| 中文名称 | 岩石变形 | 外文名称 | deformation of rock |
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| 类 属 | 物理学科 | 原 因 | 外力或其他物理因素 |
通常是将岩块置于单轴压缩条件下进行试验,以获得它的变形性质。图1是粉砂岩的试验结果。用普通压力机,只能得到岩样破坏以前的应力-应变(或变形)关系曲线，用近年研制成的“刚性压力机”还可得到破坏后的资料。利用这些试验结果,可以研究岩样的应力-应变全过程，阐明破坏机理和变形特性。
天然岩体常处于三向应力状态，因此也常在室内用三轴试验来研究周围压力对岩石变形的影响。试验表明，在围压较低的情况下，岩石往往呈脆性破坏，变形较小。围压超过一定程度以后，岩石表现出塑性流动性质，变形较大。
一般岩块由于包含的裂隙少,在同样受力条件下,所得变形远较裂隙岩块的变形小。对于工程设计，一般应用野外岩体试验所得的变形参量。
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包括单向和三向条件下的变形曲线特性、弹性和塑性变形、流变（应力-应变-时间关系）和扩容。岩石流变主要包括蠕变和松弛。在应力不等时岩石的变形随时间不断增长的现象称为蠕变。在应变不变时岩石中的应力随时间减少的现象称为松弛。岩石扩容是指在偏应力作用下，当应力达到某一定值时岩石的体积随偏应力的增大而增大的现象。研究岩石变形在室内常用单轴或三轴压缩方法、流变试验和动力试验等，多数试验往往结合强度研究进行。为了测定岩石应力达到峰值后的应力与应变关系，必须应用伺服控制刚性压力机。野外试验有承压板法、水压法、钻孔膨胀计法和动力法等。根据室内外试验可获得应力与应变关系和应力-应变-时间关系以及相应的变形参数，如弹性模量、变形模量、泊松比、弹性抗力系数、流变常数等。
一般认为，在外力除去以后，岩石恢复到受力前的体积和形状的变形叫岩石的弹性变形，不能恢复的叫塑性变形(又称永久变形或残余变形)。岩石的总变形应视为弹性变形和塑性变形之和。试验表明，大多数岩石在加载过程中,应力-应变呈非线性关系，在卸载（即使是荷重很小的卸载）过程中，也会出现不可逆的塑性变形。
岩石的开挖
A.1土石方工程，工程量计算规则，第十一条第1款（第19页）：“......沟槽、基坑允许的超挖量并入岩石挖方工程量内。沟槽、基坑增加的深度、每边增加的宽度均为.....。” 我的疑问：1、岩石开挖，...
岩石分类
岩石总共分三类：岩浆岩，沉积岩，变质岩。 岩浆岩：侵入岩：花岗岩；喷出岩：安山岩，玄武岩，流纹岩 沉积岩：石灰岩，砾岩，砂岩，页岩 变质岩：片麻岩，大理岩，石英岩，板岩
关于岩石爆破
大连地区 花岗岩 放小炮爆破多少钱1立方米? 放大炮爆破多少钱1立方米? 岩石爆破都是按照岩石提及计算的，有关放小炮爆破多少钱？ 放大炮爆破多少钱1立方米?这个属于工程成本核算，与装药量，钻孔深度等参...
岩石的变形模量和弹性模量怎么统计？
可参考《水利水电工程地质勘察规范》附录“岩土物理力学性质参数取值”，参考其中的要求来做： 岩体的物理力学性质参数取值应符合下列规定： 1、对均质岩体的密度、单轴抗压强度、点荷载强度、波速等物理...
岩石怎样分类？
岩石怎样分类？粗分还是细分？我来回答你！岩石的种类 ① 火成岩 也称岩浆岩。来自地球内部的熔融物质，在不同地质条件下冷凝固结而成的岩石。当熔浆由火山通道喷溢出地表凝固形成的岩石，称喷出岩或...
可在室内和野外进行试验和监测。室内试验一般用单向压缩或三向压缩的方法进行。往往与岩石强度试验一起进行。野外试验有多种方法，如承压板法、水压法、 钻孔膨胀计法等。 各种方法的实质都是：在不同条件下,向岩石加载,然后测定相应的变形和变形随时间的变化,即可获得应力-应变关系或应力-应变-时间关系曲线以及相应的变形参量。无论在室内或野外，还可以用动力法，即通过测定地震波或声波在岩石中的传播速度来换算弹性常数。对于各向异性岩体和破碎岩体可用声波法探测其结构。
对于工程岩体，通常在建筑物地基、地下工程围岩以及边坡内埋置各类仪器，对岩石的变形进行长期观测和监控。对于地壳岩体可用遥感和大地测量的方法，研究其变形规律。
参考书目
陈宗基：地下巷道长期稳定性的力学问题，《岩石力学与工程学报》，Vol.1, No.1, 1982。 米勒主编，李世平等译：《岩石力学》，煤炭工业出版社，北京，1981。(L.Müller, ed., Rock Mechanics),Springer-Verlag,Wien,1974.)
岩石的变形
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松比，只是在一定条件下的平均值。
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。泊松比越大，表示岩石受力作用后的横向变形越大。
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。
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。
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。
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。
岩石变形除有时间效应外，湿度、温度等对岩石的变形也有影响。湿度的影响一方面表现在随含水量的增加,强度降低,变形加大，更重要的是某些含亲水性矿物的岩石遇水后会产生膨胀变形和膨胀压力，给工程带来危害。温度的影响主要表现在高温条件下，岩石可产生很大的塑性变形。此外，应力施加速率、载荷性质（如动载荷或静载荷）等也对岩石的变形有影响。
在应力作用下，岩石中的微观和宏观结构的滑移、位错、形变都遵循随时间而变化的规律，因此岩石是一种流变体。岩石流变主要包括两个内容，即蠕变和松弛。在恒定的应力作用下，岩石的变形随时间不断增长的现象称为蠕变。在恒定的应变条件下，岩石中的应力随时间而减少的现象称为松弛。在外力超过一定的强度（即长期强度）以后，岩体会丧失稳定性，因此工程上必须研究建筑物的长期稳定性。目前，国内外很重视对岩石的流变研究。
岩石扩容是指在偏应力作用下，当应力达到某一定值时，岩石的体积不但不缩小反而增大的一种力学现象。例如在地震前，震中附近地壳表面的岩体发生膨胀，就是一种扩容现象。另外,在膨胀岩中开挖地下工程时,围岩向内移动和产生破坏就是由于岩石的吸水膨胀和在偏应力作用下产生扩容的综合作用造成的。近年来，扩容已成为岩石力学研究的主要课题。
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。
现场岩体的变形主要受岩体中包含的各种地质界面即结构面的控制，另外岩体中的应力也对变形有重要影响。当岩体承载时，变形的大部分表现为结构面的闭合和沿结构面的滑动，坚硬岩块本身的变形仅占次要地位。因此岩体的应力－应变关系曲线也远较岩块复杂。据研究，在现场加载条件下，典型的岩体应力-变形曲线（即σ-W曲线）如图2所示。图中I线为应力和变形呈线性关系;Ⅱ线表明加载的前一阶段为裂隙闭合阶段，后一阶段可视为线性关系；Ⅲ线说明在压力作用下，岩体逐渐屈服；Ⅳ线与Ⅱ线相似；Ⅴ线与Ⅲ线相似；Ⅵ线表示在较小的应力作用下，岩体出现负变形，是其中封闭应力释放的结果。
岩体的卸载变形主要表现在开挖地下洞室时围岩的回弹和松动。在岩体中挖洞时，由于原来岩体的受力状态发生变化，巷道周围的岩体即围岩会产生回弹区（围岩应力释放所涉及的范围）和松动区（围岩松动所涉及的范围）。当其他条件相同时，地下工程的侧墙往往会形成塑性楔体，首先向内变形或破坏，进而危及整个围岩的稳定性。岩体在卸载作用下的变形规律目前仍研究得不够深透。对于地下工程，常在现场布置仪器观测围岩变形与时间的关系。
岩石单轴压缩变形试验有哪些方法？
岩石单轴压缩变形试验用于测定岩石试件在单轴压缩应力条件下的轴向及径向应变值，据此计算岩石的弹性模量和泊松比。
弹性模量是轴向应力与轴向应变之比；泊松比是在弹性模量相对应条件下的径向应变与轴向应变之比。
试验方法分为电阻应变仪法和干分表法。试件为直径50mm，高径比为2的圆柱体。
（1）电阻应变仪法
按规定选择、粘贴电阻应变片。按电阻应变仪操作说明书进行操作，反复预压2～3次，压力为岩石极限强度的15％，按规定的加载方法和荷载等级，以0.5～1.0MPa/s的速度逐级加载，井读取应变值，直至试件破坏。
（2）干分表法
千分表可直接安装在试件上测量纵横向变形，也可采用磁性表架，横向和纵向测表应安装在试件直径的对称轴上，试验同电阻应变仪法。
绘制应力与纵向应变及横向应变关系曲线，找出加荷最大值0.8倍和0.2倍的点作割线，割线斜率即为弹性模量：
岩石变形的阶段和影响岩石变形的因素
构成地壳的岩石是坚硬的，厚度和体积是巨大的，怎么会产生变形呢？首先，应该知道岩石变形的三个阶段：
一是弹性变形，岩石受外力（不超过弹性极限）发生变形，当外力去掉后变形立即消失，这种变形即为弹性变形。地震时所产生的弹性波（地震波）即属于这种性质，弹性变形在地壳岩石中不留任何痕迹，所以对研究地质构造来说，意义不大。
二是塑性变形，岩石受外力（超过弹性极限）发生变形，当外力消失后，不能恢复原来形状，而形成永久变形，并仍然保持其连续完整性，这样的变形称为塑性变形。在地壳中普遍地保留下了属于塑性变形的褶皱构造等重要地质现象。如在上中，沿着AA′方向，容易在压应力下形成褶皱。
三是断裂变形，岩石受外力达到或超过岩石的强度极限时，岩石内部的结合力遭到破坏，产生破裂面，失去了它的连续完整性，这种变形即为断裂变形。所谓岩石的强度极限，是指在常温常压下使岩石开始出现破裂时的应力值，也称破裂极限。地壳中广泛地存在各种断裂构造，即属于此种变形。
物理变化、化学变化、生物作用。1、物理变化：包括温度和压力两大因素，其原因包括地质构造、流水、空气、冰川、风沙、海浪等。地质构造导致岩石的破碎、固结、熔融、凝固、弯曲、抬升、沉降等，流水导致岩石的侵蚀变形，空气的温度变化导致岩石的破裂、冻胀，冰川对岩石有剥蚀、拔蚀、刨蚀等作用。
物理变化、化学变化、生物作用。
1、物理变化：包括温度和压力两大因素，其原因包括地质构造、流水、空气、冰川、风沙、海浪等等。地质构造导致岩石的破碎、固结、熔融、凝固、弯曲、抬升、沉降等等，流水导致岩石的侵蚀变形，空气的温度变化导致岩石的破裂、冻胀，冰川对岩石有剥蚀、拔蚀、刨蚀等作用，风沙的连续压强形成各种独特的风蚀地貌，海浪形成各种海蚀地貌；
2、化学变化：包括岩浆内部分化学反应、地表的喀斯特侵蚀、地层的固结变质、高应力区的区域变质作用、热液流经过的交代反应、泻湖内的蒸发成岩作用等等。在岩浆内部，各种矿物交换化学成分，重结晶成为新矿物；携带二氧化碳的流水对碳酸盐岩有强烈的溶蚀反应，并在低压处堆积，形成各种喀斯特地貌；含有有机质的地层在高温高压下，有机质碳化形成能源矿物；高应力的构造带内，矿物发生压溶反应，重结晶形成新矿物；热液侵入地表使矿物变质为新矿物，形成交代变质岩；泻湖内可溶离子交换成分形成新晶体析出形成化学岩等等；
3、生物作用：硅藻等深海微生物形成硅质软泥，日久沉积固结为硅质岩；造礁生物分泌碳酸钙形成礁灰岩；各种古生物遗体和遗迹形成化石；人类活动的影响等。
1 岩体的单轴和三轴压缩变形特征
（1）岩体应力－应变全过程曲线
①在加载过程,结构面压密与闭合,应力－应变曲线,呈上凹型
②中途卸载有弹性后效现象和不可恢复残余变形这是结构面闭合、滑移、错动造成的
③完全卸载,再加载形成形式上的“开环型”曲线,这也是弹性后效造成的
④峰值强度后,岩体开始破坏,应力下降较缓慢,仍有残余应力,这是岩体结构效应2岩体剪切变形特征
①在屈服点前,变形曲线与抗压变形相似,上凹型
②屈服点后,某个结构面或结构体首先剪坏,随之出现一次应力下降峰值前可能发现多次应力升降升降程度与结构面或结构体强度有关,岩体越破碎,应力降反而不明显
③当应力增加到一定应力水平时,岩体剪切变形已积累到一定程度,没剪破的部位以瞬间破坏方式出现,并伴有一次大的应力降
④随后产生稳定滑移 3岩体各向异性变形
试件模型：12mmX12mmX36mm的块体单元
x＝1表示贯通, x ＝0为完整试件, x为分离度①岩体力学性质具有各向异性,变形、破坏机制、强度特征不同②工程布置要考虑如何扬长避短,充分发挥岩体自身强度,维持工程稳定性
