岩石的密度和波速
岩石物理性质
岩石物理性质地球物理勘探中所涉及的各类岩石和矿物的物理性质。
岩石的密度、弹性波传播速度、磁化率、电阻率、热导率、放射性等,是形成各种地球物理场的基础（表1）。
磁性常用的岩石磁性参数是磁化率、磁化强度、剩余磁化强度矢量，以及剩余磁化强度同感应磁化强度的比值Q。
矿物按其磁性的不同可分为3类：①反磁性矿物,如石英、磷灰石、闪锌矿、方铅矿等。
磁化率为恒量，负值，且较小。
②顺磁性矿物，大多数纯净矿物都属于此类。
磁化率为恒量,正值，也比较小。
③铁磁性矿物,如磁铁矿等含铁、钴、镍元素的矿物。
磁化率不是恒量，为正值，且相当大。
也可认为这是顺磁性矿物中的一种特殊类型。
岩石的磁性主要决定于组成岩石的矿物的磁性，并受成岩后地质作用过程的影响。
一般说，橄榄石、辉长石、玄武岩等基性、超基性岩浆岩的磁性最强；变质岩次之；沉积岩最弱。
①岩浆岩的磁性取决于岩石中铁磁性矿物的含量。
结构构造相同的岩石，铁磁性矿物含量愈高，磁化率值愈大。
铁磁性侵入岩的天然剩余磁化强度，按酸性、中性、基性、超基性的顺序逐渐变大。
铁磁性侵入岩的特点是Q值一般小于1。
由接触交代作用而形成的岩石,Q值可达1～3，甚至更大。
②沉积岩的磁性主要也是由铁磁性矿物的含量决定的。
分布最广的沉积岩造岩矿物，如石英、方解石、长石、石膏等，为反磁性或弱1顺磁性矿物。
菱铁矿、钛铁矿、黑云母等矿物之纯净者是顺磁性矿物；含铁磁性矿物杂质者具有强顺磁性。
沉积岩的磁化率和天然剩余磁化强度值都比较小。
③变质岩的磁性是由其原始成分和变质过程决定的。
原岩为沉积岩的变质岩，磁性一般比较弱；原岩为岩浆岩的变质岩在变质作用相同时，其磁性一般比原岩为沉积岩的变质岩强。
大理岩和结晶灰岩为反磁性变质岩。
岩石变质后，磁性也发生变化。
蛇纹石化的岩石磁性比原岩强；云英岩化、粘土化、绢云母化和绿泥石化的岩石，磁性比原岩减弱。
岩石磁性的各向异性是岩石的层状结构造成的。
磁化率高，变质程度深的岩石，磁各向异性很明显。
《岩体力学》课后习题附答案
《岩体力学》课后习题附答案一、绪论岩体力学：研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的科学。
.二、1．从工程的观点看，岩体力学的研究内容有哪几个方面？答：从工程观点出发，大致可归纳如下几方面的内容：1）岩体的地质特征及其工程分类。
2）岩体基本力学性质。
3）岩体力学的试验和测试技术。
4）岩体中的天然应力状态。
5）模型模拟试验和原型观测。
6）边坡岩体、岩基以及地下洞室围岩的变形和稳定性。
7）岩体工程性质的改善与加固。
2．岩体力学通常采用的研究方法有哪些？1）工程地质研究法。
2）试验法。
3）数学力学分析法。
4）综合分析法。
二、岩块和岩体的地质基础一、1、岩块：岩块是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。
有些学者把岩块称为结构体、岩石材料及完整岩石等。
2、波速比k v：波速比是国标提出的用来评价岩的风化程度的指标之一，即风化岩块和新鲜岩块的纵波速度之比。
3、风化系数k f：风化系数是国标提出的用来评价岩的风化程度的指标之一，即风化岩块和新鲜岩块饱和单轴抗压强度之比。
4、结构面：其是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面或带。
它包括物质分异面和不连续面，如层面、不整合、节理面、断层、片理面等，国内外一些文献中又称为不连续面或节理。
5、节理密度：反映结构发育的密集程度，常用线密度表示，即单位长度内节理条数。
6、节理连续性：节理的连续性反映结构面贯通程度，常用线连续性系数表示，即单位长度内贯通部分的长度。
7、节理粗糙度系数JRC：表示结构面起伏和粗糙程度的指标，通常用纵刻面仪测出剖面轮廓线与标准曲线对比来获得。
8、节理壁抗压强度JCS：用施密特锤法（或回弹仪）测得的用来衡量节理壁抗压能力的指标。
9、节理张开度：指节理面两壁间的垂直距离。
10、岩体：岩体是指在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，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。
岩石物性资料
岩（矿）石物性资料（2008年12月11日）一、密度：表1-1 常见矿物的密度名称 密度/g.3cm - 名称 密度/g.3cm -石英 2.65金刚石 2.6-2.9 正长石 2.55-2.63重晶石 4.4-4.7 钠长石 2.63刚玉 3.9-4.0 钙长石 2.76岩盐 3.1-3.2 方解石 2.72-2.94硬石膏 2.7-3.0 白云石 2.86-2.93石膏 2.2-2.4 白云母 2.77-2.88霞石 2.55-2.65 黑云母 2.7-3.3绿高岭石 1.72-2.5 角闪石 3.62-3.65白榴石 2.45-2.5 透闪石 2.99-3.00硅灰石 2.79-2.91 阳起石 3.1-3.2蛇纹石 2.5-2.6 星叶石 3.0-3.15赤铁矿 4.5-5.2 钠闪石 3.3-3.46磁铁矿 4.8-5.2 纳钙闪石 3.3-3.46黄铁矿 4.9-5.2 钛铁矿 4.5-5.0磁黄铁矿 4.3-4.8 铬铁矿 3.2-4.4黄铜矿 4.1-4.3 辉铜矿 5.5-5.8斑铜矿 4.9-5.2 海绿石 2.2-2.9石墨 2.09-2.25 多水高岭土1.9-2.6蛋白石 1.9-2.5 钾盐 1.99叶绿泥石 2.6-3.0 硬绿泥石 3.3-3.6金红石 4.18-4.23 锰矿 3.4-6.0钨酸钙矿 5.9-6.2 铝矾土 2.4-2.5煤 1.2-1.7 褐煤 1.1-1.3表1-2 常见岩石密度 名称密度/g.3cm - 名称 密度/g.3cm -纯橄榄岩 2.5-3.3橄榄岩 2.5-3.6 玄武岩 2.6-3.3辉长岩 2.7-3.4 安山岩 2.5-2.8辉绿岩 2.9-3.2 鞍山玢岩 2.6-2.9花岗岩 2.4-3.1 石英岩 2.6-2.9流纹岩 2.3-2.7 片麻岩 2.4-2.9云母片岩 2.5-3.0 千枚岩 2.7-2.8蛇纹岩 2.6-3.2 大理岩 2.6-2.9 白云岩 2.4-2.9石灰岩 2.3-3.0 页岩 2.1-2.8 砂岩 1.8-2.8 白垩岩 1.8-2.6 干砂岩 1.4-1.7 粘土 1.5-2.2 表土 1.1-2.0 花岗闪长岩 2.69闪长岩 2.81 辉长岩 2.85-3.05 霞石正长岩 2.66 正长岩 2.62 石英闪长岩 2.75 安山玢岩 2.73 石英斑岩 2.60 粒玄岩 2.85 泥岩 1.2-2.4 粉砂岩 1.8-2.8 砂质页岩 2.3-3.0泥板岩 1.7-2.9 角砾岩 1.6-3.0泥灰岩 1.5-2.8 钾盐 1.9-2.0砾岩 2.1-3.0 玄武岩 2.7-3.3角岩 2.74 玢岩 2.6-2.9二、磁性表2-1 铁磁性矿物和金属的饱和磁化强度和居里温度 矿物化学式 饱和磁化强度（A/m ） 居里温度/K 磁铁矿24ZnFe O 92000 853 磁黄铁矿21x Fe S - 20000 593 赤铁矿23Fe O 85000 853 镍磁铁矿24NiFe O 47000 873 钴 Co 161800 1404 铁 Fe 218000 1053 镍 Ni 54400 631 铁镍矿3Ni Fe 110000 620 铁钴矿 CoFe 232000 986表2-2 一些反磁性矿物和顺磁性矿物的磁化率 矿物化学式 抗磁化率（4π×610-SI ） 方解石3CaCO -0.5 方铅矿 PbS -0.34石英 2SiO -0.5赤铜矿 2Cu O -0.14自然金 Au -0.14矿物 化学式 顺磁化率（4π×610-SI ）角闪石 2353222223(,)():,,,,,,A B Si Al O OH A Mg Fe Ca Na B Mg Fe Fe Al -+++== 13-75黑云母33102(,)(,)()K Mg Fe Al Fe Si O OH 53-78 氧化铜 CuO 3.25石榴子石2222433():,,,;,,A B SiO A Ca Mg Fe Mn B Al Fe Cr +++== 31-159 辉石3FeSiO 73表2-3 火成岩的磁化率 岩石磁化率变化范围（4π×610-SI ） 常见值（4π×610-SI ） 花岗岩 0-4000 200流纹岩 20-300辉绿岩 8-13000 4500斑岩 20-16700 5000玄武岩 20-14500 6000闪长岩 50-10000 13000橄榄岩 7600-15600 13000安山岩 13500表2-4 变质岩的磁化率 岩石磁化率变化范围（4π×610-SI ） 常见值（4π×610-SI ） 片岩 25-240 120千枚岩 130片麻岩 10-2000石英岩 350蛇纹岩 250-1400板岩 0-3000 500表2-5 沉积岩变化率 岩石磁化率变化范围（4π×610-SI ） 常见值（4π×610-SI ）白云岩 0-75 10辉岩 0-280 25砂岩 0-1560 30页岩 5-1480 50表2-6 矿物磁化率抗磁性物质顺磁性物质名称κ平均×10-5（SI）名称κ平均×10-5（SI）（κ）（κ）石英 -1.3 橄榄石 2正长石 -0.5 角闪石 10-80锆石 -0.8 黑云母 15-65方解石 -1.0 辉石 40-90盐岩 -1.0 铁黑云母 750方铅矿 -2.6 绿泥石 20-90闪锌矿 -4.8 金云母 50石墨 -0.4 斜长石 1磷辉石 -8.1 尖晶石 3重晶石 -1.4 白云母 4-20表2-7 铁磁性矿物磁化率矿物分子式κ×1/（4π）CGSM（κ）磁铁矿 Fe3O40.07-0.2钛磁铁矿 xFe3O4.(1-x)TiFe2O410-7-10-2磁赤铁矿γFe2O30.03-0.2赤铁矿αFe2O310-6-10-5磁黄铁矿 FeS1+x10-3-10-4铁镍矿 NiFe2O40.05锰尖晶石 MnFe2O32.0镁铁矿 MgFe2O40.8针铁矿αFeOOH (0.02-80)×10-4纤铁矿γFeOOH (0.9-2.5)×10-4菱铁矿 FeCO3(20-60)×10-4 表2-8 地壳岩石的磁化率和天然剩余磁化强度岩石类型κ【10-6SI（κ）】 Mr（A/m）超基性岩 101-103 10-1-101基性岩 100-103 10-3-101酸性岩 100-102 10-3-101变质岩 10-1-102 10-3-10-1沉积岩 10-1-101 10-3-10-1 表2-9 几种岩石的Q值岩石平均值最大值Qmax花岗岩 0.1-0.3 3橄榄岩 0-5 5辉长岩 0-0.5 3流纹岩 1-10安山岩 1-15玄武岩 1-20 160云母片岩 0-0.5 2片麻岩 0-1.5 2云英岩 0-0.3 3三、电性表3-1 一些矿物的电阻率矿物电阻率/（Ω.m）矿物电阻率/（Ω.m）斑铜矿 10-6-10-3赤铜矿 10-3-10-6磁铁矿 10-6-10-3锡石 10-3-100磁黄铁矿 10-6-10-3辉锑矿 100-103黄铜矿 10-3-100软锰矿 100-103黄铁矿 10-3-100菱铁矿 100-103方铅矿 10-3-100铬铁矿 100-106辉铜矿 10-3-100闪锌矿 103-106辉钼矿 10-3-100 黑铁矿 100-103钛铁矿 103-106表3-2 几种常见岩石的各向异性岩石名称λρn /ρt层状粘土 1.02-1.05 1.04-1.00层状砂岩 1.1-1.6 1.20-2.56泥质板岩 1.1-1.59 1.20-2.5泥质页岩 1.41-2.25 2.2-5.0无烟煤 2.0-2.55 4.0-6.5石墨化碳质页岩 2.0-2.8 4.0-7.84表3-3 几种常见天然水的电阻率名称电阻率（Ω.m）名称电阻率（Ω.m）雨水 >1000 地下水 <100河水 0.1-100 矿井水 1-10海水 1.0-10 深成盐渍水 0.1-1表3-4 不同地质年代各种岩石电阻率的变化范围岩石类型海相碎屑陆相碎屑喷出岩侵入岩化学沉积岩地质年代沉积岩沉积岩（玄武岩（花岗岩（灰岩，盐岩）流纹岩）辉长岩）第四纪和第三纪1-10 15-50 10-200 500-2000 50-5000中生代 5-20 25-100 20-500 500-2000 100-10000晚古生代 10-40 50-300 50-1000 1000-5000 200-100000 早古生代 40-200 100-500 100-2000 1000-5000 10000-100000 前寒武纪 100-2000 300-5000 200-5000 5000-20000 10000-100000表3-5 一些矿物的介电常数矿物相对介电常数矿物相对介电常数金刚石 5.7 赤铁矿 25.0-170石墨 <81.0 萤石 6.26-6.79方铅矿 17.0-81.0 橄榄石 6.8黄铁矿 33.7-81.0 云母 5.4磁黄铁矿 <81.0 正长石 4石英 3.8 透辉石 2.9石膏 6.16 普通角闪石 4.9-5.8表3-6 一些岩石的相对介电常数岩石相对介电常数岩石相对介电常数干燥砂岩 4.6-5.9 花岗闪长岩 6天然气 1 砂岩 5石油 2-2.4 白云岩 6.9灰岩 7.5-9.2 火山凝灰岩 3.8-4.5泥岩 5-25 黑云母花岗岩 6-8砂质泥岩 5.53 辉绿岩 11.6干燥白云岩 7-11 盐岩 5.6-6.25表3-7 几种矿物的面极化系数矿物石墨黄铜矿磁铁矿黄铁矿方铅矿磁黄铁矿系数k 14.1 10.0 9.9 7.5 2.5 0.4（Ω.m2）表3-8 几种岩矿石的频率相关系数岩矿石名称风化闪长岩大理岩闪长斑岩铁帽矿化闪长岩C值范围 0.44-0.72 0.35-0.69 0.29-0.41 0.14-0.48 0.20-0.22C值平均值 0.58 0.52 0.38 0.31 0.21表3-9 20摄氏度条件下岩，矿石的相对介电常数及损耗角正切矿物εr tgδ岩石εrtgδ石英 4.2-5.5 0.0006-0.002火成岩 7-15 0.03-0.1 长石 4-10 0.03-0.15 变质岩 5-12 0.05-0.2 云母 5-8 0.0003-0.002 沉积岩氯化物 5-6 石灰岩 8-12硫化物 8-17 砂岩 5-11石油 10-30 砂 3-25 可达1水 80 泥岩 4-30 可达1表3-10 岩矿石的电导率和介电常数Material Conductivity(S/m) Dielectricconst.(F/m)Air 0 1Asphalt:dry 3210~10-- 2~4Asphalt:wet 2110~10-- 6~12Clay:dry 3110~10-- 2-6Clay:saturated 110~1- 15-40Concrete:dry 3210~10-- 4-10Concrete:wet 2110~10-- 10~20Freshwater 10-4-10-2 81Freshwater ice 10-3 4Granite:dry 10-8-10-6 5Granite:wet 3210~10-- 7Limestone:dry 10-9-10-6 7Limestone:wet2110~10-- 8 Sand:dry 10-7-10-3 4~6Sand:saturated 10-4-10-2 10~30Seawater 3-4 81Rock salt:dry 10-4 4~7四、波速表4-1几种造岩矿物的弹性模量矿物 杨氏模量（E/GPa ） 体积模量K/Gpa ） 泊松比 方解石 68.8 74.4 0.31 黑云母 33.8 50.5 0.27 白云母 56.8 42.9 0.25 钠长石 69.0 57.0 0.28 黄铁矿 286.8 143.9 0.16 磁铁矿 230.3 161.7 0.26表4-2几种常见岩石弹性模量的平均值矿物杨氏模量（E/GPa）体积模量K/Gpa）泊松比辉绿岩 84.42 57.85 0.26花岗岩 62.44 45.43 0.25砂岩 65.27 40.08 0.16粉砂岩 61.64 40.00 0.23灰岩 68.59 48.41 0.25白云岩 80.64 65.57 0.27表4-3若干常见矿物的声波（地震波）速度矿物 Vp /（m.s-1） Vs/（m.s-1）矿物 Vp/（m.s-1） Vs/（m.s-1）正长石 5900 3070 黄铁矿 7900 5050钠长石 6060 3350 铬铁矿 7700奥长石 6240 3390 磁铁矿 7400 4200拉长石 6550 3540 赤铁矿 6700 4300石英 6000 闪锌矿 5310 2560方解石 6660 3390 方铅矿 3770 2080 白云母 5810 3360 斑铜矿 3800 1700角闪石 7210 3990 辉钼矿 3900 1850辉石 7200 4170 黑钨矿 4200 1800橄榄石 8400 5160 锡石 6950 3400表4-4常见火成岩的声波（地震波）速度岩石 Vp /（m.s-1） Vs/（m.s-1）岩石 Vp/（m.s-1） Vs/（m.s-1）花岗岩 5470 3090 流纹岩 4620 2630闪长岩 5850 3180 安山岩 5840 3160辉长岩 6460 3520 橄榄岩 8200 4700辉绿岩 6000 3400 英安岩 5840 2960花岗闪长岩5950 花岗伟晶岩4270 2860正长岩 6150 2850 黑云母花岗岩5600 2750表4-5 常见变质岩的声波（地震波）速度岩石 Vp /（m.s-1） Vs/（m.s-1）岩石 Vp/（m.s-1） Vs/（m.s-1）板岩 5770 3370 大理岩 5870 3210片岩 4030 2880 矽卡岩 5490 2960片麻岩 4760 2880 混合岩 4970 3040变粒岩 6010 3380 角闪岩 6800 2850角闪岩 5920 3480 花岗片麻岩5650 2800榴辉岩 5460 3540 角闪石片麻岩5900 2850石英岩 5400 3260 斜长麻粒岩 5750 2750磁铁石英岩5470 3330 角岩 6220 3490石英脉 6050 3760 闪长片麻岩6200 2950表4-6常见沉积岩的声波（地震波）速度岩石 Vp /（m.s-1） Vs/（m.s-1）矿物 Vp/（m.s-1） Vs/（m.s-1）砾岩 5070 3000 硬石膏 6000 3000砂岩 5290 3200 角砾岩 5600 2800粉砂岩 5440 3030 粘土 3000 1800凝灰岩 5700 3170 细粒岩 5400 3240灰岩 5520 3110 石膏 4600 2380白云岩 6240 3400 泥灰岩 4500 2250表4-7各种沉积岩的波速岩石成分地震波速度Vp/（m.s-1）砾岩碎石干砂 200-800砂质粘土 300-900湿砂 600-800粘土 1200-2500疏松岩石 1500-2500致密岩石 1800-4000白垩 1800-3500泥质页岩 2700-4100石灰岩，致密白云岩 2500-6100石膏，无水石膏 3500-4500泥灰岩 2000-3500冰 3100-3600岩盐 4200-5500五、温度表5-1几种常见造岩矿物的热导率和比热容矿物热导率W/（m.K）比热容J/（kg.K）α-石英 6.5-7.2 750长石 2.31 711云母 2.32 760橄榄石 5.15 980白云石 5.51 870方解石 2.9 820硬石膏 5.0 560表5-2由热导率，密度与比热计算所得热扩散率岩石 k ρ c α名称（0.418W/（m.K）（g/cm3）（4.186J/（g.K））（cm2/s)角闪斜长岩 5.16 2.78 0.18 0.01片麻岩 6.5 2.57 0.153 0.017片麻岩 6.8 2.615 0.173 0.015片麻岩 6.38 2.625 0.179 0.014片麻岩 5.81 2.76 0.176 0.012混合花岗岩 4.91 2.68 0.19 0.0096表5-3中国科学院实测岩石标本热扩散率地区岩性标本比热C 密度ρ热容Cρ热导率k 热扩散率α块数（4.186J/（g.K））（g/cm3）（4.186J/（cm.K）（0.418W/（m.K）（cm2/s) 河砂质泥岩 7 0.223 2.655 0.592 4.78 0.0081南粉砂岩 1 0.235 2.575 0.584 5.02 0.0083平细砂岩 2 0.227 2.649 0.601 5.02 0.0084顶中砂岩 6 0.212 2.642 0.560 6.37 0.0113山石灰 1 0.217 2.679 0.581 5.44 0.0094 岩 3 0.214 2.645 0.566 4.40 0.0077安正长斑岩 2 0.203 2.580 0.523 5.12 0.0098徽凝灰角砾岩1 0.214 2.577 0.589 4.33 0.0079罗次生石英岩1 0.220 2.691 0.592 8.79 0.0148河硬石膏石英岩2 0.190 3.97 0.754 9.52 0.0126 六、放射性表6-1 岩浆岩的放射性Ra×10-12 U×10-6 Th×10-6 Th/U K岩石类型 SiO2（%）（g/g）（g/g）（g/g）（g/g）酸性 75-65 1.34 4.0 13.0 3.3 0.026中性 65-52 0.51 1.4 4.4 3.2 0.020基性 52-40 0.38 1.1 4.0 3.6 0.014超碱性少于40 0.20 0.6 2.0 3.3 0.004表6-2各种水中氡，镭，铀的含量水 Rn（氡）（3.7Bq/m3） Ra（镭）（g/L) U（铀）（g/L) 地海洋，河 0 （1-2）×10-13（6-20）×10-7表湖 0 10-12 8×10-6水地沉积岩 6-15 （2-300）×10-12（2-50）×10-7下酸性岩浆岩100 （2-4）×10-12 （4-7）×10-6水铀矿床 500-1000 （6-8）×10-12（8-600）×10-6（注：素材和资料部分来自网络，供参考。
地球物理勘探课后习题
绪论1、什么是地球物理场及地球物理异常？答：地球物理场，是指存在于地球内部及其周围的、具有物理作用的物质空间。
组成地壳的不同岩土介质往往在密度、弹性、电性、磁性、放射性及导热性等方面存在差异，这些差异将会引起相应的地球物理场在空间(或时间)上的局部变化，这种变化称为地球物理异常。
2、什么是地球物理勘探？答：地球物理勘探就是通过专门的仪器，观测这些地球物理异常，取得它们(在时间和空间上)的分布及形态等有关地球物理资料，然后结合已知地质资料进行分析研究，推断地下地质构造，或确定岩土介质的性质，从而达到解决地质问题的目的。
3、地球物理勘探如何分类？答：1）按场分：重、磁、电、震、放、热；2）按工作空间：航空、地面、海洋、井下；3）按目的：金属、石油、煤炭、水文、工程、环境4、地球物理勘探方法应用的前提是什么？答：有物性差异、有一定规模、干扰小。
5、地球物理勘探方法能解决哪些地质问题？答：1）覆盖层、风化带厚度、基岩起伏形态、潜水位深度；2）断层、破碎带、裂隙带、溶洞等地质体的空间分布，推断含水情况；3）岩土，岩石动弹参数测定，岩体稳定性评价；4）滑坡、陷落柱、洞穴探测，路基、水坝探查；5）桩基检测；6）地下电缆、管道分布探查，检漏；7）地下水资源勘查；8）环境污染及地质灾害监测。
第一章1. 重力勘探中所谓的“重力”，实际上是哪一个参量？为什么通过测量该参量在不同地点的变化就可以达到研究固体地球、寻找矿产等的目的？答：重力g2. 什么是重力异常？引起重力异常的原因是什么？答：实测重力值与由正常重力公式计算出的正常重力值之差统称为重力异常。
造成重力异常的主要原因有：1）地球的自然表面并不像大地水准面那样光滑，而是起伏不平的；2）地球内部介质密度分布不均匀。
这种密度的不均匀性有一部分是地质构造和矿产引起的。
所以这类异常是重力勘探所要研究的主要内容。
5.哪些因素影响重力测量的观测精度？而哪些因素又影响重力异常的精度？答，地下密度，地球形状，测点高度，地形不平整有关。
岩石指标参考值
用动弹性模量换算静弹性模量
E me j E
d
\与j的关系
常见岩石抗拉强度
岩石承载力标准fk（kPa）
岩体渗透性分级
岩石质量指标（RQD）
根据占孔取得的大于10CM的岩芯断块长度LP与岩芯进尺总长度LS之比
RQD（%）=LP/LSX100%
0—25 非常不
25—50 不好
50—75 软好
75—90 好
90—100 非常好
岩^完整性系数Ku
为现场岩体弹性纵波速度与室内风干或烘干岩样（或现场岩块的弹性纵波）速度（m/s）的比值的平方
Ku=（Up/Up＇）2
完整性好Ku>0.9
较好 Ku 0.75-0.9
中等 Ku 0.45-0.75
较坏 Ku 0.2-0.45
坏 Ku <0.2
岩体分类
为纵横波速比VP/VS VP/VS=1.732 完全弹性介质
VP/VS>2.5 破碎岩体
2.0<VP/VS<2.5 中等岩体
岩土热物理指标
各类岩石的动弹模(E d)和泊桑比⑺
一些岩石的E静、口和K0参考值
各类岩体的剪切强度参数表
岩体内摩擦角与岩块较接近，而内聚力则大大低于岩块。
说明结构面的存在主要是降低了岩体的连结能力，进而降低其内聚力。
围岩岩体按弹性波分类
围岩按岩体力学属性分类
围岩体按介质力学属性分类
围岩岩体结构力学指标
边坡分类表
各类滑坡分类法。
岩石动力学与爆破技术12
爆破工程
中国矿大建筑工程学院
岩石爆破破碎机理
反射拉伸应力波作用理论（动 作用理论） 该理论单纯强调冲击波 的作用，认为岩石破碎是由 于爆炸产生的压缩应力波从 自由面反射而形成的拉伸应 力引起的这种拉伸应力，从 自由面朝向装药的位置将岩 石成片拉裂。这种假说忽视 了爆生气体的作用。 实验基础：杆件和板件 实验。
Gd c
2 s
4 K d (c 2 c s2 ) p 3
d (c 2c )
2 p 2 s
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岩石中的爆炸应力波
爆破工程
冲击载荷在岩体内引起的应力－－应变
P last ic
Elast ic Y 1
e
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岩石中的爆炸应力波
爆破工程
σθ2
微单元
σθ2
σr1
r1 c 2 t
岩石不会被压碎
产生径向裂隙
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岩石爆破破碎机理
爆破工程
爆生气体作用在爆炸空腔 的岩壁上，形成准静压应力场 。在高压气体的膨胀挤压、气 楔作用下，径向裂隙继续扩展 和延伸，并且在裂隙尖端处的 气体压力下引起应力集中，加 速裂隙的扩展，构成了靠近粉 碎区的内密外疏、开始宽末端 细的径向裂隙。
d (l ) dt d d ( E ) d E E dt dt dt v
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爆破工程
霍普金森实验系统
中国矿大建筑工程学院
爆炸载荷下岩石的力学反应
爆破工程
炸药爆炸首先形成应力脉冲，使岩石表面产生变形和 运动。由于爆轰压力瞬间高达数千乃至数万兆帕，以 致于可在岩石表面形成冲击波，并在岩石中传播。 岩石中某局部被激发的应力脉冲是时间和距离的函数 。由于应力作用时间短，往往其前沿才传播一小段距 离而荷载已作用完毕，因此在岩石中产生明显的应力 不均现象。 岩石中各点的应力呈动态，即岩石的变形、位移均与 时间有关，岩石中的应力场随时间而变化。 载荷与岩体之间有明显的“匹配”作用。
岩石的密度和波速
地震波在几种主要类型岩石的速度变化范围岩石速度Vp（km/s）沉积岩 1.5~6.0花岗岩 4.5~6.5玄武岩 4.5~8.0变质岩 3.5~6.5地震波在不同类型沉积岩的速度变化范围岩石速度Vp（km/s）砾石、砂岩、干砂0.2~0.8砂质粘土0.3~0.5湿砂0.6~0.8粘土 1.2~2.5疏松岩石 1.5~2.5致密岩石 1.8~4.0白垩 1.8~3.5泥质页岩 2.5~4.1石灰岩、致密白云岩 2.5~6.1石膏、无水石膏 3.5~4.5泥灰岩 2.0~3.5盐岩 4.2~5.5常见岩土介质的密度和波速类别名称密度ρ（g/cm 3）纵波速度Vp （km/s）横波速度Vp （km/s）粘土1.60~2.04 1.2~2.5——湿砂——0.6~0.8——砂质粘土——0.3~0.9——干砂、砾石——0.2~0.8——松散层饱水沙、砾石—— 1.5~2.8——砾岩 1.60~4.20 1.6~4.20.9~2.2泥质灰岩 2.45~2.65 2.0~4.4 1.2~2.4硅质石灰岩 2.80~2.90 4.4~4.8 2.6~3.0致密石灰岩 2.60~2.77 2.5~6.1 1.4~3.5页岩 2.30~2.70 1.3~4.00.8~2.3砂岩 2.42~2.77 2.4~4.20.9~2.4致密白云岩 2.80~3.00 2.5~5.0 1.5~3.0沉积岩石膏2.41~2.583.5~4.51.8~2.3煤 1.30~1.500.8~1.50.5~1.0片麻岩 2.65~2.79 6.0~6.7 3.5~4.0大理岩2.68~2.72 5.8~7.33.5~4.7石英岩 2.65~2.75 3.0~6.6 2.8~3.2片岩 2.68~2.925.8~6.1 3.5~3.8板岩 2.31~2.75 3.6~4.5 2.1~2.8变质岩千枚岩 2.71~2.86 2.8~5.2 1.8~3.2花岗岩 2.30~2.80 4.5~6.5 2.3~3.8闪长岩 2.52~2.70 5.7~6.4 2.8~3.8玄武岩2.53~3.104.5~8.0 3.0~4.5安山岩 2.30~2.75 4.1~5.6 2.5~3.3辉长岩 2.55~2.98 5.3~6.5 3.2~4.0辉绿岩 2.53~2.97 5.2~5.8 3.4~3.5橄榄岩 2.90~3.40 6.5~8.0 4.0~4.8岩浆岩凝灰岩1.60~1.952.6~4.3 1.6~2.6水 1.0 1.4~1.6——冰0.8~0.93.1~3.6——其它混凝土2.40~2.502.0~4.51.2~2.7地震波速度的主要影响因素(纵波)：岩性、孔隙度、孔隙填充物、密度、地质年代、构造运动、岩层埋藏深度等因素。
岩石热损伤微观机制与宏观物理力学性质演变特征研究以典型岩石为例
岩石热损伤微观机制与宏观物理力学性质演变特征研究以典型岩石为例一、本文概述岩石，作为地球的重要组成部分，承载着地壳的稳定性和地形的形成。
然而，在地质活动、地热资源开发和工程建设中，岩石经常受到高温环境的影响，产生热损伤。
这种热损伤不仅影响岩石的微观结构，还进一步影响其宏观物理力学性质，从而对工程安全和地质环境稳定性产生深远影响。
因此，研究岩石热损伤的微观机制与宏观物理力学性质的演变特征，对于理解岩石在热环境下的行为规律，预测和防治地热资源开发和工程建设中的地质灾害，具有重要的理论价值和现实意义。
本文旨在以典型岩石为例，深入探讨岩石热损伤的微观机制，揭示其宏观物理力学性质随温度变化的演变特征。
通过结合实验研究、理论分析和数值模拟等手段，我们期望能够建立一个全面的岩石热损伤演化模型，为地热资源开发和工程建设提供科学的理论依据和技术支持。
本文还期望通过揭示岩石热损伤的微观机制，为岩石力学的相关研究提供新的视角和思路。
二、岩石热损伤微观机制研究岩石热损伤是指岩石在高温环境下，由于热应力、热膨胀和热化学反应等作用，导致岩石内部产生损伤和破坏的现象。
这种损伤不仅影响岩石的物理力学性质，还可能引发地质灾害。
因此，深入研究岩石热损伤的微观机制，对于理解岩石在高温下的行为特征，以及预测和防治相关地质灾害具有重要意义。
在微观尺度上，岩石热损伤主要表现为矿物颗粒间的热应力破裂、矿物颗粒的热膨胀破裂以及热化学反应引起的损伤。
这些微观损伤随着温度的升高而逐渐累积，最终导致岩石的整体力学性质发生变化。
矿物颗粒间的热应力破裂是由于岩石内部不同矿物颗粒的热膨胀系数不同，在高温下产生热应力，当热应力超过矿物颗粒间的结合力时，就会发生破裂。
这种破裂形式在岩石中表现为微裂纹的产生和扩展。
矿物颗粒的热膨胀破裂是指矿物颗粒本身在高温下发生热膨胀，当热膨胀超过矿物颗粒的弹性极限时，就会发生破裂。
这种破裂形式在岩石中表现为矿物颗粒的破碎和重新排列。
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湿砂
——
0.6~0.8
——
砂质粘土
——
0.3~0.9
——
干砂、砾石
——
0.2~0.8
——
饱水沙、砾石
——
1.5~2.8
——
沉积岩
砾岩
1.60~4.20
1.6~4.2
0.9~2.2
泥质灰岩
2.45~2.65
2.0~4.4
1.2~2.4
硅质石灰岩
2.80~2.90
4.4~4.8
2.6~3.0
致密石灰岩
5.2~5.8
3.4~3.5
橄榄岩
2.90~3.40
6.5~8.0
4.0~4.8
凝灰岩
1.60~1.95
2.6~4.3
1.6~2.6
其它
水
1.0
1.4~1.6
——
冰
0.8~0.9
3.1~3.6
——
混凝土
2.40~2.50
2.0~4.5
1.2~2.7
地震波速度的主要影响因素(纵波)：岩性、孔隙度、孔隙填充物、密度、地质年代、构造运动、岩层埋藏深度等因素。
致密岩石
1.8~4.0
白垩
1.8~3.5
泥质页岩
2.5~4.1
石灰岩、致密白云岩
2.5~6.1
石膏、无水石膏
3.5~4.5
泥灰岩
2.0~3.5
盐岩
4.2~5.5
常见岩土介质的密度和波速
类别
名称
密度ρ（g/cm3）
纵波速度Vp（km/s）
横波速度Vp（km/s）
松散层
粘土
1.60~2.04
1.2~2.5
变质岩
片麻岩
2.65~2.79
6.0~6.7
3.5~4.0
大理岩
2.68~2.72
5.8~7.3
3.5~4.7
石英岩
2.65~2.75
3.0~6.6
2.8~3.2
片岩
2.68~2.92
5.8~6.1
3.5~3.8
板岩
2.31~2.75
3.6~4.5
2.1~2.8
千枚岩
2.71~2.86
2.8~5.2
2.60~2.77
2.5~6.1
1.4~3.5
页岩
2.30~2.70
1.3~4.0
0.8~2.3
砂岩
2.42~2.77
2.4~4.2
0.9~2.4
致密白云岩
2.80~3.00
2.5~5.0
1.5~3.0
石膏
2.41~2.58
3.5~4.5
1.8~2.3
煤
1.30~1.50
0.8~1.5
0.5~1.0
地震波在几种主要类型岩石的速度变化范围
岩石
速度Vp（km/s）
沉积岩
1.5~6.0
花岗岩
4.5~6.5
玄武岩
4.5~8.0
变质岩
3.5~6.5
地震波在不同类型沉积岩的速度变化范围
岩石
速度Vp（km/s）
砾石、砂岩、干砂
0.2~0.8
砂质粘土
0.3~0.5湿砂0. Nhomakorabea~0.8
粘土
1.2~2.5
疏松岩石
1.5~2.5
1.8~3.2
岩浆岩
花岗岩
2.30~2.80
4.5~6.5
2.3~3.8
闪长岩
2.52~2.70
5.7~6.4
2.8~3.8
玄武岩
2.53~3.10
4.5~8.0
3.0~4.5
安山岩
2.30~2.75
4.1~5.6
2.5~3.3
辉长岩
2.55~2.98
5.3~6.5
3.2~4.0
辉绿岩
2.53~2.97