第3章_岩石的力学性质与分级

1、第三章 岩石的力学性质与分类 学习目的： 掌握岩石和岩体的基本力学性质； 掌握岩体的分类方法，特别是RMR和SMR方法； 掌握现场评价指标的获取方法（RQD）； 学会RMR法在矿山岩体分类中的具体应用。主 要 内 容 2 矿山工程岩体分类 概述 岩体坚固性分级 工程地质RMR分类 边坡稳定的SMR分级 岩体分类实例 作业 第一节第一节 岩石（岩体）的基本力学性质岩石（岩体）的基本力学性质 基本物理力学性质主要有强度、弹性、塑性、脆性、硬度、磨蚀性等。 一、强度 岩石的强度是指岩石承受外加载荷的能力，即开始破坏的极限临界应力值。岩石的强度有抗拉强度、抗剪强度、抗压强度等。单向抗拉强度单向抗剪强度

2、单向抗压强度二向抗压强度三向抗压强度。 岩体内存在节理等构造，它们的存在使强度降低；岩石的各向异性造成加载方向不同，其强度也不同。 -0.100.10.20.30.40.50.60.70.00E+002.00E-034.00E-036.00E-038.00E-031.00E-021.20E-021.40E-02Stress (kN/mm2)Strain (mm/mm)Stress vs. Strain1-50MPa1-50MPa二、弹性、塑性和脆性弹性大的岩石，在凿岩爆破时不易破坏。 金属矿山经常遇到的岩石大多数属于脆性岩石。岩石的变形性质不仅，还在三向受压或高温条件下，塑性会显著增加，在常态

3、下具有脆性的岩石，在上述条件下也可能变成塑性体。在冲击载荷作用下，岩石脆性会显著增加，如岩石在凿岩、爆破等冲击载荷作用下，大多数呈脆性破坏。三、硬度凡是用刃具切削或挤压的方法凿岩，首先必须使工具侵入岩石才能达到钻进的目的。因此，研究硬度具有重要意义。 岩石的硬度取决于岩石的组成，即取决于矿物颗粒的硬度、形状、大小、晶体结构以及颗粒间胶结物的情况等，硬度越大凿岩越困难。四、磨蚀性 磨蚀性越大，对工具的磨损越大，对凿岩工作越不利。影响磨蚀性的主要因素有： （1）岩石成份。岩石中石英的含量、粒度的大小及分布对磨蚀性影响很大。一般来说，石英的含量越高，磨蚀性越大。 （2）岩石的结构。这主要表现为岩石的

4、不均匀性，它对岩石磨蚀性有明显的影响。由于不同矿物可能在岩石中形成软硬相间的不均匀状态，造成局部应力集中，使其磨蚀性增大。 （3）岩石的强度。岩石的强度越高，磨蚀性越强。主 要 内 容 1 岩石（岩体）的基本力学性质 概述 岩体坚固性分级 工程地质RMR分类 边坡稳定的SMR分级 岩体分类实例 作业 续表 参看王青主编采矿学p59页，表2-19.81cfc（1）由“岩石抗压强度”确定的岩体质量评分值R1对照上表查出R1=?对照上表查出R2=?%10010LllRQD%80%100250200岩芯采取率%63%100250157)10(RQDcm修正岩芯采取率对照上表查出R3=?节理间距(m)22 0.60.6 0.20.2 0.060.06评分值20151085 对照上表查出R4=?说 明评分值尺寸有限的很粗糙的表面，硬岩壁30略微粗糙的表面，张开度小于1mm,硬岩壁25略微粗糙的表面，张开度小于1mm,软岩壁20光滑表面，由断层泥充填厚度小于5mm;张开度1 5mm.节理延伸超过数米10由厚度大于5mm的断层泥充填的张开节理;张开度大于5mm的节理，节理延伸超过数米0 对照上表查出R5=?每10m洞长的流入