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1、爆破工程程地质（岩岩石工程程分类与与力学性性质）发布时间间：20010-01-22 10:39116 岩石石物理力力学性质质 pphyssicaal-mmechhaniicall prropeertyy 0ff roock岩石对物物理条件件及力作作用的反反应，包包括岩石石物理和和岩石力力学性质质。在力力学特性性中还包包括渗流流特性，机机械特性性(硬度度、弹性性、压缩缩及拉伸伸性、可可钻性、剪剪切性、塑塑性等)。117 岩石石物理性性质 pettropphyssicaal ppropperttiess off roock岩石物理理性质主主要有：岩石的的密度、岩岩石的空空隙性、岩岩石的波波阻抗、岩
2、岩石的风风化程度度等各种种特性参参数和物物理量。118 岩石石工程分分类 enggineeeriing claassiificcatiion of roccks从岩石工工程的角角度据岩岩石强度度、裂隙隙率、风风化程度度和其它它特征指指标将其其划分成成各种类类别赢等等级，如如完整岩岩石、新新鲜岩石石、风化化岩石、蚀蚀变岩石石、块状状岩体、层层状岩体体、软弱弱夹层等等。119 岩体体工程分分类法 ennginneerringg cllasssifiicattionn off roock masss把工程岩岩体质量量的好坏坏分成有有限和有有序类别别的方法法。作为为评价岩岩体工程程稳定性性，进行行工程
3、设设计和施施工管理理的基础础的工程程岩体分分类，一一般包含含三个方方面的工工作：11)依据据研究对对象确定定分类因因素，构构成分级级指标作作为分级级的判据据；2)合理选选择用分分级指标标组成的的分级模模型，得得到划分分档次的的标准；3)根根据工程程需要确确定分级级数目。分分类的结结果要经经过实践践检验。120 岩石石质量分分类 rocck mmasss cllasssifiicattionn依据岩石石材料的的物理性性质(非非均匀性性、各向向异性和和渗透性性)、机机械性质质或对采采掘作业业的阻力力(如可可爆性或或可挖性性)将岩岩石进行行分类的的方法。BBartton 19774年制制定的QQC(
4、品品质)系系统和BBienniawwskii 19973年年建立的的RMRR(岩石石质量测测定)系系统可建建议用于于爆破目目的的岩岩石质量量分类。121 岩体体RQDD指标 roock quaalitty ddesiignaatioon岩心中长长度等于于或大于于10ccm的岩岩心的累累计长度度占钻孔孔进尺总总长度的的百分比比。它反反映岩体体被各种种结构面面切割的的程度。RRQD值值规定用用直径为为54mmm金刚刚石钻头头、双层层岩心管管钻进获获得。此此指标为为美国迪迪尔(DD.V.Deeere)于19964年年首先提提出，并并用于岩岩体分级级，也称称岩石质质量指标标。122 岩体体RMRR指标
5、 roock masss rratiing sysstemm波兰人宾宾尼奥斯斯基(ZZ.T.Bieeniaawskki)于于1977319775年提提出的地地质力学学分级法法，并用用计分法法表示岩岩体质量量好坏。123 岩体体Q指标标 tthe Q-ssysttem of rocck sstreengtth19744年挪威威学者巴巴顿(NN.Baartoon)提提出岩体体质量指指标Q分分类法，由由RQDD、节理理组数(n)、节节理面粗粗糙度(k)、节节理蚀变变程度(a)、裂裂隙水影影响因素素(w)以及及地应力力影响因因素(SSRF)等6项项指标组组成Q值值计算式式，Q值值愈大，表表示岩体体质量
6、愈愈好。124 岩石石非连续续性 dissconntinnuitty oof rrockk指岩石内内的缺陷陷影响应应力和声声波传播播的性质质。岩石石的缺陷陷是指岩岩石的孔孔隙、节节理、裂裂隙和层层面等。岩岩石的非非连续性性对其物物理力学学性质及及渗透性性影响很很大。125 岩石石非均匀匀性 nonnhommogeeneiity of rocck指岩石成成分、结结构和构构造在各各不同方方向上的的不均匀匀分布。126 岩石石断裂韧韧性 fraactuure tugghneess of rocck指岩石抵抵抗裂纹纹扩展的的能力。在在平面裂裂纹应力力分析中中，裂纹纹面分为为三种基基本位移移模式(张开型
7、型、错动动型、撕撕开型)。张开开型裂纹纹最适合合于脆性性固体中中裂纹传传播。127 岩石石声学性性质 acoousttic proopennty of rocck受载岩石石由变形形到破坏坏过程中中声发射射波在岩岩石中传传播、衰衰减的特特性。根根据岩石石的声学学性质，可可以采用用声波法法及声发发射监测测技术探探测岩石石的动弹弹性参数数、岩体体的龟裂裂范围、裂裂隙深度度、岩体体破坏的的发展过过程，预预测岩体体失稳及及岩爆等等。128 岩石石声发射射 aacouustiic eemisssioon oof rrockk岩石在裂裂纹扩展展时以脉脉冲波形形式释放放应变能能的现象象。129 声能能强度 s
8、ooundd inntennsitty在考查点点上以特特定方向向，通常常与该方方向垂直直的单位位面积传传递的声声能平均均速率。130 孔隙隙类型 poore typpes沉积岩中中的孔隙隙，可分分原生与与次生两两类。前前者以粒粒间孔隙隙为主，取取决于骨骨架颗粒粒的粒度度、分选选、圆度度、球度度与填集集密度；后者多多由溶解解作用形形成，表表现为粒粒内孔隙隙、铸模模孔隙以以及收缩缩裂隙，构构造裂隙隙再溶解解的情况况也常见见。131 岩石石孔隙度度 pporoositty oof rrockk也称岩石石孔隙率率。通常常表述岩岩石孔隙隙度()为岩岩石总孔孔隙体积积吒与同同一岩石石外表体体积Vff之比，
9、即即：=VpVf可用小小数或百百分数表表示。砂砂岩孔隙隙度一般般为100一225。132 岩石石渗透性性 ppermmeabbiliity 0f rocck地下的重重力水存存在于岩岩石的孔孔隙和裂裂隙中，而而且这些些孔隙和和裂隙常常常是互互相连通通的，在在孔隙不不损害岩岩石构造造的情况况下，重重力水的的通过能能力称为为岩石渗渗透性，常常用渗透透系数表表示，量量纲为ccmss或md。133 岩石石吸水性性 wwateer aabsoorbaabillityy off roock指在一定定的试验验条件下下岩石吸吸入水分分的能力力。常以以自然吸吸水率或或饱和吸吸水率表表示。自自然吸水水率是岩岩石试样
10、样在大气气压作用用下吸入入的水分分的最大大质量与与试样烘烘干质量量之比。饱饱和吸水水率是岩岩石试样样在真空空或加压压状态下下吸入水水的最大大质量与与试样烘烘干质量量之比。134 流体体传导率率或渗透透性 hyddrauulicc coonduuctiivitty 00r ppermmeabbiliity流体在多多孔或缝缝隙物质质中传导导的度量量。流体体传导率率等于渗渗透系数数(k)和水利利梯度ddp的乘积积。Chhc=kkdp (DDarccys llaw)。其中中Chcc为传导导率或渗渗透率(单位为为mss)。135 岩体体扩容 diilattanccy oof rrockk maass岩石
11、在偏偏应力作作用下由由于内部部产生微微裂隙而而出现的的非弹性性体积应应变。136 凯塞塞效应 Kaaiseer eeffeect凯塞发现现材料在在单向拉拉伸或压压缩试验验时，当当应力达达到历史史上受过过的最大大应力时时会突然然产生明明显的声声发射现现象。137 劈裂裂试验 spplitt teest又称“巴巴西试验验”。用圆圆柱形岩岩样在直直径方向向上对称称施加沿沿纵轴向向均匀分分布的压压力使之之破坏，从从而测定定岩样强强度的一一种试验验方法。138 吕荣荣单位 Luugeoon uunitt岩体压水水试验时时，在llMPaa水压力力作用下下，每米米钻孔内内每分钟钟耗水11L时的的渗透性性称为
12、11吕荣。139 岩石石库仑一一莫尔强强度理论论 CCoullombb-Moohr strrenggth theeoryy off roock按照库仑仑一莫尔尔强度理理论，当当代表某某一应力力状态的的最大应应力圆与与强度曲曲线相切切时，岩岩石发生生剪切破破坏，破破裂面与与最大主主应力作作用面夹夹角a=45+/2，该该强度理理论没有有考虑中中间主应应力2的影响响。此强强度理论论广泛应应用于矿矿山工程程稳定性性分析。140 库仑仑一纳维维强度理理论 Couulommb-NNaviier strrenggth theeoryy库仑与纳纳维建立立的强度度理论。该该理论认认为：岩岩石破坏坏时，破破坏面上
13、上的剪应应力达到到极限值值，该极极限强度度不仅与与岩石抗抗剪能力力有关而而且与破破坏面上上的法向向应力有有关。141 岩石石动态力力学性质质 ddynaamicc prropeertyy off roock指岩石在在变动载载荷的作作用下，发发生变形形和破坏坏等的力力学特性性。常用用应变速速率来表表示载荷荷变化的的剧烈程程度。142 岩石石动态弹弹性模量量 ddynaamicc ellasttic modduluus oof rrockk岩石动态态力学性性质之一一。指岩岩石在动动载荷作作用下，显显示出的的弹性模模量。它它是岩石石重要的的力学性性质之一一。测定定岩石动动态弹性性模量通通常用共共振法
14、、声声脉冲法法和霍普普金森(Hoppkinnsonn)杆法法。143 岩石石本构方方程 connstiitueerltt eqquattionn off roock表征岩石石应力应应变之间间关系的的数学式式。亦称称物理方方程，是是反映岩岩石物理理力学性性质、表表征岩石石变形性性的最基基本的方方程式。由由于岩石石内存在在孔隙、微微裂隙和和受力状状态及试试验条件件的不同同，各种种岩石有有不同的的本构方方程。坚坚硬完整整的岩块块的本构构方程可可以用广广义胡克克定律来来表示。144 岩石石变形模模量 ddefoormaatioon mmoduuluss off roock指强度极极限范围围内的岩岩石应
15、力力应变之之比。是是岩石物物理力学学性质之之一。145 岩石石残余强强度 rresiiduaal sstreengtth oof rrockk指岩石试试件在单单轴或三三轴抗压压、抗剪剪试验中中发生宏宏观破坏坏后的最最小抵抗抗应力。是是岩石物物理力学学性质之之一。146 岩石石泊松比比 PPoisssonnsraatioo off roock指岩石单单向受压压时，横横向膨胀胀应变2、3与沿作作用力方方向产生生的纵向向应变1之比。是是岩石物物理力学学性质之之一。147 岩石石的波阻阻抗 imppedaancee off roock岩石中的的纵波速速度与岩岩石密度度的乘积积。它表表明应力力波在岩岩体
16、中传传播时，运运动着的的岩石质质点产生生单位速速度所需需的扰动动力。它它反映了了岩石对对动量传传递的抵抵抗能力力。波阻阻抗大的的岩石往往往比较较难以爆爆破。148 岩石石强度 sttrenngthh off roock，rresiistaabillityy off roock岩石的强强度是表表示岩石石在外力力作用下下发生破破坏前所所能承受受的最大大应力，有有抗压强强度(ccomppresssioon sstreengtth)和和抗拉强强度(ttenssilee sttrenngthh)等。149 岩石石动态强强度 dynnamiic sstreengtth 00f rrockk指岩石在在动载荷
17、荷作用下下显示出出的岩石石强度。150 岩石石抗压强强度 commpreessiive strrenggth of rocck指岩石承承受压应应力时抵抵抗破坏坏的能力力，单位位为MPPa。151 岩石石坚固性性 ffirmmnesss oof rrockk指在采矿矿工程中中岩石难难于或易易于破碎碎或维护护的性质质。人们们在采矿矿实践中中认识到到有的岩岩石容易易破碎，有有的则难难；有的的易于维维护，有有的则容容易冒落落，于是是产生岩岩石坚固固性的概概念。152 岩石石流变性性 rrheoologgicaal bbehaavioour of rocck岩石物理理力学性性质之一一。指岩岩石的应应力及
18、应应变随时时间而变变化的性性质。岩岩石的流流变包括括变和松松弛。蠕蠕变是当当应力为为一定值值时，应应变随时时间而增增长的性性质；松松弛则是是应变为为定值时时，应力力随时间间而减小小的性质质。153 岩石石流变强强度 rheeoloogiccal strrenggth of rocck指岩石在在应力长长期作用用下的强强度。154 岩石石热胀性性 hheatt exxpannsibbiliity of rocck指岩石受受热膨胀胀的性质质。岩石石是由矿矿物颗粒粒组成的的，绝大大多数岩岩石都呈呈结晶状状态。而而结晶空空间格子子的微粒粒是不断断在其平平衡位置置附近振振动的，当当温度升升高时，其其微粒间
19、间平衡位位置的距距离增大大，因而而产生岩岩石的热热膨胀，其其结果，长长度或体体积增大大。155 岩石石弹塑性性 eelassticc-pllastticiity of rocck指岩石的的一种变变形特性性。这一一特性常常与受力力状态和和所处的的环境有有关。岩岩石受载载后，应应变相应应地增长长，可获获得岩石石的应力力一应变变曲线。如如果对岩岩石加载载到一定定值时卸卸载，卸卸载曲线线不沿加加载曲线线返回原原点。实实际上，这这类岩石石的卸载载曲线表表示弹性性变形和和一部分分不可恢恢复的残残余变形形。156 岩石石弹性模模量 elaastiic mmoduuluss off roock指岩石在在弹性范
20、范围内应应力与应应变之比比。157 岩石石三轴压压缩强度度 ttriaaxiaal ccomppresssivve sstreengtth oof rrockk指岩石试试件在三三向压应应力作用用下所能能抵抗的的最大轴轴向应力力。有两两种方式式产生三三向压缩缩应力(1、2、3)；一一是使应应力123，这样样的试验验称为真真三轴压压缩试验验；另一一种是使使应力12=3，这是是广为采采用的岩岩石普通通三轴压压缩试验验方法。158 岩石石强度测测试方法法 mmethhod forr roock strrenggth meaasurringg测定岩石石物理力力学性质质的试验验方法。通通常在现现场取回回岩
21、心或或岩块，按按照有关关标准，在在室内加加工成规规则试件件，借助助适当的的加载设设备在规规定的加加载速率率下测定定试件破破坏时某某截面上上的极限限应力。以以同种岩岩石的一一组试件件的平均均强度作作为该种种岩石的的强度。159 岩石石强度尺尺寸效应应 ssizee efffecct oof rrockk sttrenngthh在同等的的试验条条件下，岩岩石的单单向抗压压强度随随岩石试试样尺寸寸的增大大而减小小的现象象。160 岩石石强度弱弱化系数数weaakneess facctorr off roock strrenggth饱水状态态下岩石石的抗压压强度与与干燥状状态下的的抗压强强度之比比。1
22、61 硬度度试验 haardnnesss teest测定物料料对压、刮刮、剥阻阻力大小小的试验验方法。岩岩石的硬硬度取决决于岩石石中矿物物组成的的费型、含含量及矿矿物颗粒粒之间的的结合力力。162 普氏氏岩石硬硬度指数数 PProttodyyakoonovv cooeffficiientt off roock strrenggth前苏联普普罗托季季雅科诺诺夫200世纪330年代代提出普普氏分级级法。这这一方法法主要采采用的分分级指标标为f=Rc10，式式中Rcc为岩块块单轴抗抗压强度度MPaa。用，值值把岩石石分成220个级级别。163 岩石石硬度 haardnnesss off roock岩
23、石抵抗抗工具侵侵入其表表面的能能力指标标。它是是影响机机械方法法破碎岩岩石效果果的基本本量值。按按测量方方法不同同，主要要有刻划划硬度、压压入硬度度和回弹弹硬度三三种。164 洛氏氏硬度 Roockwwelll haardnnesss用洛氏硬硬度试验验机测得得表示材材料硬度度的一种种标准，由由SPPRoockwwelll提出，用用符号HHR表示示。应用用压人法法测定。165 布氏氏硬度数数 BBrinnelll nuumbeer表示材料料硬度的的一种标标准。由由瑞典人人布林南南尔(JJA Briinelll)首首先提出出。用压压入法将将压力施施加于淬淬火的钢钢球(如如直径为为10mmm的球球)
24、上，使使其压向向所测试试的材料料样品的的表面而而产生凹凹痕。用用测得的的球形凹凹痕单位位面积上上的压力力来表示示材料的的硬度。单单位为11kgffmmm2。166 维氏氏硬度 Viickeer hharddnesss材料硬度度的一种种表示方方法。以以测量金金刚石四四棱锥体体在试件件上产生生的压痕痕的对角角线值表表示。符符号是HHV。例例如，HHV300表示试试验载荷荷为3000N时时的维氏氏硬度。167 回弹弹硬度 reebouund harrdneess工具冲击击岩石表表面，当当岩石表表面的弹弹性变形形恢复时时，工具具将被弹弹出。以以这种回回弹能力力来度量量岩石的的硬度便便是回弹弹硬度。这这
25、种硬度度与岩石石的弹性性模量有有较好的的相关性性。常用用的有肖肖氏硬度度和回弹弹锤硬度度。168 肖氏氏硬度标标度 Shoore harrdneess scaale英国科学学家肖(AFFShhoree)首先先提出，将将嵌有金金刚石端端头的撞撞销，从从一定高高度坠落落到材料料表面，以以回弹高高度作为为硬度的的指标，若若弹回到到原坠落落的高度度，则肖肖氏硬度度标值为为1400。岩石的肖肖氏硬度度大致范范围为石石英岩883995，花花岗石771990，石石灰岩117776，砂砂岩344666，泥灰灰岩100277。169 岩石石力学模模拟方法法 aanallog metthodd foor rroc
26、kk meechaaniccs根据相似似原理，运运用矿山山岩石力力学的理理论与法法则，在在模型上上研究岩岩体在各各种不同同受力状状态下产产生变形形和破坏坏规律的的方法。岩岩石力学学模拟方方法，包包括数学学模拟和和物理模模拟。170 岩石石力学物物理模拟拟 pphyssicaal aanallog。ffor rocck mmechhaniics矿山岩石石力学研研究中的的物理模模拟，包包括相似似材料模模拟、光光测弹性性材料模模拟、底底摩擦模模拟及离离心模拟拟。171 岩石石线应变变强度理理论 linnearr sttraiin sstreengtth ttheoory of rocck关于岩石石在
27、外载载荷作用用下，当当某截面面上的拉拉伸应变变达到极极限时，岩岩石即发发生拉伸伸破坏的的论述。岩岩石线应应变强度度理论又又称为岩岩石最大大拉应变变强度理理论。在在岩体稳稳定分析析中广为为应用。172 岩体体地质结结构分析析 ggeollogiicall sttruccturre aanallysiis oof rrockk maass研究岩体体的地质质构造结结构面和和被结构构面切割割而成的的结构体体的形状状、大小小及其相相互组合合形式，并并分析其其在矿山山工程应应力作用用下的稳稳定性等等整个工工作的总总称。它它是评价价岩体稳稳定性的的基础工工作。173 岩体体力学 meechaaniccs o
28、of rrockk maass把岩体视视为工程程的组成成部分，研研究岩体体中所发发生的力力学现象象与力学学过程。用用以指导导岩体工工程设计计与施工工。174 岩体体应力 sttresss iin rrockk maass岩体自重重、地质质构造和和开挖影影响下，存存在于岩岩体内部部单位面面积上的的内力。未未被开挖挖所扰动动的岩体体应力称称岩体原原始应力力，开挖挖扰动后后岩体应应力的变变化称为为二次应应力。175 岩体体原始应应力 oriiginnal strresss inn roock masss指地壳中中未被开开挖的岩岩体坑硐硐工程或或岩体坑坑硐工程程影响区区之外的的岩体中中的三维维应力状状
29、态。176 岩体体二次应应力 indduceed sstreess in rocck mmasss岩体开挖挖后原始始应力大大小和方方向发生生变化的的应力。在在岩体中中开挖坑坑硐后，打打破了岩岩体原始始应力的的平衡状状态，在在坑硐附附近一定定范围的的岩体中中发生应应力重新新分布，形形成二次次应力场场，岩体体二次应应力分布布，与岩岩体原始始应力的的主应力力方向、大大小和坑坑硐的几几何形状状及岩体体结构有有关。177 岩体体工程边边界元法法 bbounndarry eelemmentt meethood ffor rocck eengiineeerinng在岩体结结构的边边界上划划分单元元求解边边值
30、问题题的一种种数值分分析方法法。178 岩体体工程光光弹模拟拟 pphottoellasttic moddel of rocck eengiineeerinng用光学灵灵敏材料料制成的的模型置置于偏振振光场中中模拟岩岩体工程程结构应应力分布布和应力力大小的的研究方方法。179 岩体体工程离离散元法法 ddisttincct eelemmentt meethood ffor rocck eengiineeerinng以分离的的岩块为为单元，依依牛顿第第二定律律，以块块体动力力平衡分分析法求求解岩体体结构中中各岩块块每一瞬瞬间的加加速度、速速度和位位移，并并由计算算机作图图记述结结构中岩岩块的分分
31、布状态态。180 岩体体工程有有限元法法 ffiniite eleemennt mmethhod forr roock enggineeeriing依据变分分原理求求解边值值问题的的一种离离散化数数值方法法。有限限元法把把研究的的对象划划分为有有限数量量的子域域，称作作单元。单单元之间间由节点点连接，由由节点传传力。各各单元可可以有不不同的形形状、尺尺寸、材材料性质质和不同同的受力力变形规规律。整整个结构构是许多多单元的的集合体体。181 岩体体工程位位移反分分析法 diispllaceemennt bbackk annalyysiss foor rrockk ennginneerringg用
32、开挖过过程中实实测的围围岩位移移推算围围岩的力力学参数数或岩体体中的原原始应力力场的方方法。在在分析开开挖体稳稳定性问问题时，位位移和变变形通常常是作为为待求量量出现的的，因此此，测位位移、求求参数的的分析称称为反分分析。182 岩体体温度应应力 temmperratuure strresss inn roock masss岩体随地地壳中温温度变化化发生热热胀冷缩缩而产生生的应力力。昼夜夜、季节节的温度度变化和和岩浆活活动是在在岩体中中产生温温度应力力的天然然原因。地地下核爆爆炸可使使岩体中中产生较较高的温温度应力力，一般般的工程程开挖在在岩体中中产生的的温度应应力不大大，影响响范围很很小。1
33、83 岩体体关键块块分析 keey bblocck aanallysiis oof rrockk maass指识别岩岩体中的的关键块块的工作作。关键键块是节节理岩体体或块状状岩体中中对岩体体的稳定定性起关关键作用用的块体体。它们们易于滑滑塌，而而一旦滑滑塌则将将能引起起后续块块体的连连锁滑塌塌。石根根华提出出了关键键块的概概念和一一套识别别关键块块的方法法，此理理论的核核心内容容在于识识别所谓谓的可移移块体。184 岩体体离心模模型 cenntriifuggal moddel of rocck mmasss将按一定定几何比比，用原原型岩石石、相似似材料或或光弹材材料制成成的模型型，放人人离心机
34、机回转盒盒中，以以均匀旋旋转时的的离心力力场来模模拟岩体体工程结结构受力力边界条条件，使使之保证证重力相相似的研研究方法法。185 岩体体工程相相似材料料模拟 siimullatiing matteriial moddeliing of rocck eengiineeerinng岩石力学学模拟方方法之一一。岩体体工程相相似材料料模拟实实验的理理论基础础是相似似原理；若两个个系统相相似，则则表征该该两系统统的对应应物理量量成一定定比例关关系，表表述各对对应物理理量之关关系的数数学表达达式也相相同。在在工程岩岩石力学学模拟研研究中，相相似条件件应包括括几何相相似、运运动相似似和动力力相似。186 裂纹纹扩展 crrackk grrowtth当固体中中应力达达到某一一临界值值时，裂裂纹尖端端或其邻邻域开始始发生裂裂纹的现现象。187 格里里菲斯强强度理论论 GGrifffitthS sstreengtth ttheoory格里菲斯斯考虑裂裂纹随机机排列的的岩石中中，最不不利方向向上的裂裂缝周边边应力最最大处，首首先达到到张裂状状态而建建立的岩岩石破裂裂理论。188 修正正的格里里菲斯理理论 moddifiied GriiffiithS ttheoory考虑到压压应力场场中，裂裂缝闭合合影响其其尖端的的应力集集中，对对格里菲菲斯强度度进行修修正的理理论。