1、第二章 礦物與巖石2.1 礦物與造巖礦物礦物與造巖礦物 2.2 巖漿巖巖漿巖2.3 沉積巖沉積巖2.4 變質(zhì)巖變質(zhì)巖2.5 巖石的主要物理力學(xué)性質(zhì)巖石的主要物理力學(xué)性質(zhì)本節(jié)要求掌握n造巖礦物的形態(tài)及主要物理力學(xué)性質(zhì)n12種左右主要的造巖礦物2.1 礦物與造巖礦物礦物與造巖礦物 礦物礦物礦物礦物：由地質(zhì)作用形成的具有一定物理性質(zhì)由地質(zhì)作用形成的具有一定物理性質(zhì)與化學(xué)成分的自然單質(zhì)或化合物。與化學(xué)成分的自然單質(zhì)或化合物。是組成礦石和巖石的基本單元。是組成礦石和巖石的基本單元。各種地質(zhì)作用形成的天然化合物或單質(zhì)；各種地質(zhì)作用形成的天然化合物或單質(zhì)；具有一定的化學(xué)成分；具有一定的化學(xué)成分；具有一定的晶

2、體結(jié)構(gòu)；具有一定的晶體結(jié)構(gòu)；具有較為穩(wěn)定的物理性質(zhì)；具有較為穩(wěn)定的物理性質(zhì)；造巖礦物造巖礦物造巖礦物造巖礦物 在已發(fā)現(xiàn)的在已發(fā)現(xiàn)的30003000種礦物中，組成種礦物中，組成巖石的巖石的3030多種主要礦物稱為造巖礦物。多種主要礦物稱為造巖礦物。一、礦物的形態(tài)一、礦物的形態(tài)固固體體礦礦物物結(jié)晶質(zhì)礦物結(jié)晶質(zhì)礦物非晶質(zhì)礦物非晶質(zhì)礦物結(jié)晶質(zhì)礦物結(jié)晶質(zhì)礦物 內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列有規(guī)律性，內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列有規(guī)律性，外表由一些天然平面外表由一些天然平面( (晶面晶面) )包圍而成。包圍而成。石鹽石鹽(NaCl)(NaCl)非晶質(zhì)礦物非晶質(zhì)礦物 內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列無規(guī)律性，內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列無規(guī)律性，外表不具有固定的幾何形態(tài)。外表

3、不具有固定的幾何形態(tài)。 如蛋白石如蛋白石(SiO(SiO2 2nHnH2 2O)O)、褐鐵礦、褐鐵礦(Fe(Fe2 2O O3 3nHnH2 2O)O)等等造巖礦物造巖礦物礦物晶體的形態(tài)礦物晶體的形態(tài)單晶單晶 一向延長形一向延長形二向延長形二向延長形三向延長形三向延長形( (粒狀、球狀粒狀、球狀) )( (柱狀、針狀、纖柱狀、針狀、纖維狀、放射狀維狀、放射狀) )( (片狀、板狀、片狀、板狀、鱗片狀鱗片狀) )造巖礦物造巖礦物石英晶簇石英晶簇集合體集合體 晶簇晶簇纖維狀纖維狀鐘乳狀鐘乳狀土狀土狀二、礦物的物理性質(zhì)二、礦物的物理性質(zhì) 顏色顏色 自色：自色：礦物本身的固有顏色礦物本身的固有顏色它色

4、：它色：礦物中含有雜質(zhì)而呈現(xiàn)的顏色礦物中含有雜質(zhì)而呈現(xiàn)的顏色 造巖礦物造巖礦物角閃石黑云母長石自色自色 是礦物固有的顏色，顏色比較固定。對造巖礦是礦物固有的顏色，顏色比較固定。對造巖礦物來說，由于成分復(fù)雜，顏色變化很大。物來說，由于成分復(fù)雜，顏色變化很大。他色他色 是礦物混入了某些雜質(zhì)所引起的，與礦物的是礦物混入了某些雜質(zhì)所引起的，與礦物的本身性質(zhì)無關(guān)。他色不固定，隨雜質(zhì)的不同而異。本身性質(zhì)無關(guān)。他色不固定，隨雜質(zhì)的不同而異。假色假色 是由于是由于礦物內(nèi)部的裂礦物內(nèi)部的裂隙或表面的氧隙或表面的氧化薄膜對光的化薄膜對光的折射、散射所折射、散射所引起的。如方引起的。如方解石解理面上解石解理面上常出

5、現(xiàn)的虹彩；常出現(xiàn)的虹彩；斑銅礦表面常斑銅礦表面常出現(xiàn)斑駁的藍(lán)出現(xiàn)斑駁的藍(lán)色和紫色色和紫色。條痕條痕 ：礦物在無釉瓷板礦物在無釉瓷板( (條痕板條痕板) )上刻劃后留下的粉上刻劃后留下的粉末的顏色末的顏色 造巖礦物造巖礦物天津大學(xué)光澤光澤 金屬光澤金屬光澤 半金屬光澤半金屬光澤 非金屬光澤非金屬光澤金剛光澤金剛光澤玻璃光澤玻璃光澤珍珠光澤珍珠光澤絲絹光澤絲絹光澤油脂光澤油脂光澤 造巖礦物造巖礦物礦物表面的反射率的表現(xiàn)。礦物表面的反射率的表現(xiàn)。1. 1. 玻璃光澤玻璃光澤 造巖礦物絕大部分屬于非金屬光澤。由于礦物造巖礦物絕大部分屬于非金屬光澤。由于礦物表面的性質(zhì)或礦物集合體的集合方式不同，又會反表

6、面的性質(zhì)或礦物集合體的集合方式不同，又會反映出各種不同特征的光澤。映出各種不同特征的光澤。 反光如鏡，如長石、反光如鏡，如長石、方解石解理面上呈現(xiàn)的方解石解理面上呈現(xiàn)的光澤。光澤。 2. 2. 珍珠光澤珍珠光澤 光線在解理面間發(fā)生光線在解理面間發(fā)生多次折射和內(nèi)反射，在解多次折射和內(nèi)反射，在解理面上所呈現(xiàn)的像珍珠一理面上所呈現(xiàn)的像珍珠一樣的光澤，如云母等樣的光澤，如云母等。3. 3. 絲絹光澤絲絹光澤 纖維狀或細(xì)鱗片狀礦物，由于光的反射互相干擾，形纖維狀或細(xì)鱗片狀礦物，由于光的反射互相干擾，形成絲絹般的光澤，如纖維石膏和絹云母等。成絲絹般的光澤，如纖維石膏和絹云母等。4. 4. 油脂光澤油脂光澤

7、 礦物表面礦物表面不平，致使光不平，致使光線散射，如石線散射，如石英斷口上呈現(xiàn)英斷口上呈現(xiàn)的光澤。的光澤。 5. 5. 土狀光澤土狀光澤 礦物表面礦物表面暗淡如土，如暗淡如土，如高嶺石等疏松高嶺石等疏松細(xì)粒塊體礦物細(xì)粒塊體礦物表面所呈現(xiàn)的表面所呈現(xiàn)的光澤。光澤。透明度透明度 透明透明 半透明半透明 不透明不透明礦物的力學(xué)性質(zhì)礦物的力學(xué)性質(zhì) 硬度：礦物抵抗機(jī)械刻劃及摩擦的能力。硬度：礦物抵抗機(jī)械刻劃及摩擦的能力。礦物硬度十度標(biāo)準(zhǔn)表礦物硬度十度標(biāo)準(zhǔn)表金剛石金剛石剛玉剛玉黃玉黃玉石英石英長石長石磷灰石磷灰石螢石螢石方解石方解石石膏石膏滑石滑石礦物礦物10987654321硬度硬度造巖礦物造巖礦物 解

8、理：礦物受敲擊后，能沿一定方向裂開成光解理：礦物受敲擊后，能沿一定方向裂開成光滑平面的性質(zhì)。滑平面的性質(zhì)。一組解理一組解理(如云母如云母)二組解理二組解理(如長石如長石)三組解理三組解理(如方解石如方解石)多組解理多組解理 極完全解理極完全解理完全解理完全解理中等解理中等解理不完全解理不完全解理 斷口斷口：礦物受敲擊后，形成各種凹凸不平的：礦物受敲擊后，形成各種凹凸不平的 裂開面的性質(zhì)。如鋸齒狀、貝殼狀等。裂開面的性質(zhì)。如鋸齒狀、貝殼狀等。造巖礦物造巖礦物n巖漿巖相關(guān)的幾個(gè)概念n了解巖漿巖的產(chǎn)狀特點(diǎn)n巖漿巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造 n巖漿巖的分類及命名本節(jié)要求掌握2.2 巖漿巖巖漿巖 基本定義 物質(zhì)成分（

9、礦物成分和化學(xué)成分） 產(chǎn)狀 結(jié)構(gòu)構(gòu)造 分類和命名2.2 巖漿巖巖漿巖（igneous rocks） 由巖漿（magma）侵入地殼上部或噴出地表后冷凝而形成的巖石巖漿作用 巖漿作用巖漿作用 巖漿沿構(gòu)造脆弱帶上升到地殼上部或地表，巖漿在上升、巖漿沿構(gòu)造脆弱帶上升到地殼上部或地表，巖漿在上升、運(yùn)移過程中，由于物理化學(xué)條件的改變，又不斷地改變自己的成分，運(yùn)移過程中，由于物理化學(xué)條件的改變，又不斷地改變自己的成分，最后凝固成巖漿巖的復(fù)雜過程最后凝固成巖漿巖的復(fù)雜過程可分為可分為侵入作用侵入作用和和噴出作用噴出作用侵入巖侵入巖：是巖漿侵入在地殼中冷凝而成的巖石。由于冷卻較慢、揮是巖漿侵入在地殼中冷凝而成的

10、巖石。由于冷卻較慢、揮發(fā)份較多，因此礦物結(jié)晶較好，根據(jù)侵入巖形成深度的不同，又可發(fā)份較多，因此礦物結(jié)晶較好，根據(jù)侵入巖形成深度的不同，又可分為深成巖、淺成巖等分為深成巖、淺成巖等噴出巖噴出巖：是巖漿及其巖石經(jīng)火山噴出地表后冷凝和堆積而成的巖石。是巖漿及其巖石經(jīng)火山噴出地表后冷凝和堆積而成的巖石?；鹕綄庫o溢流出來的熔巖流，經(jīng)冷凝而成的巖石，稱為熔巖；火山火山寧靜溢流出來的熔巖流，經(jīng)冷凝而成的巖石，稱為熔巖；火山強(qiáng)烈爆發(fā)出來的各種碎屑物堆積而成的巖石，稱為火山碎屑巖強(qiáng)烈爆發(fā)出來的各種碎屑物堆積而成的巖石，稱為火山碎屑巖 酸性巖中性巖基性巖超基性巖化學(xué)成分富含Si、Al富含F(xiàn)e、MgSiO2含量65

11、%52-65%45-52%45%顏 色淺色 深色 礦物 成分成因結(jié)構(gòu)構(gòu)造含正長石為主含斜長石為主不含長石石英黑云母角閃石黑云母角閃石輝石角閃石輝石黑云母輝石角閃石橄欖石橄欖石輝石噴出巖玻璃質(zhì)斑狀隱晶質(zhì)氣孔流紋杏仁浮巖、火山凝灰?guī)r、火山角礫巖、火山集塊巖流紋巖粗面巖安山巖玄武巖淺成巖半晶質(zhì)全晶質(zhì)粒狀塊狀偉晶巖、細(xì)晶巖煌斑巖花崗斑巖正長斑巖閃長玢巖輝綠巖深成巖全晶質(zhì)粒狀塊狀花崗巖正長巖閃長巖輝長巖一、巖漿巖的物質(zhì)成分化學(xué)成分巖漿巖的化學(xué)成分常用以下氧化物表示：SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、 MnO、CaO、 Na2O、 K2O、 SiO2含量是巖漿巖分類的一個(gè)主要參數(shù)。按SiO

12、2含量的不同可將巖漿巖分為： SiO265 酸性巖 酸性程度基性程度 礦物成分 :正長石、斜長石、石英、白云母等暗色礦物(富含F(xiàn)e、Mg成分）淺色礦物(富含Si、Al成分) ：黑云母、輝石、角閃石、橄欖石等。 酸性巖中性巖基性巖超基性巖化學(xué)成分富含Si、Al富含F(xiàn)e、MgSiO2含量65%52-65%45-52%65%52-65%45-52%65%52-65%45-52%65%52-65%45-52%65%52-65%45-52%2.0mm)砂狀結(jié)構(gòu)(2.00.05mm)粉砂狀結(jié)構(gòu)(0.050.005mm)泥質(zhì)結(jié)構(gòu)(2mm集塊巖50mm石灰?guī)r白云巖硅質(zhì)巖砂巖2-0.05mm火山角礫巖50-2m

13、m粉砂巖0.05-0.005mm凝灰?guī)r2mm黏土巖0.75 的巖石抗水、抗風(fēng)化、抗凍性強(qiáng) *四、巖石的抗風(fēng)化指標(biāo)、巖石的抗風(fēng)化指標(biāo) 巖石的單軸抗壓強(qiáng)度巖石的單軸抗壓強(qiáng)度 式中：式中：RcRc單軸抗壓強(qiáng)度，亦稱無側(cè)限強(qiáng)度（土中多用）單軸抗壓強(qiáng)度，亦稱無側(cè)限強(qiáng)度（土中多用） P P 在無側(cè)限條件下，軸向破壞荷載在無側(cè)限條件下，軸向破壞荷載 A A 試件的截面面積試件的截面面積（一）單軸抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法（一）單軸抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法 試件：采用圓柱體為標(biāo)準(zhǔn)試樣，直徑試件：采用圓柱體為標(biāo)準(zhǔn)試樣，直徑5cm5cm，允許變化，允許變化范圍范圍4.8-5.2cm4.8-5.2cm，高度，高度10cm10cm

14、，允許變化范圍，允許變化范圍9.5-10.5cm9.5-10.5cm； 當(dāng)缺乏圓柱體制樣設(shè)備時(shí)，允許采用當(dāng)缺乏圓柱體制樣設(shè)備時(shí)，允許采用5 55 510cm10cm之方之方柱體。柱體。APRc/ 單軸抗壓強(qiáng)度的影響因素單軸抗壓強(qiáng)度的影響因素1 1巖石本身巖石本身礦物成分：礦物成分：含強(qiáng)度高的礦物如石英、長石、角閃石、輝石含強(qiáng)度高的礦物如石英、長石、角閃石、輝石等較多時(shí)，巖石的抗壓強(qiáng)度高，反之，如含云母、高嶺石、蒙等較多時(shí)，巖石的抗壓強(qiáng)度高，反之，如含云母、高嶺石、蒙脫石、滑石等較多時(shí)，巖石的抗壓強(qiáng)度就低；膠結(jié)物類型（硅脫石、滑石等較多時(shí)，巖石的抗壓強(qiáng)度就低；膠結(jié)物類型（硅質(zhì)、鐵質(zhì)、鈣質(zhì)、泥質(zhì)）

15、質(zhì)、鐵質(zhì)、鈣質(zhì)、泥質(zhì)）巖石結(jié)構(gòu)：巖石結(jié)構(gòu)：表現(xiàn)在三個(gè)方面（顆粒大小、空隙率、空隙分表現(xiàn)在三個(gè)方面（顆粒大小、空隙率、空隙分布特點(diǎn)），顆粒細(xì)小的比顆粒粗大的巖石強(qiáng)度高；空隙率越大布特點(diǎn)），顆粒細(xì)小的比顆粒粗大的巖石強(qiáng)度高；空隙率越大抗壓強(qiáng)度越低；空隙分布具有定向分布特性時(shí)，導(dǎo)致巖石抗壓抗壓強(qiáng)度越低；空隙分布具有定向分布特性時(shí)，導(dǎo)致巖石抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)各向異性。強(qiáng)度呈現(xiàn)各向異性。巖石濕度：巖石濕度：巖石的強(qiáng)度隨含水率的增加而降低。巖石的強(qiáng)度隨含水率的增加而降低。2 2試驗(yàn)條件試驗(yàn)條件 試樣形態(tài)：試樣形態(tài)：圓柱形試樣應(yīng)力分布較方柱形均勻，目前圓柱形試樣應(yīng)力分布較方柱形均勻，目前多推薦采用圓柱形試樣；多推

16、薦采用圓柱形試樣； 相對尺寸：相對尺寸：試樣的高徑比對強(qiáng)度的影響，實(shí)質(zhì)上是加試樣的高徑比對強(qiáng)度的影響，實(shí)質(zhì)上是加載板與試樣之間的摩擦約束引起的端部效應(yīng)的反映。高徑載板與試樣之間的摩擦約束引起的端部效應(yīng)的反映。高徑比小、試件短，則端部效應(yīng)明顯；比小、試件短，則端部效應(yīng)明顯； 加荷速率：加荷速率：一般抗壓強(qiáng)度隨加荷速率增加而增大。一般抗壓強(qiáng)度隨加荷速率增加而增大。 巖石的抗拉強(qiáng)度巖石的抗拉強(qiáng)度 巖石的抗拉強(qiáng)度是指巖石試件在受到軸向拉應(yīng)力巖石的抗拉強(qiáng)度是指巖石試件在受到軸向拉應(yīng)力后其試件發(fā)生破壞時(shí)的單位面積所能承受的拉力。后其試件發(fā)生破壞時(shí)的單位面積所能承受的拉力。（一）直接拉伸法（一）直接拉伸法

17、試驗(yàn)關(guān)鍵：試驗(yàn)關(guān)鍵：巖石試件與夾具間必須有足夠的粘結(jié)力或摩擦力；巖石試件與夾具間必須有足夠的粘結(jié)力或摩擦力；所施加的拉力必須與巖石試件同軸心。所施加的拉力必須與巖石試件同軸心。APRt/（二）劈裂法（巴西法）（二）劈裂法（巴西法）試件破壞時(shí)作用在試件中心的最大拉應(yīng)力為：試件破壞時(shí)作用在試件中心的最大拉應(yīng)力為： 式中式中 P P試件破壞時(shí)的極限壓力試件破壞時(shí)的極限壓力 ， D D 試件的直徑試件的直徑 tt試件厚度試件厚度本試驗(yàn)要點(diǎn)：試驗(yàn)時(shí)所施加的線荷載必須通過試件的直徑試驗(yàn)時(shí)所施加的線荷載必須通過試件的直徑，并在破壞時(shí)其破裂面亦通過該試件的直徑。，并在破壞時(shí)其破裂面亦通過該試件的直徑。DtPt

18、/2 （三）點(diǎn)荷載法（三）點(diǎn)荷載法 該方法的最大特點(diǎn)是可利用現(xiàn)場取得的任何形狀的巖塊，該方法的最大特點(diǎn)是可利用現(xiàn)場取得的任何形狀的巖塊，可以是可以是5cm5cm的鉆孔巖芯，也可以是開挖后掉落下來的不規(guī)則巖塊的鉆孔巖芯，也可以是開挖后掉落下來的不規(guī)則巖塊，不作任何巖樣加工直接試驗(yàn)。，不作任何巖樣加工直接試驗(yàn)。點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)I I可按下式求得：可按下式求得： 式中式中 PP荷載與施加點(diǎn)之間的距離荷載與施加點(diǎn)之間的距離 DD試件破壞的極限壓力試件破壞的極限壓力 I I與與RtRt之間的關(guān)系：之間的關(guān)系：)(/2MPaDPI )(/96.02MPaDPRt 抗剪斷強(qiáng)度：在垂直壓力和水平方

19、向上施加的剪應(yīng)力作用下抗剪斷強(qiáng)度：在垂直壓力和水平方向上施加的剪應(yīng)力作用下，巖石試件被剪斷。，巖石試件被剪斷。 抗剪強(qiáng)度（摩擦強(qiáng)度）：具有先存剪切面下，在垂直壓力和抗剪強(qiáng)度（摩擦強(qiáng)度）：具有先存剪切面下，在垂直壓力和水平剪切力下，試件發(fā)生剪切滑動。水平剪切力下，試件發(fā)生剪切滑動。 抗切強(qiáng)度：無垂直壓力，在水平剪切力試件剪斷?？骨袕?qiáng)度：無垂直壓力，在水平剪切力試件剪斷。巖石的變形：巖石在外力作用下發(fā)生形態(tài)（形狀、體積）變化。巖石在荷載作用下，首先發(fā)生的物理力學(xué)現(xiàn)象是變形。隨著荷載的不斷增加，或在恒定載荷作用下，隨時(shí)間的增長，巖石變形逐漸增大，最終導(dǎo)致巖石破壞。巖石變形過程中表現(xiàn)出彈性、塑性、粘性

20、、脆性和延性等性質(zhì)。六、巖石的變形特性單軸壓縮條件巖石應(yīng)力應(yīng)變曲線單軸壓縮條件巖石應(yīng)力應(yīng)變曲線典型的巖石應(yīng)力應(yīng)變曲線分析典型的巖石應(yīng)力應(yīng)變曲線分析OAOA：壓密階段：壓密階段，存在于巖石內(nèi)的微裂隙外力作用下發(fā)生閉合所，存在于巖石內(nèi)的微裂隙外力作用下發(fā)生閉合所致。致。ABAB：彈性階段：彈性階段彈性模量彈性模量E: E: 曲線中呈直線階段的應(yīng)力與應(yīng)變之比曲線中呈直線階段的應(yīng)力與應(yīng)變之比; ;割線彈性模量割線彈性模量: :指巖石峰值應(yīng)一半的應(yīng)力，應(yīng)變之比值。指巖石峰值應(yīng)一半的應(yīng)力，應(yīng)變之比值。泊松比泊松比 : :彈性階段中，巖石的橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變之比值。彈性階段中，巖石的橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變之比值

21、。BCBC：塑性階段：塑性階段 應(yīng)力值超過屈服應(yīng)力之后，隨著應(yīng)力應(yīng)力值超過屈服應(yīng)力之后，隨著應(yīng)力的增大，明顯表現(xiàn)出應(yīng)變增大（軟化）的的增大，明顯表現(xiàn)出應(yīng)變增大（軟化）的現(xiàn)象，堅(jiān)硬巖石，脆性破壞。現(xiàn)象，堅(jiān)硬巖石，脆性破壞。三軸壓縮條件下巖石的變形特性三軸壓縮條件下巖石的變形特性 如圖所示的大理巖大理巖，在圍壓為零或較低的情況下，巖石呈脆性狀態(tài)； 當(dāng)圍壓增大至50MPa時(shí)，巖石顯示出由脆性到塑性轉(zhuǎn)化的過渡狀態(tài)： 把巖石由脆性轉(zhuǎn)化為塑性的臨界圍壓稱為轉(zhuǎn)化壓力。 圍壓增加到68.5MPa時(shí)，呈現(xiàn)出塑性流動狀態(tài)； 圍壓增至165MPa時(shí),試件承載力則隨圍壓穩(wěn)定增長，出現(xiàn)所謂應(yīng)變硬化現(xiàn)象。 圍壓對巖石變形

22、的影響得出如下結(jié)論： 隨著圍壓的增大，巖石的抗壓強(qiáng)度顯著增加； 隨著圍壓的增大，巖石的變形顯著增大； 隨著圍壓的增大，巖石的彈性極限顯著增大； 隨著圍壓的增大，巖石的應(yīng)力應(yīng)變曲線形態(tài)發(fā)生明顯改變；巖石的性質(zhì)發(fā)生了變化：由彈脆性彈塑性應(yīng)變硬化。 花崗巖花崗巖應(yīng)力應(yīng)變曲線1)1)水對巖石力學(xué)性質(zhì)的影響水對巖石力學(xué)性質(zhì)的影響 結(jié)合水：產(chǎn)生三種作用：連結(jié)作用、潤滑作用、水楔作用。 連結(jié)作用：將礦物顆粒拉近、接緊，起連結(jié)作用。 潤滑作用：可溶鹽溶解，膠體水解，使原有的連結(jié)變成水膠連結(jié)，導(dǎo)致礦物顆粒間連結(jié)力減弱，摩擦力減低，水起到潤滑劑的作用。 水楔作用：當(dāng)兩個(gè)礦物顆粒靠得很近，有水分子補(bǔ)充到礦物表面時(shí)，

23、礦物顆粒利用其表面吸著力將水分子拉到自己周圍，在兩個(gè)顆粒接觸處由于吸著力作用使水分子向兩個(gè)礦物顆粒之間的縫隙內(nèi)擠入。影響巖石力學(xué)性質(zhì)的主要因素影響巖石力學(xué)性質(zhì)的主要因素2)2)溫度對巖石力學(xué)性質(zhì)的影響溫度對巖石力學(xué)性質(zhì)的影響 一般地?zé)崦吭黾?00米深度，溫度升高3。 高硫礦山、自燃礦物溫度高 地下深部研究、核廢料處理研究 一般來說，隨著溫度的增高，巖石的延性加大，屈服點(diǎn)降低，強(qiáng)度降低。 如圖所示即為三種不同巖石在圍壓為500MPa，溫度由25升高到800時(shí)應(yīng)力應(yīng)變特征。 玄武巖玄武巖 花崗巖花崗巖 白云巖白云巖 3)3)加載速率對巖石力學(xué)性質(zhì)的影響加載速率對巖石力學(xué)性質(zhì)的影響 加載速率愈大，彈

24、性模量愈大； 加荷速率愈小，彈性模量愈小。 加載速率越大，獲得的強(qiáng)度指標(biāo)值越高。 國際巖石力學(xué)學(xué)會（ISRM）建議： 加載速率為0.51MPa/秒，一般從開始試驗(yàn)直至試件破壞的時(shí)間為510分鐘。4)4)圍壓對巖石力學(xué)性質(zhì)的影響圍壓對巖石力學(xué)性質(zhì)的影響 由三軸壓縮試驗(yàn)可知： 巖石的脆性和塑性并非巖石固有的性質(zhì)，它與其受力狀態(tài)有關(guān)，隨著受力狀態(tài)的改變，其脆性和塑性是可以相互轉(zhuǎn)化的。 在三軸壓縮條件下，巖石的變形、強(qiáng)度和彈性極限都有顯著增大。 例如：歐洲阿爾卑斯山的山嶺隧道穿過很堅(jiān)硬的花崗巖，由于山勢陡峭，花崗巖處于很高的三維地應(yīng)力狀態(tài)下，表現(xiàn)出明顯的塑性變形。 5) 5)風(fēng)化對巖石力學(xué)性質(zhì)的影響風(fēng)化對巖石力學(xué)性質(zhì)的影響 降低巖體結(jié)構(gòu)面的粗糙程度,產(chǎn)生新的裂隙，破壞巖體的完整性。巖石結(jié)構(gòu)連結(jié)被削弱,堅(jiān)硬巖石變?yōu)榘雸?jiān)硬巖石、疏松土。 在化學(xué)風(fēng)化過程中，礦物成分發(fā)生變化，原生礦物經(jīng)受水解、水化、氧化等作用，逐漸為次生礦物，特別是產(chǎn)生粘土礦物（如蒙脫石、高嶺石等）。 成分結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的變化,導(dǎo)致抗水性降低、親水性增高（如膨脹性、崩解性、軟化性增強(qiáng)）；力學(xué)強(qiáng)度降低，壓縮性加大。巖石變形指標(biāo)及其確定巖石變形