井巷工程第一章 岩石的性质及其工程分级.ppt

2020年2月19日星期三 1 井巷工程的任务 建造地下建筑所需的空间结构 并保持其在使用期内稳定 方法 通过破岩开挖 穿过和进入岩石和土这类地质体中 并保持开挖空间的稳定 涉及到的学科 材料力学 建筑材料 煤矿地质学 爆破工程 结构力学 弹性力学 施工组织与管理 井巷设计与施工等破 通 装 运 支五大工序 2020年2月19日星期三 2 井巷工程是为采矿或其它目的在地下开掘的井筒 巷道和硐室的总称 三大工程 矿建工程 土建工程 机电安装工程根据不同的时期施工时间 井巷工程又可分为建井期矿建工程 生产期井巷工程 开拓延深工程和生产辅助工程 井巷工程的重要性 2020年2月19日星期三 3 第一章岩石性质及工程分级 主要内容第一节概述第二节岩石的物理性质第三节岩石的力学性质第四节岩石的工程分级 2020年2月19日星期三 4 第一节概述 岩石 由一种或多种矿物组成的 岩块 从地壳岩层中切取出来的小块体 岩体 指地下工程较大范围内的自然地质体 包含地质构造在内 表土 覆盖在地壳上部的第四纪沉积物 冲积层 如黄土 粘土 淤泥 砾石等统称为表土 基岩 表土以下的固结性岩石统称为基岩 弱面 由于地质作用而使岩体中往往存在一些明显的范围较小的地质界面这些界面一般来说强度低 易变形 因而自称之为弱面 围岩 第一章岩石的性质及其工程分级 2020年2月19日星期三 5 第二节岩石的物理性质 相对密度 密度 比重岩石的孔隙性 孔隙率 孔隙比岩石的水理性质 吸水率 透水性 软化性 膨胀性和崩解性等 岩石的碎胀性 第一章岩石的性质及其工程分级 2020年2月19日星期三 6 第三节岩石的力学性质 一 岩石的变形性能 静荷载单向受压下岩石的变形特性变形曲线的四个阶段岩石在三向静荷载压缩下的变形特性动荷载作用下岩石的变形特征 第一章岩石的性质及其工程分级 无论哪一种破岩方式 岩石承受的外力都不是静荷载 而是一种冲击荷载 对岩石的破坏不仅决定于冲击力的大小 更重要的是作用时间的长短 它是一个与作用时间有关的函数 在三轴应力作用下 随着围压的提高 岩石表现出以下特征 弹性阶段与单轴压缩下基本相同 岩石表现出明显的塑性变形 屈服极限 强度峰值和残余强度都与围压的大小成正变关系 大部分岩石在一定的临界围压下出现屈服平台 呈现塑性流动现象 达到临界围压以后继续提高围压 不再出现峰值 应力应变关系呈单调增长趋势 2020年2月19日星期三 7 第三节岩石的力学性质 二 岩石的强度特征静荷载作用下的强度在大多数情况下 岩石表现为脆性破坏 同一种岩石的强度并非常数 受很多因素的影响 如 不同受力状态下岩石的强度极限相差很大 动荷载作用下岩石强度几种强度 三向等压抗压强度 三向不等压抗压强度 双向抗压强度 单向抗压强度 单向抗剪强度 抗弯强度 单向抗拉强度 第一章岩石的性质及其工程分级 2020年2月19日星期三 8 三 岩石的硬度四 岩石的可钻性和可爆性 第一章岩石的性质及其工程分级 2020年2月19日星期三 9 第四节岩石的工程分级 分类原则 分类指标形式要简单 含义要明确 应具有科学意义和实用价值 分类指标要容易获得 分类指标应明确表达出岩石的质量或稳定性 第一章岩石的性质及其工程分级 2020年2月19日星期三 10 常见的岩石分类方法 1普氏岩石分级法岩石的坚固性系数基本假设 岩石在外力作用下抵抗各种破坏的难易程度相似或趋于一致 因此可用坚固性系数来表示岩石破坏的难易程度 其数值等于岩石单向抗压强度的十分之一 优点 分类方法简明 便于应用 大多数情况下较符合工程实际 因而应用较为广泛 缺点 所得数值为岩块的值而非岩体 同时也不适用于软岩 十级十五种 第一章岩石的性质及其工程分级 2020年2月19日星期三 11 2煤炭行业围岩分类 五类 稳定岩层岩稳定性较好岩层中等稳定岩层稳定性较差岩层不稳定岩层 第一