Ⅰ 岩石的物理性質有哪些
(1)密度,指岩石的顆粒質量與所佔體積之比,一般常見岩石的密度為1400-3000kg/m3.(2)堆積密度.指包括空隙和水分在內岩石總質量與總體積之比,即單位體積岩石的質量.隨著密度的增加,岩石的強度和抵抗爆破作用的能力增強,破碎岩石和移動岩石所耗費的能量也增加.所以,在工程實踐中常用公式K=0.4+(y/2450)2(kg/m3)來估算標准拋擲爆破的單位用葯量值.(3)孔隙率.指岩土中孔隙體積（氣相,液相所佔體積）與岩土的總體積之比,也稱孔隙度.常見岩石的孔隙率一般在0.1%~30%之間.隨著孔隙率的增加,岩石中沖擊波和應力波的傳播速度降低.(4)岩石波阻抗.指岩石中縱波波速(c)與岩石密度(p)的乘積.岩石的這一性質與炸葯爆炸後傳給岩石的總能量及這一能量傳遞給岩石的效率有著直接關系.通常認為選用的炸葯波阻抗若與岩石波阻抗相匹配（接近一致）,則能取得較好的爆破效果.(5)岩石的風化程度.指岩石在地質內力和外力的作用下發生破環疏鬆的程度.一般來說隨著風化程度的增大,岩石的孔隙率和變形性增大,其強度和彈性性能降低.所以,同一種岩石常常由於風化程度的不同,其物理力學性質差異很大.
Ⅱ 岩體在地質和力學特徵方面與岩石相比有何主要區別
岩體定義：岩體是指一定地質歷史時期中形成的，由岩塊和結構面網路組成的，賦存在一定的天然地應力、地下水等地質環境中的地質體。
岩體與岩石主要的區別有：
（1）地質環境方面
岩體賦存於一定地質環境之中，地應力，地溫，地下水等因素對其物理力學性質有很大影響，而岩石試件只是為實驗室實驗而加工的岩塊，已完全脫離了原有的地質環境。
（2）力學特徵方面
岩體在自然狀態下經歷了漫長的地質作用過程，在內部的聯結力較弱的層理、片理和節理、斷層等切割下，形成了各種地質構造和軟弱面，如不整合，褶皺，斷層，節理，裂隙等等岩體是具有明顯的不連續性。使岩體結構的力學效應減弱和消失。使岩體強度遠遠低於岩石強度，岩體變形遠遠大於岩石本身，岩體的滲透性遠遠大於岩石的滲透性。
Ⅲ 岩體的物理性質和力學性質有哪些各自是如何定義的
岩體力學性質是指岩體在受力狀態下抵抗變形和破壞的能力。它包括變形性質和強度性質兩個方面。岩體的力學性質，是設計一切大型岩體工程的重要依據。
岩體變形性質的物理量主要是變形模量、彈性模量和泊松比等。具有彈性和非彈性性能的岩體在加荷時應力與應變的比值，稱為變形模量。岩體在彈性變形階段內，應力與應變的比值，稱為彈性模量或楊氏模量。
Ⅳ 岩石的力學性質包括哪些
①岩石的變形
岩石受力作用會產生變形，在彈性變形范圍內用彈性模量和泊桑(松)比兩個指標表示。彈性模量是應力與應變之比，以「帕斯卡」為單位，用符號Pa表示。相同受力條件下，岩石的彈性模量越大，變形越小。即彈性模量越大，岩石抵抗變形的能力越強。泊松比是橫向應變與縱向應變的比。泊桑(松)比越大，表示岩石受力作用後的橫向變形越大。
岩石並不是理想的彈性體，岩石變形特性的物理量也不是一個常數。通常所提供的彈性模量和泊桑(松)比，只是在一定條件下的平均值。
②岩石的強度
岩石的強度是岩石抵抗外力破壞的能力，也以「帕斯卡」為單位，用符號Pa表示。岩石受力作用破壞，表現為壓碎、拉斷和剪切等，故有抗壓強度、抗拉強度和抗剪強度等。
a.抗壓強度。抗壓強度是岩石在單向壓力作用下抵抗壓碎破壞的能力，是岩石最基本最常用的力學指標。在數值上等於岩石受壓達到破壞時的極限應力。抗壓強度主要與岩石的結構、構造、風化程度和含水情況等有關，也受岩石的礦物成分和生成條件的影響。
所以，岩石的抗壓強度相差很大，膠結不良的礫岩和軟弱頁岩小於20MPa，堅硬岩漿岩大於245MPa.
b.抗拉強度。抗拉強度是岩石抵抗拉伸破壞的能力，在數值上等於岩石單向拉伸破壞時的最大張應力。岩石的抗拉強度遠小於抗壓強度，故當岩層受到擠壓形成褶皺時，常在彎曲變形較大的部位受拉破壞，產生張性裂隙。
c.抗剪強度。抗剪強度是指岩石抵抗剪切破壞的能力，在數值上等於岩石受剪破壞時的極限剪應力。在一定壓應力下岩石剪斷時，剪破面上的最大剪應力，稱為抗剪斷強度，其值一般都比較高。抗剪強度是沿岩石裂隙或軟弱面等發生剪切滑動時的指標，其強度遠遠低於抗剪斷強度。
三項強度中，岩石的抗壓強度最高，抗剪強度居中，抗拉強度最小。抗剪強度約為抗壓強度的10%～40%，抗拉強度僅是抗壓強度的2%～16%.岩石越堅硬，其值相差越大，軟弱岩石的差別較小。岩石的抗壓強度和抗剪強度，是評價岩石(岩體)穩定性的主要指標，是對岩石(岩體)的穩定性進行定量分析的依據之一。
Ⅳ 岩石力學的物理基礎
岩石的物理力學性質，決定於岩石組成成分和結構構造條件。岩石是各種無機質天然元素組合成晶質或非晶質的各種固體礦物，形成由單一或復合礦物構成的岩石。組成岩石礦物的元素質點，為原子、離子或分子，但主要是離子質點。晶體是質點在空間作規律的幾何圖形排列。一組質點組成一個晶胞———即晶體的基本結構單元。相同質點組作周期性重復排列，形成晶格結構。晶格的結構單元在空間依一定的次序排列，使晶體的彈性、力學強度、電導率等物理力學性質，具向量特性，所以晶體是各向異性體。非晶體結構，其質點在空間排列沒有幾何上的規律性，也沒有對稱性和周期性，其物理力學性質與方向無關，故非晶體岩石為各向同性體。
岩石組成的各種礦物元素，聯結為能保持其形狀，並且有強度的固體物質，在於元素質點間的互作用力。質點間既有吸引力又有排斥力，使固體物質處於系統平衡狀態。在岩石受到應力作用時，在一定范圍內顯示彈性作用，超出一定范圍，既顯示彈性，又顯示非彈性表象的塑性作用。李四光先生在其所著《地質力學概論》中提出「不僅是地質力學基礎理論問題之一，而且對解決許多實際問題是具有重要意義的。……地質力學工作……必須和分子乃至原子間力場的研究密切地結合起來」。下面摘抄較長一段的敘述如下，「應力的作用不單獨影響到岩石內部的顆粒與顆粒之間，並且達到顆粒的內部和顆粒與顆粒之間的中間物質的內部，即組成它們的分子和原子的內部。那些分子和原子原來在空間按一定的規律排列，但在它們受到應力作用的影響以後，即使它們相對的位置不發生很大的變化，它們之間的力場一定會受到擾亂，彼此間總不免發生一定程度的相對位移。
根據一般的了解，如圖2.1所表現的那樣，組成物質的離子之間，既具有吸引性又具有排斥性。這種吸引性和排斥性是吸引能場和排斥能場相互作用的表現。在吸引力的位能和排斥力的位能對質點距離變化的一般規律性，可以由常數(rρ)－1表示出來的假定下，就可以把前述兩種位能的聯合作用φ(r)用下式表示出來:
反應力應變岩石力學在工程中應用
式中a、b兩個常數是與離子和離子之間鍵的連續性能有關，n經常大於m，因為當距離r增加的時候，排斥力的位能(b/rn)一定會比吸引力的位能(a/r)減少得更快，否則物質得不到平衡。按照慣例，吸引力的位能寫為負，排斥力的位能寫為正。
圖2.1 離子間吸引力、排斥力和位能與距離的關系
從上面表示聯合位能的方程式，就可以求得表示吸引力和排斥力聯合作用的方程式:
反應力應變岩石力學在工程中應用
圖2.1就是這兩個方程式的圖解。從這兩個圖解中可以清楚地看出，當φ(r)達到最小值的時候，F(r)=0，就是說，即在這個時候相互作用的力等於零，也就是達到了平衡。同時位能最小，鍵能最大。在這個時候，離子1與離子2之間的距離r的數值是r0。此後，如若離子2向右移動，它就會遇到更大的阻力，直到它達到r'的時候阻力最大，也就是聯合作用力達到最大值σm的時候。如若離子2再往右移，阻力便要減少，因此r達到r'的時候，就是物質達到了屈服點的時候。其他關於物質彈性應變在不超過一定程度時所引起的復原力如何取決於組成它的離子的位移，關於彈性模量如何決定於在吸引力和排斥力達到平衡之點，即r=r0，對F(r)曲線所作切線的方位等關系，都可以得到進一步的認識。同時，上述的分析，也可以幫助我們了解:當物質受到引張作用時，它呈現機械抗張性，當它受到擠壓作用時，它又轉過來所呈現機械抗壓性，是由於組成它的離子內部力場中發生了怎樣的變化而表現出來的。」
岩石的礦物顆粒，大多為離子晶體。離子可以是單個離子，也可由多個離子復雜的復合體而成。如岩鹽(NaCl)的離子為Na+與Cl－;方解石(CaCO3)的離子為Ca2+與CO2－3，CO2－3碳酸根為復合離子;硬石膏(CaSO4)中的SO2－4硫酸根亦為復合離子。復合離子中各原子的電子在周期運動中軌道重疊，形成共有化運動，即電子不再局限於某個原子，而在整個離子中運動。電子受自身原子核對它的作用，又受其他原子核對其形成的不可忽略的作用。共有化運動使離子鍵的能級增加。式(2.1)中a、b常數與離子間連續性鍵電子ee'———共有化運動的能級決定的。
礦物晶體的晶格結點上，正離子和負離子相間隔，結晶點除有規律分布，成為具有電力偶的分子，是具偶級性的中性分子。分子晶格接近時，正負電荷發生移動，相互極化而產生互作用。分子鍵是偶化電荷間相互作用力，吸引力非常微弱，不管距離大小，會很快的減少。這種互作用力叫范德華爾氏力。但分子晶格在受力發生機械變形時，例如在拉伸或壓縮時，能產生電極化的壓電現象。石英(SiO2)在0.102MPa的壓強下，在其上下面產生0.5V的電位差。在壓縮固結成岩過程，高壓產生的極化壓電現象，能量亦可觀，可產生較強的分子鍵聯接作用。
單原子晶體為中性，原子間聯接的作用力———原子鍵，是原子間電子共有的結果，是非極性聯接，它使原子間緊靠的程度大於離子鍵。金剛石屬於原子晶體，由於其中碳原子互相離得很近，所以金剛石具有特別高的硬度和強度。
結晶水對晶體內鍵的強度有很大的影響，岩石經過水化作用，若化合物中含結晶水，因水分子能分開晶格，鍵的強度就要大大的減弱。晶格中的水分子數越多，則其強度就越小。硬石膏(CaSO4)水化作用為石膏(CaSO4·2H2O)，因石膏中有結晶水，使其強度較硬石膏降低一半多。
多晶體岩石中的晶體是在相互共生的情況下形成，沒有規則外形，所以稱為晶粒。岩石晶體常直接接觸，或晶粒與膠結物顆粒直接相接觸，其互作用力，既有離子鍵，又有極化條件的分子鍵，離子鍵有時具有不可忽略的地位。接觸面原子質點距離r，可從晶體內原子間的距離，大到互作用力近於零的距離。接觸面上質點間的平均距離，大於晶體內離子質量間的平均距離，所以多晶體所形成的互作用力小於晶體內的互作用力。多晶體晶粒的聯接力，在很大程度上影響著多晶體彈性。多晶體通常是不服從直線虎克定理的。它的彈性系數也不是常量，受壓縮力時，彈性模量成正比增大;受拉伸力時，隨質點間距離增大，互作用力減小，彈性模量亦減小。則表明岩石質點連結的鍵能，是非均一不平衡的，且具軟化特性。這一現象說明，岩石中具軟化鍵的缺陷，離子間的互作用力，因受作用力的壓縮作用而獲得加強;經受反作用外力的拉伸作用，鍵的總位能減小，使互作用力降低。從微觀物理基礎的力學特點，說明正應力與反應力作用所反映的力學特性不同，僅從正應力應變研究宏觀岩石力學特性，不能涵蓋反應力應變的岩石力學特性。
組成岩石之礦物晶格元素間理論強度已可算出，但晶體的實際強度，由於結構中的某些缺陷，如非連續界面的隱形紋縫，有被減弱的鍵等而顯著降低。以石英為例，其理論的抗張斷裂強度為10200MPa，大約1μm的石英絲的抗拉強度亦近於10200MPa。但粗粒晶體的實際抗張斷裂強度為118.32MPa，降低為1/86的強度值。揭示微細顆粒組成的固體物質強度，比同種大顆粒組成的固體物質的強度高。岩鹽與鋅的晶體強度情況亦然，且出現更大差異:岩鹽的理論強度為2040MPa，實際強度僅為1/400的5.1MPa，鋅的比值強度更甚，其理論強度為3672MPa，實際強度為1/2000的1.836MPa。則說明固體物質的顆粒粗，存在缺陷多，越粗缺陷越多。
圖2.2 質點接觸面的坑窪示意圖
固體物體的脆性斷裂，有拉張斷裂、壓致張裂和剪切碎裂等三種類型，在顯微鏡下可以看到剪切錯位的微細結構現象，這種錯位有壓剪與張剪兩種形式，其抗剪強度亦顯現不同的差異。抗剪強度是指沿岩石中某一較弱結構面發生滑移的最小剪應力，原子質點間的結合界面，屬於質點間的弱面，在受到應力作用時，其界面力場受到擾動變化。由於受力情況的不同而發生不同性質與情況的位移。其所反映的力學強度亦有不同。質點間的界面，由於原子有效應力場勢的球形特徵，而成正弦曲線狀坑窪。壓剪時，剪力既要克服質點間的吸引力，用式(2.2)中的第一項a/r(m+1)求算，亦可用ee'/r2求算。式中ee'為原子間電荷靜電吸引能量。另外，還要克服從坑窪面抬升至突起高度的剪脹量，其情況如圖2.2所示。
f為剪切力，以p代表吸引力。f為r/2處至端部h高處的變數，在r/2路程內所有消耗的功等於f·(r/4)。這個功等於在滑移面垂直方向移動時所儲存的位能，這個位能等於(h/2)·p，依據此述，則f·(r/4)=(h/2)·p得f=(2h/r)·p。2h/r系數是正切摩擦角，其與原子力場勢的坑窪高度h成正比，因而與滑移界面的組成物質有關。滑移面上原子力場勢的坑窪高度，也會因所受應力狀態的不同而產生變異。如岩石受力後，沿滑移面產生塑變位移，經過卸載後再加荷，就產生屈服極限增大的硬化現象。這是由於沿滑移面上，質點受到外力的強制發生位移時，吸收了一定量的位能，卸載後位能又發生作用，使質點有些回復到原有位置，有些形成晶格的彎曲，增加了潛在坑窪高度，可由很小直至等於原子力場的半徑，所以，抗剪強度可由很小直到接近抗剪強度值。在古典摩擦理論中，庫倫方程為:
反應力應變岩石力學在工程中應用
式中的抗剪強度τ(MPa)與法向作用力σ成正比，摩擦系數tanφ是固定值。
但從前面的論述中，可以論證摩擦系數不是一個固定值。張剪時，其力的矢量相反，則滑移界面上，僅有質點間的相互吸引力，p不存在向截面作用的正向壓力，所以剪切時不會產生剪張能，即式(2.3)中σtanφ值，因σ為零，所以σtanφ為零。這樣的脆斷屬性，實屬拉升破裂范疇。但當張剪作用的張剪力的拉剪方向，與滑移界面的展布近一致，界面上質點的坑窪高度，部分突現於剪面上，形成部分咬合作用，依據克拉蓋里斯基的現代摩擦理論，分子—機械理論，摩擦是一混合過程，既要克服滑移面上質點間的吸引力，又要克服機械變形阻力，即
反應力應變岩石力學在工程中應用
式中:τj為克服滑動面Aj上的剪切強度;Ar為質點間吸引力p所作用的面積。
習慣採用:
的形式表示，因張剪時σtanφ=0，所以τ=c，c為咬合力，其大小由拉張抬升後在滑移面突出部分面積決定。從近於p·(2h/r)值到零。由於張剪時張剪力拉張方向一般大於滑移面方向，所以大面積的c值為零，僅在滑移面端部進入閉合區時，才會出現這一類似壓剪的狀況。從岩石組成物質的元素，原子等質點的力學場勢的互作用力入手，探討質點在受力作用產生形變時，壓與拉張作用所產生的差異，獲其在力學特性方面不同的結果。這是從微觀，甚至從涉及量子力學部分領域，著手研究岩石受力作用時，壓縮與拉張狀態的結果，其與宏觀范疇，存有成岩缺陷與構造損傷的岩石力學，有巨大差異，似無直接關聯，但它是宏觀岩石力學的物理基礎，利於正確解釋宏觀岩石力學中的問題。
Ⅵ 岩石的物理性質指標有哪些
岩石物理性質指岩石的力學、熱學、電學、聲學、放射學等特性參數和物理量。
岩石的物理性質包括：顏色、條痕、光澤、透明度、硬度、解理、斷口、脆性和延展性、彈性和撓性、相對密度、磁性、發光性、電性、其它性質。在力學特徵中包括滲流特性和機械特性。
Ⅶ 岩石的力學性質指標主要有哪些各自的含義及特徵如何
岩石的力學指標主要有抗壓強度、抗剪強度和彈性模量及變形模量等等。關於強度主要關注抗剪強度，岩石的抗剪強度和變形模量受到很多復雜因素影響，影響的規律也較復雜，一般受岩石的類型、完整性、風化程度及含水條件等諸多因素的控制;軟岩一般破碎、風化程度高，浸水狀態時，強度低，反之，則強度和模量都較大。
Ⅷ 岩石有哪些物理力學性質
岩石的物理性質
容重、含水量、堅固性、彈性、塑性、韌性、碎漲性、流變性、孔隙度、密度,容重 、滲透性、聲波速度（在岩石中的傳播速度)等等.
岩石力學性質：非限制壓縮強度，點荷載強度 ，三軸壓縮強度，拉伸強度，剪切強度，全應力—應變曲線及破壞後強度。
岩石是由一種或幾種礦物和天然玻璃組成的，具有穩定外形的固態集合體。由一種礦物組成的岩石稱作單礦岩，如大理岩由方解石組成，石英岩由石英組成等；由數種礦物組成的岩石稱作復礦岩，如花崗岩由石英、長石和雲母等礦物組成，輝長岩由基性斜長石和輝石組成等等。沒有一定外形的液體如石油、氣體如天然氣以及鬆散的沙、泥等，都不是岩石。
岩石是組成地殼的物質之一，是構成地球岩石圈的主要成分。其中，長石是地殼中最重要的造岩成分，比例達到60%，石英則是數量第二多的礦石。
岩石根據其成因、構造和化學成分分類，大多數岩石含有二氧化硅（SiO2），而74.3%的地殼成分都是後者。岩石中硅的含量是決定岩石屬性的重要因素之一。
岩石是人類早期工具的重要來源，在人類進化中具有重要意義。因此，人類的第一個文明時期被稱為石器時代。岩石一直是人類生活和生產的重要材料和工具。
Ⅸ 岩石有哪些物理力學性質參數
2.1岩石的物理性質
2.1.1 孔隙度（porosity）
：岩石試樣內的空隙體積； ：岩石試樣的總體積。
孔隙度與岩石力學性質有密切關系，一般來說空隙度大，岩石力學性質就差。
代表性結果
2.1.2 密度（density），容重 （weight density）
單位體積岩石的重量 kN/m3 水：9.8kN/m3
比重：岩石的密度和水的密度的比值。
岩石比重平均為2.7
代表性結果。
2.1.3 滲透性（permeability）
岩石滲透性對許多岩石工程有決定性意義，如對大壩、水庫、地下隧道（臨水、高地下水地區等）、石油、核廢料儲存、瓦斯突出等。
滲透性與岩石孔隙度、岩石中的裂隙和應力水平有很大關系。
達西定律（Darcy』s law）：
：在x方向的流量速率；（ ）
：流體壓力， = （ ）
：流體容重 （kN/m3）
：流體（滲透體）柱高度 (m)
：流體的粘度；（ ）
對於水，20℃時， =1.005×10-3 ； =9.80 kN/m3。
：垂直於 方向的橫截面積；（ ）
：滲透系數，與流體（滲透體）的性質無關，與岩石性質有關，單位為面積（ ）
達西定律的另一種形式（滲透體為20℃的水）
：滲透體高度（水頭高度），單位：m
：滲透系數，單位為速度（cm/s）
代表性 系數值 附表3
和 互換：
滲透性單位：1darcy=9.87×10-9cm2 ( )
1Darcy=10-3cm/s ( )
2.1.4 聲波速度（在岩石中的傳播速度）(Sonic Velocity in Rock )
用於了解岩石中的裂隙程度
：岩石沒有孔隙縱波速度
： 成份在岩石中的比例
各種礦物成份的縱波速度 附表4
典型岩石的縱波速度 附表5
（Index quality of rock）：表明岩體中裂隙程度。
%= ×100%
：所測岩石試樣中的聲波傳播速度（岩體中的聲波傳播速度）
%=(100-1.6×np)%
np：沒有裂隙的岩石孔隙度,即孔隙對 有影響，應從裂隙度中剔除其影響，綜合考慮。
岩石中的裂隙度分為5級:
第1級：無裂隙或非常輕微裂隙
第2級：較輕微裂隙
第3級：較嚴重裂隙
第4級：嚴重裂隙
第5級：非常嚴重裂隙
裂隙等級分類圖
由 %和孔隙度共同決定，因為 不但受裂隙影響，也受孔隙影響。
i還有一些，具體的可以參考《岩石力學》一書，上面講的很詳細。
Ⅹ 岩石的物理力學性質有哪些
1岩石的物理性質
容重、含水量、堅固性、彈性、塑性、韌性、碎漲性、流變性、孔隙度、密度，容重
、滲透性、聲波速度（在岩石中的傳播速度)等等。
2岩石力學性質
2.1非限制壓縮強度
2.2點荷載強度
2.3
三軸壓縮強度
2.4拉伸強度
2.5剪切強度
2.6全應力—應變曲線及破壞後強度