V Ⅰ Ⅲ Ⅱ 3 / 46
应变－时间曲线近似直线，应变随时间呈近于等速增长。出现塑性。Ⅲ阶段：加速蠕变。 应变－时间曲线向上弯曲，其应变速率加快直至破坏。 应指出，并非所有的蠕变都能出现等速蠕变阶段，只有蠕变过程中结构的软化和硬化达到动平衡，蠕变速率才能保持不变。 在Ⅰ阶段，如果应力骤降到零，则ε－t曲线具有PQR形式，曲线从P点骤变到Q点，PQ＝ ε为瞬时弹性变形，而后随时间慢慢退到应变 e 为零，这时无永久变形，材料仍保持弹性。 4 / 46
在Ⅱ阶段，如果把应力骤降到零，则会出现永久变形，其中TU＝e 。 ④不同应力下的蠕变 岩石蠕变速率与应力大小 有直接关系。低应力时， 应变速度变化缓慢，逐渐 趋于稳定。应力增大时， 应变速率增大。高应力时，蠕变加速，直至破 t ε a a 10 15 18 20 25 b b b b b a－稳定蠕变(不破坏) b－非稳定蠕变(蠕变破坏) 5 / 46
岩体风化程度的判断
岩体风化程度的判别 1.岩体风化的基本特征 在各种风化营力作用下，岩石所发生的物理和化学变化过程称为岩石风化。其中影响岩石风化的风化营力主要是太阳热能、水溶液（地表、地下及空气中的水）、空气（氧气及二氧化碳等）及生物有机体等。同时按照风化营力的类型及引起岩石变化的方式，风化作用可以分为物理风化、化学风化和生物风化三种。 与原岩相比，风化使岩石发生了一系列的变化，从工程地质的角度出发，这些变化主要有以下几点：岩体结构构造发生变化，即其完整性遭到削弱和破坏；岩石矿物成分和化学成分发生变化；岩石工程地质性质恶化。 风化后的岩石在工程建筑上的优良性质削弱了，不良性质则增加了，使工程地质条件大为恶化。 2.岩石风化的判别 岩石风化程度的划分及工程特性研究，对于大型水利水电工程、高层建筑、道路桥梁等工程建基面的选择以及地基基础设计施工方案的确定起着关键性作用，对评价围岩的稳定和边坡工程亦具有重要意义。 影响岩石风化的因素有很多，其中最主要的有气候、岩性、地质构造、地形地貌和一些其他的因素。岩石的风化往往不是单因子作用的结果，而是由多种因素所共同控制的。 目前，岩石风化程度划分多采用工程地质定性评价方法，从岩石颜色、次生矿物的发生、节理裂隙发育情况、机械破碎程度、风化深度、以及岩石的物理、力学和水理性质变化等方面综合分析确定。关于岩石风化程度的定量评价，目前常采用的是对岩体工程地质性质比较敏感的一些物理力学性质指标，通过室内或现场测试岩石物理力学性质单项或综合指标进行风化程度分带。由于岩石类型的千差万别，影响岩石风化因素复杂，各种岩石风化速度和风化后形态的变化也各异。因此，很难建立岩石风化程度划分的统一、定量的标准。岩石风化程度划分应当采用定性描述和定量指标相结合的方法，两者互为印证以积累利用定量指标划分岩石风化程度的经验。
岩石风化程度判断
岩石风化程度判断 1.岩石风化 岩石在各种风化营力作用下，发生的物理和化学变化的过程称为岩石风化。岩石风化是岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、疏松及矿物成分次生变化的现象。 常用分带标志主要有：颜色、岩体破碎程度、矿物成分的变化、水理性质及物理力学性质的变化、钻探掘进及开挖中的技术特性。 具体原则包括： （1）要充分反映各风化带岩石变化的客观规律，反映各带岩石因风化程度不同所具有的不同特性； （2）分带标志视具体条件选择，应既有代表性，又明确，便于掌握，尽量避免人为因素的影响； （3）将定性与定量研究、宏观与微观研究结合起来，综合各种标志进行分带； （4）分带数目要考虑工程建筑的实际需要，既不要过于繁琐，分级过多；也不要过于简略，致使同一带内的岩石特性差异过大。 2.岩石风化程度和各种性质变化 岩石风化程度的划分及工程特性研究，对于大型水利水电工程、高层建筑、道路桥梁等工程建基面的选择以及地基基础设计施工方案的确定起着关键性作用，对评价围岩的稳定和边坡工程亦具有重要意义。 影响岩石风化的因素有很多，其中最主要的有气候、岩性、地质构造、地形地貌和一些其他的因素。岩石的风化往往不是单因子作用的结果，而是由多种因素所共同控制的。 目前，岩石风化程度划分多采用工程地质定性评价方法，从岩石颜色、次生矿物的发生、节理裂隙发育情况、机械破碎程度、风化深度、以及岩石的物理、力学和水理性质变化等方面综合分析确定。关于岩石风化程度的定量评价，目前常采用的是对岩体工程地质性质比较敏感的一些物理力学性质指标，通过室内或现场测试岩石物理力学性质单项或综合指标进行风化程度分带。由于岩石类型的千差万别，影响岩石风化因素复杂，各种岩石风化速度和风化后形态的变化也各异。因此，很难建立岩石风化程度划分的统一、定量的标准。岩石风化程度划分应当采用定性描述和定量指标相结合的方法，两者互为印证以积累利用定量指标划分岩石风化程度的经验。 2.1颜色的改变 风化前岩石断面颜色鲜艳，有光泽。而经过风化后的岩石。微风化，仅沿裂隙面颜色略
岩石力学(沈明荣)考试重点
一章： 1.叙述岩体力学的定义.：岩体力学主要是研究岩石和岩体力学性能的一门学科，是探讨岩石和岩体在其周围物理环境（力场、温度场、地下水等）发生变化后，做出响应的一门力学分支。 2.何谓岩石？何谓岩体？岩石与岩体有何不同之处？（1）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。（2）岩体：一定工程范围内的自然地质体。（3）不同之处：岩体是由岩石块和各种各样的结构面的综合体。 3.何谓岩体结构？岩体结构的两大要素是什么？ （1）岩体结构是指结构面的发育程度及其组合关系；或者是指结构体的规模、形态及其排列形式所表现的空间形态。（2）结构体和结构面。 4. 岩体结构的六大类型？ 块状、镶嵌、层状、碎裂、层状碎裂、松散结构。 5.岩体有哪些特征？（1）不连续；受结构面控制，岩块可看作连续。（2）各向异性；结构面有一定的排列趋势，不同方向力学性质不同。（3）不均匀性；岩体中的结构面方向、分布、密度及被结构面切割成的岩块的大小、形状和镶嵌情况等在各部位不同，各部位的力学性质不同。（4）赋存地质因子特性（水、气、热、初应力）都会对岩体有一定作用。 二章：岩石物理力学性质有哪些？ 岩石的质量指标，水理性质指标，描述岩石风化能力指标，完整岩石的单轴抗压强度，抗拉强度，剪切强度，三向压缩强度和各种受力状态相对应的变形特性。影响岩石强度特性的主要因素有哪些？对单轴抗压强度的影响因素有承压板、岩石试件尺寸及形状（形状、尺寸、高径比），加载速率、环境（含水率、温度）。对三相压缩强度的影响因素：侧向压力、试件尺寸与加载速率、加载路径、空隙压力。 什么是岩石的应力应变全过程曲线？所谓应力应变全过程曲线是指在刚性实验机上进行实验所获得的包括岩石达到峰值应力之后的应力应变曲线。 2.4简述岩石刚性实验机的工作原理？：压力机加压（贮存弹性应能）岩石试件达峰点强度（释放应变能）导致试件崩溃。AA′O2O1面积—峰点后，岩块产生微小位移所需的能。ACO2O1面积——峰点后，刚体机释放的能量（贮存的能量）。ABO2O1——峰点后，普通机释放的能量(贮存的能量)。当实验机的刚度大于岩石的刚度，才有可能记录下岩石峰值应力后的应力应变曲线。 莫尔强度理论，格尔菲斯强度理论和E.hoek和E.T.brown提出的经验理论的优缺点？：莫尔强度理论优点是使用方便，物理意义明确；缺点是1不能从岩石破坏机理上解释其破坏特征2忽略了中间主应力对岩石强度的影响；格尔菲斯强度理论优点是明确阐明了脆性材料破裂的原因、破裂所需能量及破裂扩展方向；缺点是仅考虑岩石开裂并非宏观上破坏的缘故。E.hoek和E.T.brown提出的经验理论与莫尔强度理论很相似其优点是能够用曲线来表示岩石的强度，但是缺点是表达式稍显复杂。 典型的岩石蠕变曲线有哪些特征？典型的岩石蠕变曲线分三个阶段第Ⅰ阶段：称为初始蠕变段或者叫瞬态蠕变阶段。在此阶段的应变一时间曲线向下弯曲；应变与时间大致呈对数关系，即ε∝㏒t。第Ⅱ阶段：称为等速蠕变段或稳定蠕变段。在此阶段内变形缓慢，应变与时间近于线性关系。第Ⅲ阶段：称为加速蠕变段非
风化程度划分
岩石风化程度 学科：工程地质学 词目：岩石风化程度 英文：degree of rock weathering 释文：岩石风化程度是风化作用对岩体的破坏程度，它包括岩体的解体和变化程度及风化深度。 岩石的解体和变化程度一般划分成：全风化、强风化、弱风化、微风化等四级。 四个方面的特征变化情况；根据对上述4个方面的判断，可以 如何确定基岩的风化程度 请大家来谈谈基岩风化程度的划分依据 1 沿海花岗岩地区分带明显且厚度大，具备定量划分的条件，其他岩性不好说 2 用标贯可确定。 n<30残积土，30<=n=<50全风化，n>50强风化 楼上给出的老岩土规范的划分标准，而且不修正的，实践中看，n>50不修正作为强风化上限多数是土状的东西
用标贯是不准确的，有两个方面：1、标贯操作有误差，工作人员一般不热心打标贯。2, 是标贯超过20米（有的说是25米），标贯数据误差比较大，通过修正也不能完全反应地层情况。 3根据钻孔用肉眼判定岩层的风化程度，各个行业应该是一致的。 如果岩芯呈土状或土柱状，或者大部分呈土状或土柱状，手可搓碎，即可判定是全风化。 如果岩芯大部分呈块状、碎块状，手不可掰开，或者用力才能掰开，锤击声闷，即可判定为强风化。 若岩芯颜色新鲜，很少矿物质，多呈柱状，锤击声脆，即可判定是弱风化或微风化。 4我想各个地质区域的岩性其划分条件是不一样的，比如花岗岩就可以用力学指标去判定，其它的大多数还是以经验判定。主要还是根据各类岩石岩性，其风化后所表现出的各种特征来判定。我在江西南昌，以泥质粉砂岩为主，其强风化就表现出泥土状及碎片状，强度很低，手可折断；中风化，裂隙较发育，层面多见Fe、Me质，而且泥质成分肉眼就可感觉偏多；余下划分的基本就需靠岩石强度去调整了。 5岩体风化程度划分分级 颜色光泽 岩体组织结构的变化及破碎情况 矿物成分的变化情况 物理力学特征的变化 锤击声 全风化 颜色已全改变光泽消失 组织结构己完全破坏,呈松散状或仅外观保持原岩状态,用手可折断,捏碎 除石英晶粒外,其余矿物大部分风化变质,形成次生矿物 浸水崩解,与松软土体的特性近似 哑声 强风化 颜色改变，唯岩块的断口中心尚保持原有颜色 外观具原岩组织结构,但裂隙发育,岩体呈干砌块石状,岩块上裂纹密布,疏松易碎 易风化矿物均已风化变质形成风化次生矿物，其他矿物仍部分保持原矿物特征物理力学性质显著减弱,具有莱些半坚硬岩石的特性,变形模量小,承载强度低哑声 弱风化 表面和沿节理面大部变色，但断口仍保持新鲜岩石特点 组织结构大部完好,但风化裂隙发育,裂隙面风化剧烈 沿节理裂隙面出现次生风化矿物 物理力学性质减弱,岩体的软化系数与承载强度变小