实用文档之常见岩石的强度性质_岩石的强度特征

　　岩石物理力学性质 岩石在机械外力作用下呈现的力学特性。

　　岩石的物理性质是由岩石的组成结构所表现出来的性质。岩石的物理性质有很多，本节主要研究影响岩石破碎过程的物理性质，如粘结状态、孔隙度、密度、结构和构造等。

　　岩石的力学性质是在外载作用下才表现出来岩石抵抗变形和破坏的能力。如强度、硬度、弹性、脆性、塑性和研磨性等。

　　岩石的物理性质取决于它的物理成分。在形形色色的物理性质中我们研究那些直接或间接影响岩石破碎过程的物理性质，如矿物成分、结构和构造、孔隙度、密度等。

　　（一）岩石的组成与分类

　　 岩石是矿物的集合体。

　　矿物是具有一定成分和物理性质的无机物质。

　　根据其成因，岩石可分为三类：

　　1、岩浆岩 岩浆岩是内力地质作用的产物，由地壳深处的岩浆沿地壳裂隙上升冷凝而成。

　　 2、沉积岩 沉积岩是在地表条件下母岩(岩浆岩、变质或早先形成的沉积岩)风化剥蚀的产物，经搬运、沉积和硬结等成岩作用而形成的岩石。

　　 3、变质岩 变质岩是岩浆岩、沉积岩甚至是变质岩本身在地壳中受到高温、高压及活动性流体的影响而变质形成的岩石。

　　金属和非金属矿床一般赋存于岩浆岩和变质岩中，煤和石油等可燃性矿产通常与沉积岩共存。

　　岩石按粘结状态的分类

　　1. 坚固岩石：

　　 通常具有高硬度，岩石破碎后其矿物质点之间的分子连接力都不会恢复。坚固岩石分含石英和不含石英两类，前者硬度高，难以钻掘。通常在生产中会遇到无裂纹和裂隙性两种坚固岩石。在完整的坚固岩石中施工时，孔（井）壁稳定不必加固，而在强裂隙性岩石中穿过的孔（井）壁 必须加固。

　　2. 粘结性岩石

　　 粘结性岩石由粘土矿物或主要由粘土矿物粘结的碎屑岩细 粒组成，特征：

　　 ① 湿润条件下，被破坏之前可以有大的残余变形；

　　 ② 质点间的内聚力，随湿润不同可在很宽的范围内变化；

　　 ③ 在粘结状态被破坏后，可采取高压和增湿的办法使其内聚力得以恢复；

　　 ④ 某些粘结性岩石（粘土岩、白垩）在湿润状态下具有膨胀性，易造成孔（井）壁缩径或坍塌。

　　3. 松散性岩石

　　 松散性岩石由相互之间无粘结性的不同形状与尺寸的细粒（砂、砾石、卵石、漂砾等）聚集 而成。在这类岩石中钻掘的同时必须加固孔（井）壁，以防止坍塌。

　　4. 流动性岩石

　　 流动性岩石（流砂层）由含水的砂质粘土类岩石（细砂、亚砂土）组成。当砂粒之间存在着极细小的粘土颗粒时，这类岩石具有较强的流动性。如果位于上覆岩层形成的高水头压力 之下，则流砂会沿着钻孔上涌。因此在这类岩石中施工必须一边钻掘一边加固孔（井）壁。

　　硬度较高的矿物是组成岩浆岩的主要造岩矿物。其强度和硬度较高。

　　 硬度较低的矿物是组成沉积岩的主要造岩矿物。其强度和度较低。

　　造岩矿物中石英含量愈多，胶结物的强度愈大。

　　矿物颗粒愈细，岩石的强度愈大。

　　（二）岩石的结构

　　 岩石的结构是指组成岩石的矿物成分、粒度、形状和矿物颗粒之间的连接方式。

　　 岩石的结构反映岩石的微观组织特征，体现了岩石中矿物或碎屑的粒度、形状和表面性质。从钻探工程的角度看，岩石的结构反映着岩石的非均质性和孔隙性。

　　岩石结构说明岩石的微观组织特征。与矿物颗粒的大小、形状和表面特征有关，反映岩石的非均质性和孔隙性。

　　岩浆岩主要具有块状结构，其构造特征对钻掘破碎岩石没有显著影响。

　　沉积岩的成因广泛，故其结构也比较复杂。碎屑岩具有碎屑结构，按碎屑的大小可分为

　　砾状结构（碎屑直径＞2mm）

　　粗粒结构（碎屑直径1~2mm）

　　中砂结构（碎屑直径0.1~1m m）

　　粉砂结构（碎屑直径0.01~0.1mm）

　　（三）岩石的构造

　　岩石构造属于岩石的宏观组织特征。说明矿物颗粒间总的相互关系。

　　构造特征：层理、片理、裂隙。

　　裂隙性是岩石的重要物理特征之一。对岩石的强度、钻进的难易程度和孔壁的稳定性影响很大。