巖石力學(xué)的研究方法主要是:科學(xué)實(shí)驗(yàn)和理論分析??茖W(xué)實(shí)驗(yàn)包括室內(nèi)試驗(yàn)、野外試驗(yàn)和原型觀測(監(jiān)控)。室內(nèi)試驗(yàn)一般分為巖塊(或稱巖石材料,即不包括明顯不連續(xù)面的巖石單元)試驗(yàn)和模型試驗(yàn)(主要是地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)和大工程模擬試驗(yàn))。野外試驗(yàn)和原型觀測是在天然條件下,研究包括有不連續(xù)面的巖體的性狀,是巖石力學(xué)研究的重要手段,也是理論研究的主要依據(jù)。理論分析是對(duì)巖石的變形、強(qiáng)度、破壞準(zhǔn)則及其在工程上的應(yīng)用等課題進(jìn)行探討。在這方面,長期以來沿用彈性理論、塑性理論和松散介質(zhì)理論進(jìn)行研究。由于巖石力學(xué)性質(zhì)十分復(fù)雜,所以這些理論的適用范圍總是有限的。近年來,雖然發(fā)展了一些新的理論(如非連續(xù)介質(zhì)理論),但都不夠成熟。1960年代以來,數(shù)值分析方法和大型電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用給巖石力學(xué)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。用這種方法和計(jì)算設(shè)備可以考慮巖石的非均質(zhì)性,各向異性,應(yīng)力-應(yīng)變的非線性和流變性,粘、彈、塑性,等等。但是由于當(dāng)前巖石力學(xué)的試驗(yàn)方法較落后,還無法為計(jì)算提供準(zhǔn)確的參數(shù)及合適的邊界條件,使計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用受到影響。
在研究中,一般應(yīng)注意以下三個(gè)基本問題:①巖石是一種復(fù)雜的地質(zhì)介質(zhì),研究工作都須在地質(zhì)分析,尤其是在巖體結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行;②研究巖石力學(xué)的電要目的是解決工程實(shí)際問題,由于在工程實(shí)踐中巖石力學(xué)涉及地球物理學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、施工技術(shù)等學(xué)科,因此有關(guān)學(xué)科的研究人員以及工程勘測設(shè)計(jì),施工人員的密切合作至關(guān)重要;③巖石性質(zhì)十分復(fù)雜,目前使用的理論和方法還不能完全描述自然條件,因此強(qiáng)調(diào)在現(xiàn)場對(duì)巖石的性狀進(jìn)行原型觀測,并利用獲得的資料驗(yàn)證或修改理論分析結(jié)果和設(shè)計(jì)方案。對(duì)工程實(shí)踐而言,巖體中的非連續(xù)面和軟弱夾層往往是控制巖體穩(wěn)定的主導(dǎo)因素。它們的力學(xué)特性,特別是流變性及其對(duì)建筑物的影響,日益受到重視。
觀察巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物,使用一些常用的物理化學(xué)方法。
變質(zhì)巖, 巖漿巖, 沉積巖, 晶體
第一步 判斷巖石是巖漿巖、變質(zhì)巖還是沉積巖
巖漿巖
巖漿巖呈晶質(zhì)結(jié)構(gòu),是由礦物晶體互相連結(jié)聚集而成。巖石里的晶體或無規(guī)律聚集,或是顯示出某種方向性。
巖漿巖沒有沉積巖的層理構(gòu)造,也沒有變質(zhì)巖的片理構(gòu)造。有些熔巖充滿氣孔。不含化石。
變質(zhì)巖
變質(zhì)巖分為兩大類,區(qū)域變質(zhì)巖有獨(dú)特的片理構(gòu)造,常呈波浪狀,不像沉積巖層理面那樣干坦,
接觸變質(zhì)巖晶體呈較不規(guī)則排列。
沉積巖
沉積巖有明顯的層理,顆粒連結(jié)松散,用手指可蹭下顆粒。石英是許多沉積巖的主要成分,
方解石是石灰?guī)r的重要組分,沉積巖含化石,依此可與巖漿巖和變質(zhì)巖區(qū)別。
第二步
確定巖石成因類別之后,下一步就根據(jù)顆粒的大小進(jìn)行劃分。
這里指的是組成巖石的顆粒的大小,而不是嵌生于其中的個(gè)別晶體的大小
第三步
通過上兩步你已確定手持標(biāo)本屬于巖漿巖、沉積巖還是變質(zhì)巖,并已確定其顆粒的大小,如果是巖漿巖,
那么下—步就是觀察顏色,酸性巖富含密度小的淡色硅酸鹽,顏色很淺,
基性巖和超基性巖富含密度大的鐵鎂礦物,顏色深,
中性巖恰如其名,其礦物含量處于前兩類之間,因此,顏色深淺也居中。
如果是變質(zhì)巖,那么應(yīng)觀察片理(某些礦物的定向排列)和無片理(結(jié)晶,無明顯的構(gòu)造),確定手持標(biāo)本的所屬,
然后按表中提供的巖石名稱,以獲取進(jìn)一步的鑒定資料。
第四步
對(duì)沉積巖,首先觀察它的礦物成分,是由巖屑,即巖石碎屑組成的呢?還是主要由石英組成?
石英通常呈灰色,且很堅(jiān)硬,易于辨認(rèn)。
富含碳酸鈣的石灰?guī)r顏色淺淡,與稀鹽酸作用,起泡。
希望對(duì)你有用!
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