第四章岩石力学性质1.ppt

第四章第四章岩石的物理力学性质岩石的物理力学性质及其碎岩的关系及其碎岩的关系 钻探工程就是在地壳内钻探工程就是在地壳内的岩石中破碎岩石的岩石中破碎岩石 钻出各种直径、深度不钻出各种直径、深度不同的钻孔同的钻孔 第一节第一节 岩石的物理性质岩石的物理性质一、岩石的矿物成分一、岩石的矿物成分 组成岩石的造岩矿物在自然组成岩石的造岩矿物在自然界有数十种界有数十种 矿物的解理和劈理发育程矿物的解理和劈理发育程度及方向、矿物的硬度、晶体结构度及方向、矿物的硬度、晶体结构等特征，一定程度上决定着岩石抵等特征，一定程度上决定着岩石抵抗外力的能力抗外力的能力二、岩石的结构二、岩石的结构 岩石的结构是指组成岩石岩石的结构是指组成岩石的矿物成分、粒度、形状和矿的矿物成分、粒度、形状和矿物颗粒之间的连接方式物颗粒之间的连接方式 从胶结物成分看，以硅质从胶结物成分看，以硅质成分为最坚硬，铁质称为次之，成分为最坚硬，铁质称为次之，钙质和泥质成分为最差钙质和泥质成分为最差三、岩石的构造裂隙性及其各导向性三、岩石的构造裂隙性及其各导向性 岩石的构造属于岩石组织的宏观岩石的构造属于岩石组织的宏观 特征。

特征 垂直于岩石层理的抗压强度大，垂直于岩石层理的抗压强度大， 平行于层理面的抗压强度小平行于层理面的抗压强度小 破裂性也是岩石的重要物理性质破裂性也是岩石的重要物理性质 之一 沉沉积积岩岩的的层层理理类类型型成分相同颗粒大小成分相同颗粒大小成分相同颗粒大小成分相同颗粒大小在垂直方向上在垂直方向上在垂直方向上在垂直方向上呈规律性变化呈规律性变化呈规律性变化呈规律性变化不同矿物成分不同矿物成分不同矿物成分不同矿物成分的相互交替的相互交替的相互交替的相互交替颗粒按一定颗粒按一定颗粒按一定颗粒按一定方向排列方向排列方向排列方向排列 某种颗粒某种颗粒某种颗粒某种颗粒呈规律分布呈规律分布呈规律分布呈规律分布 第二节第二节 岩石的力学性质岩石的力学性质 与机械方式破碎岩石有关的岩与机械方式破碎岩石有关的岩石力学性质主要有岩石的强度、硬石力学性质主要有岩石的强度、硬度、弹性、脆性和塑性以及岩石的度、弹性、脆性和塑性以及岩石的研磨性一、岩石的强度一、岩石的强度1、概念、概念 岩石的强度一般理解为固体抵抗机械岩石的强度一般理解为固体抵抗机械破坏的能力。

破坏的能力2 2、岩石去的测定、岩石去的测定（（1 1）单周抗压强度）单周抗压强度 δδb b=P/S=P/S（（2 2）抗剪强度）抗剪强度（（3 3）岩石强度与钻进破碎岩石的关系）岩石强度与钻进破碎岩石的关系二、岩石的硬度二、岩石的硬度1 1、概念、概念 岩石的硬度通常被认为是岩石表面对工岩石的硬度通常被认为是岩石表面对工具压入时的反抗性具压入时的反抗性 硬度与抗压强度有联系，但又有很大区别硬度与抗压强度有联系，但又有很大区别 岩石的硬度与外载作用性质有关岩石的硬度与外载作用性质有关2 2、影响岩石硬度的因素、影响岩石硬度的因素 影响岩石硬度的因素和影响岩石的强度的因影响岩石硬度的因素和影响岩石的强度的因素相似，有造岩矿物的成分、颗粒度、胶结物的素相似，有造岩矿物的成分、颗粒度、胶结物的性质、孔隙度、层理和各种强度和各种结构上的性质、孔隙度、层理和各种强度和各种结构上的缺陷等3 3、岩石硬度的测量、岩石硬度的测量 （（1）压入硬度）压入硬度 （（2）摆球硬度）摆球硬度三、岩石的弹性、塑性和脆性三、岩石的弹性、塑性和脆性 弹性、塑性和脆性是物体受弹性、塑性和脆性是物体受外力作用后，对变形的不同表外力作用后，对变形的不同表现。

弹性是固体在卸去所加之现弹性是固体在卸去所加之载荷后，恢复原来状态的性能载荷后，恢复原来状态的性能四、岩石的研磨性四、岩石的研磨性 在用机械方法破碎岩石的过在用机械方法破碎岩石的过程中，钻头上的切削具（硬质程中，钻头上的切削具（硬质合金、金刚石牙轮等）或钻头合金、金刚石牙轮等）或钻头体本身及其磨粒（钻粒）将与体本身及其磨粒（钻粒）将与岩石产生连续的或歇的接触和岩石产生连续的或歇的接触和摩擦第三节第三节 岩石的可钻性及其分类岩石的可钻性及其分类一、岩石的可钻性及其影响因素一、岩石的可钻性及其影响因素 岩石可钻性可理解为钻性过程中岩石抵岩石可钻性可理解为钻性过程中岩石抵抗破碎的程度，亦即表示岩石破碎的难易抗破碎的程度，亦即表示岩石破碎的难易程度二、岩石可钻性分级二、岩石可钻性分级 岩石可钻性及其分级、在实际钻探生产岩石可钻性及其分级、在实际钻探生产施工中是非常重要的施工中是非常重要的 岩石可钻性的表示方法，目前也不统一岩石可钻性的表示方法，目前也不统一修改 谢谢谢谢 谢谢谢谢。