Ⅰ 岩石的物理性质有哪些
(1)密度,指岩石的颗粒质量与所占体积之比,一般常见岩石的密度为1400-3000kg/m3.(2)堆积密度.指包括空隙和水分在内岩石总质量与总体积之比,即单位体积岩石的质量.随着密度的增加,岩石的强度和抵抗爆破作用的能力增强,破碎岩石和移动岩石所耗费的能量也增加.所以,在工程实践中常用公式K=0.4+(y/2450)2(kg/m3)来估算标准抛掷爆破的单位用药量值.(3)孔隙率.指岩土中孔隙体积（气相,液相所占体积）与岩土的总体积之比,也称孔隙度.常见岩石的孔隙率一般在0.1%~30%之间.随着孔隙率的增加,岩石中冲击波和应力波的传播速度降低.(4)岩石波阻抗.指岩石中纵波波速(c)与岩石密度(p)的乘积.岩石的这一性质与炸药爆炸后传给岩石的总能量及这一能量传递给岩石的效率有着直接关系.通常认为选用的炸药波阻抗若与岩石波阻抗相匹配（接近一致）,则能取得较好的爆破效果.(5)岩石的风化程度.指岩石在地质内力和外力的作用下发生破环疏松的程度.一般来说随着风化程度的增大,岩石的孔隙率和变形性增大,其强度和弹性性能降低.所以,同一种岩石常常由于风化程度的不同,其物理力学性质差异很大.
Ⅱ 岩体在地质和力学特征方面与岩石相比有何主要区别
岩体定义：岩体是指一定地质历史时期中形成的，由岩块和结构面网络组成的，赋存在一定的天然地应力、地下水等地质环境中的地质体。
岩体与岩石主要的区别有：
（1）地质环境方面
岩体赋存于一定地质环境之中，地应力，地温，地下水等因素对其物理力学性质有很大影响，而岩石试件只是为实验室实验而加工的岩块，已完全脱离了原有的地质环境。
（2）力学特征方面
岩体在自然状态下经历了漫长的地质作用过程，在内部的联结力较弱的层理、片理和节理、断层等切割下，形成了各种地质构造和软弱面，如不整合，褶皱，断层，节理，裂隙等等岩体是具有明显的不连续性。使岩体结构的力学效应减弱和消失。使岩体强度远远低于岩石强度，岩体变形远远大于岩石本身，岩体的渗透性远远大于岩石的渗透性。
Ⅲ 岩体的物理性质和力学性质有哪些各自是如何定义的
岩体力学性质是指岩体在受力状态下抵抗变形和破坏的能力。它包括变形性质和强度性质两个方面。岩体的力学性质，是设计一切大型岩体工程的重要依据。
岩体变形性质的物理量主要是变形模量、弹性模量和泊松比等。具有弹性和非弹性性能的岩体在加荷时应力与应变的比值，称为变形模量。岩体在弹性变形阶段内，应力与应变的比值，称为弹性模量或杨氏模量。
Ⅳ 岩石的力学性质包括哪些
①岩石的变形
岩石受力作用会产生变形，在弹性变形范围内用弹性模量和泊桑(松)比两个指标表示。弹性模量是应力与应变之比，以“帕斯卡”为单位，用符号Pa表示。相同受力条件下，岩石的弹性模量越大，变形越小。即弹性模量越大，岩石抵抗变形的能力越强。泊松比是横向应变与纵向应变的比。泊桑(松)比越大，表示岩石受力作用后的横向变形越大。
岩石并不是理想的弹性体，岩石变形特性的物理量也不是一个常数。通常所提供的弹性模量和泊桑(松)比，只是在一定条件下的平均值。
②岩石的强度
岩石的强度是岩石抵抗外力破坏的能力，也以“帕斯卡”为单位，用符号Pa表示。岩石受力作用破坏，表现为压碎、拉断和剪切等，故有抗压强度、抗拉强度和抗剪强度等。
a.抗压强度。抗压强度是岩石在单向压力作用下抵抗压碎破坏的能力，是岩石最基本最常用的力学指标。在数值上等于岩石受压达到破坏时的极限应力。抗压强度主要与岩石的结构、构造、风化程度和含水情况等有关，也受岩石的矿物成分和生成条件的影响。
所以，岩石的抗压强度相差很大，胶结不良的砾岩和软弱页岩小于20MPa，坚硬岩浆岩大于245MPa.
b.抗拉强度。抗拉强度是岩石抵抗拉伸破坏的能力，在数值上等于岩石单向拉伸破坏时的最大张应力。岩石的抗拉强度远小于抗压强度，故当岩层受到挤压形成褶皱时，常在弯曲变形较大的部位受拉破坏，产生张性裂隙。
c.抗剪强度。抗剪强度是指岩石抵抗剪切破坏的能力，在数值上等于岩石受剪破坏时的极限剪应力。在一定压应力下岩石剪断时，剪破面上的最大剪应力，称为抗剪断强度，其值一般都比较高。抗剪强度是沿岩石裂隙或软弱面等发生剪切滑动时的指标，其强度远远低于抗剪断强度。
三项强度中，岩石的抗压强度最高，抗剪强度居中，抗拉强度最小。抗剪强度约为抗压强度的10%～40%，抗拉强度仅是抗压强度的2%～16%.岩石越坚硬，其值相差越大，软弱岩石的差别较小。岩石的抗压强度和抗剪强度，是评价岩石(岩体)稳定性的主要指标，是对岩石(岩体)的稳定性进行定量分析的依据之一。
Ⅳ 岩石力学的物理基础
岩石的物理力学性质，决定于岩石组成成分和结构构造条件。岩石是各种无机质天然元素组合成晶质或非晶质的各种固体矿物，形成由单一或复合矿物构成的岩石。组成岩石矿物的元素质点，为原子、离子或分子，但主要是离子质点。晶体是质点在空间作规律的几何图形排列。一组质点组成一个晶胞———即晶体的基本结构单元。相同质点组作周期性重复排列，形成晶格结构。晶格的结构单元在空间依一定的次序排列，使晶体的弹性、力学强度、电导率等物理力学性质，具向量特性，所以晶体是各向异性体。非晶体结构，其质点在空间排列没有几何上的规律性，也没有对称性和周期性，其物理力学性质与方向无关，故非晶体岩石为各向同性体。
岩石组成的各种矿物元素，联结为能保持其形状，并且有强度的固体物质，在于元素质点间的互作用力。质点间既有吸引力又有排斥力，使固体物质处于系统平衡状态。在岩石受到应力作用时，在一定范围内显示弹性作用，超出一定范围，既显示弹性，又显示非弹性表象的塑性作用。李四光先生在其所着《地质力学概论》中提出“不仅是地质力学基础理论问题之一，而且对解决许多实际问题是具有重要意义的。……地质力学工作……必须和分子乃至原子间力场的研究密切地结合起来”。下面摘抄较长一段的叙述如下，“应力的作用不单独影响到岩石内部的颗粒与颗粒之间，并且达到颗粒的内部和颗粒与颗粒之间的中间物质的内部，即组成它们的分子和原子的内部。那些分子和原子原来在空间按一定的规律排列，但在它们受到应力作用的影响以后，即使它们相对的位置不发生很大的变化，它们之间的力场一定会受到扰乱，彼此间总不免发生一定程度的相对位移。
根据一般的了解，如图2.1所表现的那样，组成物质的离子之间，既具有吸引性又具有排斥性。这种吸引性和排斥性是吸引能场和排斥能场相互作用的表现。在吸引力的位能和排斥力的位能对质点距离变化的一般规律性，可以由常数(rρ)－1表示出来的假定下，就可以把前述两种位能的联合作用φ(r)用下式表示出来:
反应力应变岩石力学在工程中应用
式中a、b两个常数是与离子和离子之间键的连续性能有关，n经常大于m，因为当距离r增加的时候，排斥力的位能(b/rn)一定会比吸引力的位能(a/r)减少得更快，否则物质得不到平衡。按照惯例，吸引力的位能写为负，排斥力的位能写为正。
图2.1 离子间吸引力、排斥力和位能与距离的关系
从上面表示联合位能的方程式，就可以求得表示吸引力和排斥力联合作用的方程式:
反应力应变岩石力学在工程中应用
图2.1就是这两个方程式的图解。从这两个图解中可以清楚地看出，当φ(r)达到最小值的时候，F(r)=0，就是说，即在这个时候相互作用的力等于零，也就是达到了平衡。同时位能最小，键能最大。在这个时候，离子1与离子2之间的距离r的数值是r0。此后，如若离子2向右移动，它就会遇到更大的阻力，直到它达到r'的时候阻力最大，也就是联合作用力达到最大值σm的时候。如若离子2再往右移，阻力便要减少，因此r达到r'的时候，就是物质达到了屈服点的时候。其他关于物质弹性应变在不超过一定程度时所引起的复原力如何取决于组成它的离子的位移，关于弹性模量如何决定于在吸引力和排斥力达到平衡之点，即r=r0，对F(r)曲线所作切线的方位等关系，都可以得到进一步的认识。同时，上述的分析，也可以帮助我们了解:当物质受到引张作用时，它呈现机械抗张性，当它受到挤压作用时，它又转过来所呈现机械抗压性，是由于组成它的离子内部力场中发生了怎样的变化而表现出来的。”
岩石的矿物颗粒，大多为离子晶体。离子可以是单个离子，也可由多个离子复杂的复合体而成。如岩盐(NaCl)的离子为Na+与Cl－;方解石(CaCO3)的离子为Ca2+与CO2－3，CO2－3碳酸根为复合离子;硬石膏(CaSO4)中的SO2－4硫酸根亦为复合离子。复合离子中各原子的电子在周期运动中轨道重叠，形成共有化运动，即电子不再局限于某个原子，而在整个离子中运动。电子受自身原子核对它的作用，又受其他原子核对其形成的不可忽略的作用。共有化运动使离子键的能级增加。式(2.1)中a、b常数与离子间连续性键电子ee'———共有化运动的能级决定的。
矿物晶体的晶格结点上，正离子和负离子相间隔，结晶点除有规律分布，成为具有电力偶的分子，是具偶级性的中性分子。分子晶格接近时，正负电荷发生移动，相互极化而产生互作用。分子键是偶化电荷间相互作用力，吸引力非常微弱，不管距离大小，会很快的减少。这种互作用力叫范德华尔氏力。但分子晶格在受力发生机械变形时，例如在拉伸或压缩时，能产生电极化的压电现象。石英(SiO2)在0.102MPa的压强下，在其上下面产生0.5V的电位差。在压缩固结成岩过程，高压产生的极化压电现象，能量亦可观，可产生较强的分子键联接作用。
单原子晶体为中性，原子间联接的作用力———原子键，是原子间电子共有的结果，是非极性联接，它使原子间紧靠的程度大于离子键。金刚石属于原子晶体，由于其中碳原子互相离得很近，所以金刚石具有特别高的硬度和强度。
结晶水对晶体内键的强度有很大的影响，岩石经过水化作用，若化合物中含结晶水，因水分子能分开晶格，键的强度就要大大的减弱。晶格中的水分子数越多，则其强度就越小。硬石膏(CaSO4)水化作用为石膏(CaSO4·2H2O)，因石膏中有结晶水，使其强度较硬石膏降低一半多。
多晶体岩石中的晶体是在相互共生的情况下形成，没有规则外形，所以称为晶粒。岩石晶体常直接接触，或晶粒与胶结物颗粒直接相接触，其互作用力，既有离子键，又有极化条件的分子键，离子键有时具有不可忽略的地位。接触面原子质点距离r，可从晶体内原子间的距离，大到互作用力近于零的距离。接触面上质点间的平均距离，大于晶体内离子质量间的平均距离，所以多晶体所形成的互作用力小于晶体内的互作用力。多晶体晶粒的联接力，在很大程度上影响着多晶体弹性。多晶体通常是不服从直线虎克定理的。它的弹性系数也不是常量，受压缩力时，弹性模量成正比增大;受拉伸力时，随质点间距离增大，互作用力减小，弹性模量亦减小。则表明岩石质点连结的键能，是非均一不平衡的，且具软化特性。这一现象说明，岩石中具软化键的缺陷，离子间的互作用力，因受作用力的压缩作用而获得加强;经受反作用外力的拉伸作用，键的总位能减小，使互作用力降低。从微观物理基础的力学特点，说明正应力与反应力作用所反映的力学特性不同，仅从正应力应变研究宏观岩石力学特性，不能涵盖反应力应变的岩石力学特性。
组成岩石之矿物晶格元素间理论强度已可算出，但晶体的实际强度，由于结构中的某些缺陷，如非连续界面的隐形纹缝，有被减弱的键等而显着降低。以石英为例，其理论的抗张断裂强度为10200MPa，大约1μm的石英丝的抗拉强度亦近于10200MPa。但粗粒晶体的实际抗张断裂强度为118.32MPa，降低为1/86的强度值。揭示微细颗粒组成的固体物质强度，比同种大颗粒组成的固体物质的强度高。岩盐与锌的晶体强度情况亦然，且出现更大差异:岩盐的理论强度为2040MPa，实际强度仅为1/400的5.1MPa，锌的比值强度更甚，其理论强度为3672MPa，实际强度为1/2000的1.836MPa。则说明固体物质的颗粒粗，存在缺陷多，越粗缺陷越多。
图2.2 质点接触面的坑洼示意图
固体物体的脆性断裂，有拉张断裂、压致张裂和剪切碎裂等三种类型，在显微镜下可以看到剪切错位的微细结构现象，这种错位有压剪与张剪两种形式，其抗剪强度亦显现不同的差异。抗剪强度是指沿岩石中某一较弱结构面发生滑移的最小剪应力，原子质点间的结合界面，属于质点间的弱面，在受到应力作用时，其界面力场受到扰动变化。由于受力情况的不同而发生不同性质与情况的位移。其所反映的力学强度亦有不同。质点间的界面，由于原子有效应力场势的球形特征，而成正弦曲线状坑洼。压剪时，剪力既要克服质点间的吸引力，用式(2.2)中的第一项a/r(m+1)求算，亦可用ee'/r2求算。式中ee'为原子间电荷静电吸引能量。另外，还要克服从坑洼面抬升至突起高度的剪胀量，其情况如图2.2所示。
f为剪切力，以p代表吸引力。f为r/2处至端部h高处的变量，在r/2路程内所有消耗的功等于f·(r/4)。这个功等于在滑移面垂直方向移动时所储存的位能，这个位能等于(h/2)·p，依据此述，则f·(r/4)=(h/2)·p得f=(2h/r)·p。2h/r系数是正切摩擦角，其与原子力场势的坑洼高度h成正比，因而与滑移界面的组成物质有关。滑移面上原子力场势的坑洼高度，也会因所受应力状态的不同而产生变异。如岩石受力后，沿滑移面产生塑变位移，经过卸载后再加荷，就产生屈服极限增大的硬化现象。这是由于沿滑移面上，质点受到外力的强制发生位移时，吸收了一定量的位能，卸载后位能又发生作用，使质点有些回复到原有位置，有些形成晶格的弯曲，增加了潜在坑洼高度，可由很小直至等于原子力场的半径，所以，抗剪强度可由很小直到接近抗剪强度值。在古典摩擦理论中，库伦方程为:
反应力应变岩石力学在工程中应用
式中的抗剪强度τ(MPa)与法向作用力σ成正比，摩擦系数tanφ是固定值。
但从前面的论述中，可以论证摩擦系数不是一个固定值。张剪时，其力的矢量相反，则滑移界面上，仅有质点间的相互吸引力，p不存在向截面作用的正向压力，所以剪切时不会产生剪张能，即式(2.3)中σtanφ值，因σ为零，所以σtanφ为零。这样的脆断属性，实属拉升破裂范畴。但当张剪作用的张剪力的拉剪方向，与滑移界面的展布近一致，界面上质点的坑洼高度，部分突现于剪面上，形成部分咬合作用，依据克拉盖里斯基的现代摩擦理论，分子—机械理论，摩擦是一混合过程，既要克服滑移面上质点间的吸引力，又要克服机械变形阻力，即
反应力应变岩石力学在工程中应用
式中:τj为克服滑动面Aj上的剪切强度;Ar为质点间吸引力p所作用的面积。
习惯采用:
的形式表示，因张剪时σtanφ=0，所以τ=c，c为咬合力，其大小由拉张抬升后在滑移面突出部分面积决定。从近于p·(2h/r)值到零。由于张剪时张剪力拉张方向一般大于滑移面方向，所以大面积的c值为零，仅在滑移面端部进入闭合区时，才会出现这一类似压剪的状况。从岩石组成物质的元素，原子等质点的力学场势的互作用力入手，探讨质点在受力作用产生形变时，压与拉张作用所产生的差异，获其在力学特性方面不同的结果。这是从微观，甚至从涉及量子力学部分领域，着手研究岩石受力作用时，压缩与拉张状态的结果，其与宏观范畴，存有成岩缺陷与构造损伤的岩石力学，有巨大差异，似无直接关联，但它是宏观岩石力学的物理基础，利于正确解释宏观岩石力学中的问题。
Ⅵ 岩石的物理性质指标有哪些
岩石物理性质指岩石的力学、热学、电学、声学、放射学等特性参数和物理量。
岩石的物理性质包括：颜色、条痕、光泽、透明度、硬度、解理、断口、脆性和延展性、弹性和挠性、相对密度、磁性、发光性、电性、其它性质。在力学特征中包括渗流特性和机械特性。
Ⅶ 岩石的力学性质指标主要有哪些各自的含义及特征如何
岩石的力学指标主要有抗压强度、抗剪强度和弹性模量及变形模量等等。关于强度主要关注抗剪强度，岩石的抗剪强度和变形模量受到很多复杂因素影响，影响的规律也较复杂，一般受岩石的类型、完整性、风化程度及含水条件等诸多因素的控制;软岩一般破碎、风化程度高，浸水状态时，强度低，反之，则强度和模量都较大。
Ⅷ 岩石有哪些物理力学性质
岩石的物理性质
容重、含水量、坚固性、弹性、塑性、韧性、碎涨性、流变性、孔隙度、密度,容重 、渗透性、声波速度（在岩石中的传播速度)等等.
岩石力学性质：非限制压缩强度，点荷载强度 ，三轴压缩强度，拉伸强度，剪切强度，全应力—应变曲线及破坏后强度。
岩石是由一种或几种矿物和天然玻璃组成的，具有稳定外形的固态集合体。由一种矿物组成的岩石称作单矿岩，如大理岩由方解石组成，石英岩由石英组成等；由数种矿物组成的岩石称作复矿岩，如花岗岩由石英、长石和云母等矿物组成，辉长岩由基性斜长石和辉石组成等等。没有一定外形的液体如石油、气体如天然气以及松散的沙、泥等，都不是岩石。
岩石是组成地壳的物质之一，是构成地球岩石圈的主要成分。其中，长石是地壳中最重要的造岩成分，比例达到60%，石英则是数量第二多的矿石。
岩石根据其成因、构造和化学成分分类，大多数岩石含有二氧化硅（SiO2），而74.3%的地壳成分都是后者。岩石中硅的含量是决定岩石属性的重要因素之一。
岩石是人类早期工具的重要来源，在人类进化中具有重要意义。因此，人类的第一个文明时期被称为石器时代。岩石一直是人类生活和生产的重要材料和工具。
Ⅸ 岩石有哪些物理力学性质参数
2.1岩石的物理性质
2.1.1 孔隙度（porosity）
：岩石试样内的空隙体积； ：岩石试样的总体积。
孔隙度与岩石力学性质有密切关系，一般来说空隙度大，岩石力学性质就差。
代表性结果
2.1.2 密度（density），容重 （weight density）
单位体积岩石的重量 kN/m3 水：9.8kN/m3
比重：岩石的密度和水的密度的比值。
岩石比重平均为2.7
代表性结果。
2.1.3 渗透性（permeability）
岩石渗透性对许多岩石工程有决定性意义，如对大坝、水库、地下隧道（临水、高地下水地区等）、石油、核废料储存、瓦斯突出等。
渗透性与岩石孔隙度、岩石中的裂隙和应力水平有很大关系。
达西定律（Darcy’s law）：
：在x方向的流量速率；（ ）
：流体压力， = （ ）
：流体容重 （kN/m3）
：流体（渗透体）柱高度 (m)
：流体的粘度；（ ）
对于水，20℃时， =1.005×10-3 ； =9.80 kN/m3。
：垂直于 方向的横截面积；（ ）
：渗透系数，与流体（渗透体）的性质无关，与岩石性质有关，单位为面积（ ）
达西定律的另一种形式（渗透体为20℃的水）
：渗透体高度（水头高度），单位：m
：渗透系数，单位为速度（cm/s）
代表性 系数值 附表3
和 互换：
渗透性单位：1darcy=9.87×10-9cm2 ( )
1Darcy=10-3cm/s ( )
2.1.4 声波速度（在岩石中的传播速度）(Sonic Velocity in Rock )
用于了解岩石中的裂隙程度
：岩石没有孔隙纵波速度
： 成份在岩石中的比例
各种矿物成份的纵波速度 附表4
典型岩石的纵波速度 附表5
（Index quality of rock）：表明岩体中裂隙程度。
%= ×100%
：所测岩石试样中的声波传播速度（岩体中的声波传播速度）
%=(100-1.6×np)%
np：没有裂隙的岩石孔隙度,即孔隙对 有影响，应从裂隙度中剔除其影响，综合考虑。
岩石中的裂隙度分为5级:
第1级：无裂隙或非常轻微裂隙
第2级：较轻微裂隙
第3级：较严重裂隙
第4级：严重裂隙
第5级：非常严重裂隙
裂隙等级分类图
由 %和孔隙度共同决定，因为 不但受裂隙影响，也受孔隙影响。
i还有一些，具体的可以参考《岩石力学》一书，上面讲的很详细。
Ⅹ 岩石的物理力学性质有哪些
1岩石的物理性质
容重、含水量、坚固性、弹性、塑性、韧性、碎涨性、流变性、孔隙度、密度，容重
、渗透性、声波速度（在岩石中的传播速度)等等。
2岩石力学性质
2.1非限制压缩强度
2.2点荷载强度
2.3
三轴压缩强度
2.4拉伸强度
2.5剪切强度
2.6全应力—应变曲线及破坏后强度