岩石力学-影响岩石力学性质的主要因素

（2）岩石在化学风化过程中，矿物成分发生变化，原生矿物 经受水解、水化、氧化等作用后，逐渐为次生矿物缩代替。
（3）由于岩石和岩体的成分结构和构造的变化，岩体的物理 性质也随之改变。一般是：抗水性降低亲水性增高；力学强 度降低，压缩性加大；孔隙性增加，透水性增强。
风化对岩石力学性质的影响可以通过岩石的 风化程度的评价来进行。
岩石的风化程度可以通过室内岩石物理力学 性质指标评定的方法，也可以用声波及超声波的 方法。
1964年以来，水电部成都勘察设计研究院科 研所提出用岩石风化程度系数（ Ky ）来评定岩石 的风化程度。
Ky

1 3
(
K
n

KR

KW
)
（1－46）
式中：
Kn

n1 n2
（孔隙率系数）
KR

R1 R2
（强度系数）
连结作用 润滑作用 结合水 水楔作用
孔隙压力作用 重力水
溶蚀及浅蚀作用
连结作用：束缚在矿物表面的水分子通过其吸引力作用将 矿物颗粒拉紧接近，起连结作用，这种作用在松散土中是明 显的，但对于岩石，由于矿物颗粒间的连结强度远远高于这 种连结作用。
润滑作用：由可溶盐、胶体矿物连结的岩石，当有水侵 入时，可溶盐溶解，胶体水解，使原有的连结变成水胶连结， 导致矿物颗粒间连结力减弱，摩擦力减低，水起到润滑剂的 作用。
第五节 影响岩石力学性质的主要因素
影响岩石力学性质的因素很多，如 水、温度、风化程度、加荷速率、围压 的大小、各向异性等，对岩石力学性质 都有影响。
一、水对岩石力学性质的影响
岩石中的水通常以两种方式赋存，一种称之为结合水或 束缚水，一种为重力水或称为自由水，它们对岩石力学性质 的影响，主要体现在以下5个方面，即
五、风化对岩石力学性质的影响
风化作用是一种表生的自然营力和人类作用的 共同产物，是一种很复杂的地质作用，将涉及到气 温、大气、水分、生物、原岩的成因、原岩的矿物 成分、原岩的结构和构造等诸因素的综合作用。
岩石风化的结果主要从以下几个方面来降低岩体的性质：
（1）降低岩体结构面的粗糙程度并产生新的裂隙，使岩体被 再次分裂成更小的碎块，进一步破坏了岩体的完整性。
剧风化 强风化 弱风化 微风化 新鲜岩石
用上述分级法与地质上肉眼判断等级进 行对比，大多数是吻合的，所以采用以地质 定性评价为基础，再用定量分级加以补充， 可以消除认为的误差。
上述岩石风化程度的概念，仅是表示岩 石风化程度深浅的一个相对指标，而不是绝 对值。
Former section
return
溶蚀和潜蚀作用：岩石中渗透水在其流动过程中可将岩 石中可溶物质溶解带走，有时将岩石中小颗粒冲走，从而使 岩石强度大为降低，变形加大，前者称为溶蚀作用，后者称 为潜蚀作用。
除了上述五种作用外，孔隙、微裂隙中的在冻融时的胀 缩作用对岩石力学强度破坏很大。
二、温度对岩石力学性质的影响
一般来说，随着温度的增高，岩石的延性加大，屈服 点降低，强度也降低。
三、加载速度对岩石力学性质的影响
做单轴压缩试验时施加荷载的速度对岩石的变形Biblioteka Baidu质和 强度指标有明显影响。加载速率愈快，测得的弹性模量愈大； 反之，愈小。
ISRM（国际岩石力学学会）建议的加载速率为0.5～ 1MPa，一般从开始试验直至试件破坏的时间为5～10分钟。
四、围岩对岩石力学性质的影响
侧向压力（围压）对岩石的变形有很大的影响， 由三轴压缩试验可知：岩石的脆性和塑性并非岩石 固有的性质，它与受力状态有关，随着受力状态的 改变，其脆性和塑性是可以相互转化的。
KW

1 2
（吸水率系数）；
n1 R1 1 为新鲜岩石的孔隙率、抗压强度、吸水率；
n2 R2 2 为风化岩石的孔隙率、抗压强度、吸水率。
利用 K y 分级如下：
K y 0.1 Ky 0.1 ~ 0.35
Ky 0.35 ~ 0.65
Ky 0.65 ~ 0.90
Ky 0.90 ~ 1.00
水楔作用（如图1）：当两个矿物颗粒靠得很近，有水分 子补充到矿物表面时，矿物颗粒利用其表面吸着力拉到自己 周围，在两个颗粒接触处由于吸着力作用使水分子向两个矿 物颗粒之间得缝隙内挤入，这种现象称水楔作用。
自由水：它不受矿物表面吸着力控制，其运动主要受重 力作用控制。它对岩石力学性质的影响主要表现在孔隙水压 力作用和溶蚀、潜蚀作用。