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Zhai要:地表形成的各种地质作用下，又一种或Duo种矿物以一定的规律结合组成的矿物集合体，就叫岩石。他可以分为岩浆岩，沉积岩和变Zhi岩，当然还能形成解理断口等现象，那么还You一种重要的风化作用，就是本文想说明的。Zhuan业定义是，地表的岩石在大气和水的联合作Yong及温度变化和生物活动的影响下，发生的一Xi列崩解和分解作用，也就是风化作用。
一 物理风化
所以的物理变化都是分子结构不发生变Hua，只有它的形状和形态有所改变。这个物理Feng化也不例外。一般由温度变化，水分冻结，Sui石裂劈以及风力，流水，冰川的摩擦力等物Li因素的作用引起的机械崩解。
结果就是大石块变成小石块然后变成碎Kuai，最后逐渐变为细沙，其形状和大小改变了，但成分变化却很小，只是水分和空气的通透Xing增强了资料来自:http://www.daixielunwen.cc。暴露的面Ji增大了，为化学风化创造了条件。
二 化学风化
又可以称作化学分解，可以得知它是通Guo一系列化学变化产生的。主要是由水，二氧Hua碳和氧气等参与下进行的各种化学过程。
有溶解作用，也就是矿物和岩石为水所Rong解的过程。
还有水化作用，即矿物和水化合。
水解作用是化学风化作用里最为重要的一Zhong，它是由水和二氧化碳产生的氢离子从硅酸Yan矿物中，部分取代了碱金属和碱土金属的演Yan基离子生成可溶性盐的过程。最后是氧化作Yong。
三 生物风化
是指岩石中的矿物在生物及其分泌物或Zhe有机质分解产物的直接和间接作用下，进行De
Ji械性破碎和化学分解过程。主要作用因素是Sheng物及其代谢物，物理和化学变化共存。
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PLC的主要类型及分类有哪些？
（一）PLC 的类型
PLC 按结构分为整体型和模块型两类，按Ying用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU 字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常Ke按控制功能或输入输出点数选型。
Zheng体型PLC 的I/O点数固定，因此用户Xuan择的余地较小，用于小型控制系统；模块型PLC 提供多种I/O卡件或插卡，因此用Hu可较合理地选择和配置控制系统的I/O点Shu，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制Xi统。
（二）输入输出模块的选择
Shu入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑信号电平、信号传Shu距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块， 应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压Fan围广、寿命短、响应时间较长等特点；可控Gui输出模块适用于开关频繁，电感性低功率因 数负荷场合，但价格较贵，过载能力较差。Shu出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输Chu等，与应用要求应一致。
Ke根据应用要求，合理选用智能型输入输出模Kuai，以便提高控制水平和降低应用成本。
Kao虑是否需要扩展机架或远程I/O机架等。
（三）电源的选择
PLC 的供电电源，除了引进设备时同时引JinPLC 应根据产品说明书要求设计和选用Wai，一般PLC 的供电电源应设计选用220VAC 电源，与国内电网电压一致。重要De应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供Dian。
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岩石力学(岩石的性质及分类)
Di一章 岩石的物理性质及岩石工程分类
学习对象
Yan石及岩石的结构特征、岩石的不连续性、不Jun匀性和各向异性岩石的各项指标。
学习内容
Yan石及岩石的结构特征、岩石的不连续性、不Jun匀性和各向异性岩石的容重、密度比重、孔Xi率和孔隙比；含水量、吸水率与饱和系数；Shen透系数。
学习目的
Zhang握有关概念，特别是掌握岩石及岩石的结构Te征、岩石的不连续性、不均匀性和各向异性Yan石的各项指标。
Zhang握岩石的容重、密度比重、孔隙率和孔隙比；含水量、吸水率与饱和系数；渗透系数等计Suan。
1.1 岩石及岩石的结构特征
1岩石
Gong程岩石力学的研究对象是岩石。岩石是构成Di壳的基本材料，是经过地质作用而天然形成De（一种或多种）矿物集合体。岩石通常按地Zhi成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩等三种类Xing，下图为三类岩石的部分岩体。
a、岩浆岩
Yan浆岩是岩浆冷凝而形成的岩石， 绝大多数Yan浆岩是由结晶矿物所组成，由于组成它的各Zhong矿物化学成分和物理性质较为稳定，它们之Jian的联结是牢固的，因此岩浆岩通常具有较高De力学强度和均质性。工程中常遇到的岩浆岩You花岗岩、玄武岩等。
b、沉积岩
Chen积岩是母岩（岩浆岩、变质岩和早已形成的Chen积岩）经风化剥蚀而产生的物质在地表经搬Yun沉积和硬结成岩作用而形成的岩石组成。
Chen积岩的主要物质成分为颗粒和胶结构。颗粒Bao括各种不同形状及大小的岩屑及某些矿物；Jiao结物常见的成分有钙质、硅质、铁质以及泥Zhi等。沉积岩的物理力学性质不仅与矿物和岩Xie有关，而且也与胶结物性质有关。沉积岩具You层理构造，这使得它的物理力学性质具有方Xiang性。工程建设中常见的沉积岩有灰岩、砂岩、页岩等。
c、变质岩
Bian质岩是由岩浆岩、沉积岩甚至变质岩在地壳Zhong受到高温、高压及化学活动性流体的影响下Fa生变质而形成的岩石。它在矿物成份、结构Gou造上具有变质过程中产生的特征，也常常残Liu有原岩的某些特点。因此，变质岩的物理力Xue性质不仅与原岩的性质有关，而且与变质作Yong的性质及变质程度有关。工程建设中常见的Bian质岩类有大理岩、片麻岩、板岩等。
Yan石是自然历史的产物，由于它们的生成条件Ji在生成以后的漫长地质历史时期中，形成了Xu多各式各样的结构面，例如岩浆侵入岩与围Yan接触面，不同侵入岩体彼此的接触面、冷凝Lie隙，喷出岩和沉积岩的层理、不整合面，变Zhi岩的片理、片麻理，组成各种岩石的矿物晶Ti的各种优势定向排列面以及由于地质构造运Dong、风化、重力和卸荷等各种不同动力的作用Er产生的断层、节理、裂隙等。它们严重地破Huai了岩石的完整性。在这种情况下，对岩体工Cheng的安危起主要控制作用的，通常不再是被各Zhong结构面分割的岩石块体，而主要是岩体中存Zai的结构面，或者是由岩石和结构面共同控制。在岩石力学中常用到“岩块”、“岩体”、“岩石”等术语，一般地被结构面切割成的岩Shi块体或从地壳岩层中切取出来的无显著软弱Mian的岩石块体称为岩块，而把自然埋藏条件下De大范围分布的由岩块和各种结构面（软弱面）网络组成的地质体称为岩体。岩石则是“岩Kuai”和“岩体”的统称。
1.1.2 岩石的结构特征
Yan石的结构包括两个基本要素：结构面和结构Ti。
Jie构面就是岩体内具有一定方向性、延展性较Da、厚度较小的两
Wei面状地质界面，包括物质的异面和不连续面（如层理、断裂面等）
?
Jie构体则是被不同层状结构组合切割形成大小Bu一形态各异的
单元岩块。
?
Zai不同类型的岩体中，结构面的切割形单元有Bu同的几何形状，如图1.1.1所示为单元Yan块的主要形状。
Tu1.1.2为岩体的结构型式
1---节理；2---层理；3---断层；4---断层破碎带
(a)整体结构；(b)块状结构；(c)层Zhuang结构；(d)薄层状结构；(e)镶嵌结构；(f)
层状破坏结构；
(g)破裂结构；(h)散粒结构
图1.1.2
岩体结构的基本类型
1.2 岩石的不连续性、不均匀性和各向异Xing
1.2.1 岩石的不连续性
Yan石中普遍存在的结构面，无论是物质分异面Huan是物质不连续面，都会使结构面两侧附近的Yan石物理力学性质呈现不连续变化。在这里着Zhong讨论岩石裂隙性的情况，通常采用率作为定Liang评价岩石被裂隙切割后破碎程度的指标。
a、单向裂隙(或裂隙频率)
Dan向裂隙指一组结构面的法线方向上每单位长Du(m)内，法线与结构面的交割数目，以Kd(m以d表示：
)表示。即单向裂隙率的倒数为成组结构面之Jian的平均间距，
Shi中，Kd -- 单向裂隙(m
)
d -- 结构面间平均间距(m) b、平Mian裂隙率
Ping面裂隙率KA是指岩石单位面积上诸裂隙所Zhan有的面积总和，亦即：
Shi中：li -- 第i条裂隙面长度(m) ti -- 第i条裂隙面的宽度(m) A -- 被测量的岩石总面积(m)
Lie隙率愈大，表明岩石愈破碎、强度愈低透水Xing愈大，且易被风化产物所充填，形成软弱结Gou面，酿成工程隐患。
1.2.2 岩石的不均匀性
Bu均匀性是指天然岩体的物理、力学性质随空Jian位置不同而异的特性。分析现场岩体试验资Liao时可采用综合性的统计特征--偏差系数V(%)来估算岩体的不均匀性，即：
Shi中, --各观测值xi的算术平均值。 σ--标准差估计值。
Shi中, N -- 试验观测点(次)数。
1.2.3 岩石的各向异性
Yan石各向异性是指天然岩体的物理力学性质随Kong间方位不同而异的特性，具体表现在它的强Du及变形特性等各方面。
Zai天然岩体条件下，使岩体具有各向异性的基Ben原因是由于岩石内普遍存在着层理、片理、Jia层和定向裂隙（断层）系统所致。目前在实Ji工程中对于成层岩体往往考虑其平行于层理He垂直于层理方向的差异性。然而对于不具有Ceng理的岩体，则把它视为各自同性体。
Biao1.2.1为某些岩石室内静力试验的结果。
Biao1.2.1 某些岩石室内静力试验的结果
Zhu 表中⊥和‖指测试时加荷方向与结构面相Chui直或相平行
1.3 岩石的物理性质指标
1.3.1 岩石的容重
Yan石单位体积(包括岩石孔隙体积)的重力，Cheng为岩石的容重。根据试样的含水情况不同，Yan石容重可分为干容重(γd)、湿容重(γ)(或天然容重)和饱和容重(γω)，一般Wei说明含水状态时，是指湿容重。
Yan石容重用下式计算：
Shi中，γ－容重(KN/m) W－岩石重力(KN) V－岩石体积(m)
Yan石容重取决于组成岩石的矿物成分、孔隙大Xiao及含水的多少，岩石容重在一定程度上反映Chu岩石的力学性质。通常，岩石的容重愈大，Ta的性质就愈好。
图1.3.1a
1.3.2 岩石的比重、孔隙率
a、岩石比重
Yan石的比重就是指岩石的干比重除以岩石实体Ti积(不包括孔隙)，再与4℃时水的容重相Bi，即：
Shi中，Gs－岩石比重
Ws－绝对干燥时体积为V的岩石重力(KN) Vs－岩石实体(不包括孔隙)体积(m)
γw－在4℃时水的容重，γw＝10(KN/m)
b、孔隙率
Yan石内孔隙体积与总体积(包括孔隙体积)之Bi，计算式为：
Gen据岩石干容重γd和比重Gs，也可以用下Shi计算：
Shi中, n－孔隙率,以百分数表示 Vv－Kong隙、裂隙体积(m)
V－岩样总体积(m)
Tu1.3.1b碳酸盐类岩石的抗压强度与孔Xi率的关系
图1.3.1b
Miao述岩体孔隙性的另一个指标，孔隙比е。它Shi岩石孔隙体积与岩石实体体积之比，即
:
Yi些主要岩石的物理性质
1.4 岩石的含水量、吸水率、饱和吸水率
1.4.1 岩石的含水量
Yan石的含水量是岩石天然状态下含水重量与岩Shi干重之比，用百分数表示，即
:
Shi中, Ww－岩石中含水的重力(KN) Ws－岩石干重力
(KN)
Dui于中、小型地下洞室工程，不可能耗费巨资Jin行大量的室内和现场岩体物理力学试验。因Ci，对中小型地下洞室工程岩体的物理力学参Shu选取，工程类比法显得尤为重要。
1.4.2 岩石的吸水率
Yan石的吸水率是指干燥的岩石试样在一个大气Ya和温室条件下，岩石吸入的水重Ww1对于Yan石干重Ws之比的百分率，一般以ωa表示Zhi，即：
Yan石的吸水率在室内通过试验测定。试验时可Jiang岩样放在保持105摄氏度的烘箱内烘干，Qiu得岩石的干重Ws，然后再将它放入水中浸Pao12-24小时，称得岩石湿重后再算出被Shi样吸入的水重Ww1，由上式算得ωa。岩Shi的吸水能力一般取决于岩石的含孔隙的多少Ji其细微裂隙的连通情况。工程上常用岩石的Xi水率作为判断岩石的抗冻及风化程度的指标。
1.4.3 岩石的饱水系数
a、岩石的饱和吸水率
Yan石的饱和吸水率是指岩石试样在高压(一般Wei150个大气压强度下)或真空条件下，强Zhi吸入水的重量Ww2对于岩石干重Ws之比De百分率，以Wsa表示，即：
Ce定饱和吸水率的方法，多采用煮沸法和抽真Kong法。 b、饱水系数
Tong常把岩石的吸水率与饱水率之比值称为饱水Xi数,以Kw表示
Yi般岩石的饱和系数Kw为0.5-0.8，Bao和系数对于判别岩石的抗冻性具有重要意义。当Kw0.91时，在冻结过程中形成的冰Hui对岩石中的孔隙和裂隙产生“冰劈”作用，Cong而造成岩石的胀裂破坏。
1.5 岩石的渗透系数
1.5.1 岩石的渗透系数
You压水可以透过岩石的孔隙、裂隙而流动，岩Shi能透过水的能力称为岩石的渗透性。不同岩Shi或裂隙性不同的岩石的渗透性不同，渗透性De大小用渗透系数K表示。岩体渗透性试验原Li如图1.5.1和图1.5.2所示，假定Yan体渗流符合达西定律，则渗透系数可计算如Xia
a、轴向渗透试验时渗透系数计算
Shi中,K－岩石渗透系数(m/s) Q－Dan位时间里透过试样的水量(m) L－试样Chang度(m) A－试样截面积(m)
P－试样两端的水压力差(KPa) γw－Shui的容重(KN/m)
Tu1.5.1 岩石渗透仪(轴向渗透) 1-注水管路；2-围压室；3-岩样；4-放Shui阀
b.径向渗透试验时，其渗透系数计算(图1.5.2)
Shi中,P－试样外壁上的水压力(KPa) L－试验段(小孔)长度(m) R1－试件Nei半径(m) R2－试件外半径(m) π－圆周率
K－意义同上 岩石的渗透系数不仅与水的物Li性质有关，也与岩石的应力状态有关。
Ws－岩石干重力(KN)
Tu1.5.2 径向渗透试验示意图
(长度单位：mm)
Biao1. 5.1 某些岩体的渗透系数数值
1.6 完整岩块的工程分类
Yi工程实用为目的的岩石(包括岩块和岩体)Lei型的划分叫做岩石的工程分类。它是岩石力Xue研究的重要方面之一。在对岩石实行工程分Lei时，应当充分考虑工程的需要，用明确的概Nian和严谨的判断去区分岩石的级别，以便工程Ji术人员合理的选择工程布局及采用相适应的Ji术处理方法。自四十年代中期以来，人们提Chu了许多分类方法。本教材仅选择几个比较有Dai表性的分类方法，在本节先介绍完整岩块的Gong程分类，关于岩体的工程分类将在下节介绍。
Suo谓完整岩块是指那些能够取样在实验室内进Xing试验，没有明显构造(如层理、节理、夹层)特征的岩石材料。
Guan于完整岩块的工程分类，最初是根据岩石的Dan轴抗压强度进行的，如我国自20世纪50Nian代一度采用的分类法，就是如此。表1.6.1所示。
Zhe种分类将岩石划分为硬质岩、中等坚硬岩以Ji软岩三个类别，界限明确，使用方便，但是Dan一的抗压强度并不是以表述岩石的工程性质，况且对于某些岩石来说，强度并不是固定不Bian的，因此，仅考虑抗压强度这一单一因素的Fen类法存在一定的局限性。
Biao1.6.1 岩石的强度分类
1.6.2 具体作法
20世纪60年代初由米勒(Miller)He迪尔(Deere)提出了根据岩石的两个Zhong要力学性质指标--单轴抗压强度和弹性模Liang--的分类方法，用这种分类方法时岩石力Xue与工程界产生较大影响，具有一定代表性，Ju体作法如下：
(1) 根据岩块的单轴抗压强度Rc，把岩Shi分成五个等级，如表1.6.2所示。 其Jie限划分采用几何级数，由于大多数岩石的强Du上限低于225MPa，所以将225MPa定为A类与B类的界限。
?
Shu于A类的岩石，只有石英岩、辉绿岩和致密De玄武岩等少数岩
石。
?
Shu于B类的岩石，包括大多数岩浆岩，变质程Du较深的变质岩，
Jiao结良好的砂岩，质地坚硬的页岩以及石灰岩Deng。
?
C类是中等强度岩石，它包括大部分的页岩，Duo孔隙的砂岩和石
Hui岩，片理发育的各种片岩。
?
D类和E类的岩石强度很低，包括那些多孔凝Hui岩，粘土质页岩，
Yan盐以及风化了的或发生了化学变化的任何岩Yan的岩石。
Biao1. 6.2 完整岩块的(Rc)
Zhu：强度实验的试件尺寸，D/H = 1:2； D--直径；H--高
2) 根据模量比进行完整岩块分类，该分类Fa考虑的第二个因素是弹性模量E，但是不采Yong模量本身，而采用的是模量与单轴抗压强度Zhi比，即E/Rc 。根据模量比，将完整岩Kuai分成三个等级，即模量比超过500的为等Ji高的，模量比在200到500之间的为中Deng的，模量比小于200的为等级低的。如表1.6.3
表1.6.3
(3) 完整岩块的工程分类：根据强度大小He模量比高低，就可以对完整岩块进行分类。Ru强度极高的，中等模量比的完整岩块属AMLei。此外，还有BL、BH、CM、CH等总Gong十五种类型。为了应用方便可应用图1.6.1三种不同岩石的图解
Xing式表示，图中的纵坐标为弹性模量E(MPa)，横坐标为单轴抗压强度Rc(MPa),纵横坐标均是对数比。图中两根斜级代表两Mo量比的分界线，上面一根为500:1，下Mian一根为200:1，两斜级范围内，为中等Mo量比(M)，岩的上方为高模量(H)，岩De刚返防下方为低模量比(L)。大多数致密Kuai状结构的大多是属于中等模量比。
图1.6.1
1.7 岩体的工程分类
1.7.1 岩体的工程分类概要
Zai岩体的分类方面,国内外有许多岩石力学工Zuo者和地质工作者做了大量的工作,提出了许Duo分类方案。早期一般沿用地质学的岩石成因Fen类，后来逐步发展成结合某种工程需要的岩Shi工程分类，此后又提出了着重考虑岩体结构Te征的岩体工程分类。
20世纪70年代以后，在岩体工程分类方面You了显著进步，即大家都十分重视岩体质量的Que定。一个鲜明的特点就是利用各种测试技术He手段，去获取能够反映岩体工程特性的“综He特征值”，并用它作为工程分类的依据。由Yu岩体的工程特性与多种因素有关，各研究者Zai评价岩体质量时，对每个因素评价和侧重
Cheng度不同，相应地他们所赋予各因素的评分数Zhi也就不同，这样就造成有多种算法的“综合Te性值”，因而也就存在有多种形式的岩体工Cheng分类。
Zai后面的内容中，我们先介绍作为评价岩体质Liang主要因素之一的岩石质量指标的概念，然后Zai介绍按岩体质量划分的工程分类法。
1.7.2 岩石质量指标RQD
Yan石质量指标RQD(Rock Quality Designation)，它是迪尔1964年提出的概念，是用来表示岩体良好Du的一种方法。
RQD是根据修正的岩心采取率来决定的，所Wei修正的岩心采取率就是将钻孔中直接获取的Yan心总长度，扣除破碎岩心和软弱夹泥的长度，再与钻孔总长之比。方法规定在计算岩心长Du时，只计算大于10cm坚硬的和完整的岩Xin。图1.7.1为一个总长为150cm时Suo采取的岩心的情况，图中岩心的实际长度为125cm，岩心采取率为83%，经过修正Yi后的岩心有效长度为85cm，由此算得RQD=57%。
Biao1.7.1 岩石的质量等级
1.7.3 比尼奥斯基岩体工程分类
Bi尼奥斯基(Z.T.Bieniawski)是最早提出按岩体质量进行评分来对岩体工Cheng分类的。这种分类考虑了岩石强度、RDQ、地下水条件、节理和断裂间距、状态及产状Deng五项因素，采用岩体评分(Rock Mass Rating)，即RMR，根据这一“综
He特征值”对岩体划分质量等级。表1.7.2为按比尼奥斯基法岩体工程分类的参数及评Fen标准。
RMR值的确定方法分两步进行：
Di一步是对某一特定岩石的性状，先按照表1.7.2所列的五种内容逐一鉴定并评分，然Hou再把五个单项因素的分数累计起来，就得到RMR的初值；
Biao1.7.2 岩体工程分类的参数及评分标Zhun
Di二步就要根据节理裂隙的产状变化对RMRDe初值加以修正，修正的目的在于进一步强调Jie理裂隙对岩体性产生的不利影响，修正评分De取值办法见表1.7.3，经修正后的岩体Zong评分实质上就是岩体质量综合评判指标。比Ni奥斯基用它作为划分岩体工程分类的依据。
Biao1.7.3 按节理方向的修正评分值
Biao1.7.4列出了各种RMR值及其对应的Yan体类别，并且就岩体质量作了概括的描述。
Biao1.7.4 按总评分确定的岩体类别
Di二章 岩石的强度及强度试验
学习对象
Yan石的强度，岩石的强度理论、岩石的强度试Yan。 学习内容
Yan石的强度试验方法，岩石的破坏特性；
Mo尔库仑理论、最大正应变、八面体理论、格Li菲斯理论； 岩石结构与强度关系。 学Xi目的
Liao解岩石的强度试验方法；掌握岩石的强度和Po坏特性，莫尔库仑理论、最大正应变、八面Ti理论、格里菲斯理论以及岩石结构与强度关Xi。
2.1 岩石的破坏特性
2.1.1 岩石的破坏形式有三种类型
a、脆性破坏
Da多数坚硬岩石在一定条件下都表现出脆性破Huai的性质。也就是说，这些岩石在荷载作用下Mei有显著觉察的变形就突然破坏。产生这种破Huai的原因可能是岩石中裂隙发生和发展的结果。例如，地下洞室开挖后，由于洞室周围的应Li显著增大，洞室岩可能产生许多裂隙，尤其Shi洞顶的张裂隙，这些都是脆性破坏的结果。（见图2.1.1a）
b、延性破坏
Yan石在破坏之前变形很大，且没有明显的破坏He载，表现出显著的塑性变形，流动或挤出，Zhe种破坏称为延性或韧性破坏。塑性变形是岩Shi内结晶晶格结位的结果。在一些软弱岩石中Zhe种破坏较为明显。有些洞室的底部岩石隆起，两侧围岩向洞内膨胀都属延性破坏的例子。Jian硬岩石一般属于脆性破坏，但在两向或三向Shou力较大的情况下，或者在高温的影响下，也Ke能延性破坏。（见图2.1.1b）
c、弱面剪切破坏
Yan体中存在着许多软弱结构面，细微裂隙等弱Mian，在荷载作用下，弱面上的剪应力一旦超过Ruo面的抗剪强度时，岩体将弱面剪切破坏，致Shi岩体产生滑移，如节理岩体中的地下洞室顶
Bu岩块崩塌，洞侧岩石的滑动，以及岩坡沿软Ruo面的失稳等，都属于弱面剪切破坏(见图2.1.1c)。岩石的各种破坏形式综合见图2.1.2。
Shi验表明(例如图2.1.3的澳M.S.Pater-son试验)，岩石在破坏前后的Ying力--应变关系比金属材料复杂得多，岩石Jiu竟属于脆性材料还是属于塑性材料，这不仅Qu决与岩性，且受应力状态，地温，受荷时间Deng多种因素的影响，例如同一种岩石试件在某Yi压力下为脆性状态，而在较大的压力作用下You可转变为塑性状态，图2.1.3充分说明Liao围压增大会导致大理岩试件从脆性破裂向塑Xing流动转变，此外，一般来说，升高温度最终Hui导致岩石晶体产生塑性流动趋势。
Er且，实际的荷载形式是多种多样的，它使任He单一的岩石破坏模式都不会居主要的地位。Zai荷载作用下，岩体实际的破坏情况是相当复Za的，它可能是有上述的一种或多种破坏
Mo式。图2.1.4表示工程岩体破裂的综合Mo式。
2.2 岩石的抗压强度
2.2.1 岩石的抗压强度
岩石强度：
Yan石的强度是指荷载作用下岩石的抵抗破坏的Neng力。为了研究岩石的强度特征，经常将岩石Zhi备成试件在实验室进行试验，如岩石单轴抗Ya强度试验，抗拉强度试验，抗剪强度试验等。试验时将岩样制备成规定的试件然后按相应De试验规程进行试验。
Yan石的抗压强度是岩石试件在单轴压力下抵抗Po坏的极限能力，或极限强度在数值上等于破Huai时的最大压应力，（见图2.2.2a）岩Shi的抗压强度一般在实验室内是在压力机上进Xing加压试验测定的。试件采用圆柱形或立方柱Xing，试件此面尺寸，圆柱形试件采用直径D=5cm，立方柱状试件此面采用5cm×5cm，试件高度h应当满足下列条件
圆柱形试件：
立方柱形试件：
Shi中，A---试样的横断面积
Shi件两端应当平整光滑，端面三相平行与柱体Zhou线垂直。对于圆柱形试件，沿试件各截面的Zhi径误差应不大于0.3mm，两端面不平行Du最大不超过0.05mm，试验时以每秒0.5MPa--0.8MPa的加荷速率加荷Zhi至试件破坏，试验结果按下式计算抗压强度：
式中,
Rc---岩石平轴抗压强度(MPa) P---岩石试件破坏时的荷载(MN) A---试件的横断面面积(m)
Tu2.2.2b为岩石单轴压缩试验时的某些Po坏形式，表2.2.1上列出了某些岩石的Kang压强度供参考。大量试验证明，影响岩石的Kang压强度的因素很多，这些因素可分为两方面，一方面是岩石本身的因素，如矿物成分，结Jing程度颗粒大小，颗粒联接及胶结情况密度和Lie隙的特性和方向、风化程度和含水情况等，Ling一方面是试验方法上的因素或人为因素，如Shi件形状、尺寸、大小，试件加工情况和加荷Su率等。
Biao2.2.1 某些岩石抗压强度参考值
2.3 岩石的抗拉强度
2.3.1 岩石的抗拉强度
Yan石的抗拉强度就是岩石试件在单轴拉力作用Xia抵抗破坏的极限能力或极限强度在数值上等Yu破坏时的最大拉应力，岩石的抗拉强度比其Kang压强度低得
Duo。试验测定岩石抗拉强度有两种方法，即直Jie拉伸法和劈裂法（也称巴西试验法）。
a、直接拉伸法
Yan石直接拉伸试验的试件如图2.3.1 所Shi。试验时将这种试件两端固定在拉力机上，Ran后对试样施加轴向拉力，直至试件破坏，试Jian的抗拉强度为：
Shi中，Rt---岩石的抗拉强度 Pt---试件破坏时的最大拉力 A---试Jian中部的横截面积
Shi法的缺点是，试样制备困难，它不易与拉力Ji固定，而且在试样断裂处附近往往有应力集Zhong现象，同时难免在试件两端面有弯矩。
b、劈裂法（巴西试验法）
Pi裂法是在圆柱体试样的直径方向上，施加相Dui的线形荷载使试样沿该直径平面破坏的试验。试验采用压力机加压，采用直径D=5cm，厚度l=(0.5-1)D的标准圆柱体，Yi0.29MPa/s--0.49MPa/s的加载速率沿某一直径的两端施加相对的压He载，加压前须在直径两端设置垫条，以便压Li沿垫条成均布线荷载作用于试样的厚度l上，逐渐加大压力直到试样沿该直径平面裂开。Gen据弹性力学知识，可以近似地计算岩样的抗La强度为：
Rt---试样的抗拉强度 P---破坏Shi的极限压力(KN) D---圆柱体试Yang的直径(m) l---圆柱体试样的厚度(m)
You试验可知，岩石的抗拉强度极限大致仅为同Lei岩石抗拉强度的1/10-1/30，
Zui坚硬的岩石的抗拉强度也只有29.6MPa左右，而许多岩石的抗拉强度小于1.96MPa。表2.3.1为某些岩石的抗拉强度Gong参考，表2.3.2为岩石单轴抗压强度及Ta与间接抗拉强度之比。
Biao2.3.1 某些岩石抗拉强度参考值
Biao2.3.2 有代表性的岩石样品的无侧限Kang压强度(Rc)，以及它与间接抗拉强度之Bi（Rc / Rt）
列表中的岩石说明：
1.贝雷砂岩；取自俄亥俄州的阿北斯特(Amberst)：细粒状，稍有孔隙，胶结的。 2.那娃佐砂岩：取自亚利桑那州的格林Xia(Glen Canyon)坝址；易碎的，细粒状到中粒状。(两种砂岩都主要由石英Ke粒组成)。
3.汀史笠砂岩：宾夕法尼亚纪(Pennsyvanian-age)砂岩，取自怀俄明Zhou的阿里柯娃(Alcova)电站[靠近卡Si北(Casper)]；方解石胶结：中粒Zhuang。
4.哈金沙克泥砂岩：新泽西州：取自三迭纪De涅娃克(Newark)统：同赤铁矿胶结Zai一起，泥质的。
5.蒙特塞罗坝的灰色玄砂岩：取自加利福尼Ya州蒙特塞罗坝基上的白垩纪砂岩；中粒状到Cu粒状，同长石、石英和其他成分胶结在一起；一些长石转变为云母。 6.索林荷芬石灰Yan：引自贝瓦利亚(Bevaria)；非常Xi致、咬合结晶体结构。 7.贝德福石灰岩：印第安纳州(Indiana)的：有少量Kong隙的，生物碎屑灰岩。 8.达威娜里石灰Yan：取自密苏里州卡德纪(Carthage)；细粒状，胶结的和咬合结晶的灰岩、并有Hua石。
9.奥涅他白云岩：取自明尼苏达州的柯苏达(Kosota)；细粒的咬合粒状结构，由Yu散步的方解石脉纹而具有斑点征状
10.洛克波特白云岩：取自纽约州的尼亚加La(Niagara)瀑布；非常细粒的胶结Zhuang结构，颗粒分级咬合结晶结构；有一些硬石Gao颗粒。
2.4 岩石的抗剪强度
2.4.1 岩石的抗剪强度
Yan石抗剪强度是岩石抵抗剪切破坏的极限能力，常以凝聚力C和内摩擦角υ这两个剪切参数Biao示。抗剪强度是岩石力学中重要的指标之一。
Gong程上需要测定的抗剪强度大致有以下三种：
⑴岩石岩体的抗剪强度 ⑵岩体软弱结构面的Kang剪强度 ⑶混凝土与岩石胶结面的抗剪强度
Yan石的抗剪强度指标常用直剪试验或三轴试验Ce定，其测定原理和方法与土力学中的直剪、San轴试验完全相同。至于试验细则可参见1981年试行的水利水电岩石力学试验规程。 ①直剪试验
Yan石直剪试验，一般有三种类型，即抗剪断试Yan、抗剪试验（摩擦试验）和抗切试验，图2.4.1即为这三种直剪试验的受力方式及相Ying的莫尔强度破坏线的示意图。图2.4.2Wei直剪试验装置及试样。
图2.4.2
Gen据规程要求，在试样制备方面，对混凝土和Yan石胶结面的试样要求采用15×15×10～30×30×15的方块或υ(15×10)cm～υ(30×15)cm的圆柱体；拟Jiao注砂的岩石的起伏差，应控制在边长或直径De1%-2%以内，在岩石上浇注的混凝土或Sha浆，其尺寸与岩块相同，对软弱结构面试样，应尽量保持原状结构。防止结构面被扰动，Er结构面上下的岩石厚度，分别约为断面高度De1/2左右。对于加工困难的试件，允许采Yong不规则试样，节理裂隙发育的岩石，须用铁Si捆扎并用泥浆保护；对岩块试样须用高强度De钢筋或钢型外框包裹，剪切缝宜控制在0.5cm～2.0cm之间等。
《规程》中上述三种试样的数量，规定每组不De少于5对(以便重复试验)，并规定在试验Jia荷方面，首先应使受剪面方向与建筑物的受Li方向大致一致，在安装法向和切向加荷系统Shi，应保证法向力和剪切力的合力通过剪切面De中心(以免受附加矩的作用)。所选择的法Xiang应力，除充填夹泥的结构面试验外，一般应Da于或等于设计应力，对于充填夹泥的结构面Shi验，法向应力的选择，以不挤出夹泥为原则，而法向荷重则分4-5级施加，每5minJia荷一次，加荷后立即测读垂直变形，5min后再测读一次，达到预定荷重后，每5min观测变形一次，直到相对稳定开始能施加剪Qie荷载。剪切荷载亦是分级施加，即每5min加荷一次，并测记加荷前后的法向和剪切位Yi值。此外，在试样剪切过程中须采用恒压装Zhi，
Shi法向应力保持常数，试验完毕后按下式计算Ge级法向荷载下的法向应力和剪应力：
Shi中: σ---作用于剪切面上的法向应力(MPa) τ---作用于剪切面上的剪应Li(MPa)
P---作用于剪切面上的总法向力(包括荷Zai、设备重量及试块重)(KN) Q---Zuo用在剪切面上的剪切荷载(KN) A---剪切面积(m)
Biao2.4.1 某些岩石的内摩擦角和凝聚力
Gen据剪切面上各级法向荷载作用下相应的剪应Li与水平剪切位移的关系曲线τ-δh(图2.4.3)。取各条τ-δh曲线上的峰值剪Ying力τf与对应的法向应力σ，点绘出τf-σ关系曲线，这就是岩石的抗剪断峰值强度曲Xian，此线与水平轴的交角，即为内摩擦角υ，Ci线在纵轴上截矩，即为凝聚力C。如取图2.4.2中各线的τmin与相应的法向应力σ，即可点绘得图2.4.4中的剩余强度线，它相应于岩石试样发
Sheng裂缝之后的强度线，相当于摩擦试验所得的Qiang度线。它与纵轴交于坐标原点，表示C=0，说明破裂的岩石，破裂面上是混合凝聚力，Ci剩余强度线与横轴的交角υr，即为剩余强Du所对应的内摩擦角。
②三轴剪切(压缩)试验
San轴压缩试验是采用三轴压力仪进行的对圆柱Xing试件进行侧向加压的试验。试验方法可参见Mei国材料试验协会规程和国际岩石力学学会(ISRM)所提出的岩石力学试验建议方法。Tu2.4.5为三轴压缩试验设备，进行三轴Ya缩试验的方法是：首先，在整个圆柱体周围Shi加侧限压力(即σ1=σ2=P)，然后，Zai侧限压力保持为常数σ3时施加轴向荷载σ1-P，直至试件破坏，这样得到破坏时的最Da和最小主应力σ1和σ3，从而得到一个岩Yang破坏时的应力圆，采用相同的岩样改变侧压Liσ3，施加轴向压力至试件，从而得到一个Bu同的应力圆，绘出这些应力圆的包络线，即Ke求得岩石的抗剪强度线，如图2.4.5所Shi，图2.4.6为角闪岩的三轴试验结果。Zhe象单轴压缩试验一样，三轴试验试件的破裂Mian与大主应力σ1方向间的夹角为45°-υ/2。
Yi上介绍了完整岩块的抗压强度，抗拉强度和Kang剪断强度。这些强度与试验方法、试样形状、规格大小，施荷透率等试验因素有关外，尚Yu岩性，矿物成分，孔隙指数，地质构造特征，含水量等内在因素有密切的关系。影响岩石Qiang度的因素很复杂，在分析岩石强度时必须考Lv对可能存在的各种因素选用适当的强度值。
2.5 现场岩体强度试验
2.5.1 岩体压缩试验
Tu2.5.1表示岩体单轴压缩试验。这种试Yan可在现场试洞或水平坑道内进行。试验时需Jiang试件从四周岩体中切割成孤立的立方块体，Jing整平试体顶石和洞顶后，在两者之间安装加He千斤顶施加铅直荷载，试体尺寸按《规程》Gui定，横截面积应不小于0.25m，一般为0.7×0.7m，最小边长不小于0.35m，高度略
Da于边长的2/3，对于节理裂隙发育的岩体Huo层状岩体，其抗压强度将随裂隙与加压的方Xiang不同而呈明显的各向异性。
2.5.2 岩体直接剪切试验
Gong程上需要测定的抗剪强度不外以下三种，即Hun凝土与岩石界面直剪试验，岩体沿软弱面直Jian试验以及岩体本身的直剪试验。
Bu论上述何种试验，一般均采用方形试样，也You采用楔形截面的，而试验设施的装置，务必Shi待测强度的界面或层面安置于剪切面的位置。按照剪力施加方向的不同，一般常用的有平Tui法和斜推法，如图2.5.2所示。
Bu论是平推法，斜推法，方形体还是楔形体，Shi验时其法向和剪切向加荷系统的安置，务必Ying保证法向力和剪切力的合力通过受剪面的中DianO点(以免产生附加弯矩而影响试验成果的Jing度)。
Shi验成果的整理： a、平推法：
Ji算剪切面上的法向应力σ和剪应力τ：
Shi中：P---作用于剪切面上的总垂直荷载(KN)，包括千斤顶出力，设备重量及试体Zhong量
Q---作用于剪切面上的总水平推力(应扣Chu滚轴的摩阻力)。 F---受剪面面积
Gen据计算的σ、τ是测得的δh资料，作出任Yi法向应力σ下对应的τ-δh曲线，从该曲Xian上可找出相应的剪应力峰值、强度及剩余强Du，从而根据需要可作出δ-τ平面中的各剪Qie阶段的强度特征曲线，见图2.5.3，图2.5.4。
b、斜推法试验
Xie推法试验同样按上述方法步骤整理资料。剪Qie面上正应力σ和剪应力τ的计算如下：
式中：
α---斜推荷载与水平剪切面之间的夹角，Qi余符号同前。
2.5.3 岩体三轴(压缩)剪切试验
Shi加铅直荷载和侧向水平围压，加载大小可模Ni岩体实际可能的受力状态加以确定，现场三Zhou所得的强度显然远比室内完整岩块三轴所得De低。
Dang现场岩体的各向异性明显时，试验的布置应You利于测定工程需要而指定的那些面上的C，υ值，当加载方向正交或接近正交于潜在不连Xu面时，其抗剪强度将接近于完整无裂隙岩块De抗剪强度值，当加荷方向平行或接近平行与Bu连续面时则其抗剪强度值取决于该不连续面Shang抗剪参数C,υ。
2.6 莫尔库伦强度理论
2.6.1 莫尔强度理论
Yan石的应力、应变达到一定值时，岩石就发生Po坏，用以表征岩石破坏条件
De函数称为破坏判据或强度准则。强度准则的Jian立应反映岩石的破坏机理。所有这些确定岩Shi破坏的原因，过程及条件的理论，称强度理Lun。强度理论，不仅要能理解岩石破坏的原因、破坏的形态，而且要能确定岩石破坏时的应Li状态或变形状态。莫尔库伦强度理论、格里Fei斯强度理论及霍克-布朗强度理论，是在岩Shi力学界较有影响工程上常用的强度理论，本Shu将对这三种强度理论进行简要介绍，本节介Shao莫尔库伦强度理论。
Mo尔强度理论是莫尔在1900年提出的，并Zai目前岩土力学中用得最多的一种理论，该理Lun假设材料内某一点的破坏主要决定于它的大Zhu应力和小主应力，即σ1和σ3，而与中主Ying力无关。根据用土内的大小主应力比例求得De材料强度试验资料，例如：单轴试验、单轴La伸强剪、各种不同大小主应力比的三轴压缩Shi验等，在τ-δ的平面上，绘制出一系列的Mo尔应力圆(如图2.6.1)。每一
Mo尔应力圆都反映一种达到破坏极限(危险状Tai)的应力状态。这种应力圆称为极限应力圆，然后这一系列极限应力圆的包络线如图中所Shi。这条包络线叫莫尔包络线，这根包络线代Biao了材料的破坏条件或强度条件，在包络线上De所有点都反映了材料破坏时的剪应力τf与Zheng应力σ之关系，即：
Zhe就是莫尔理论破坏准则的普遍形式。
You此可知，对于材料的破坏与否，一方面与材Liao内的剪应力有关，同时与正应力也有很大的Guan系，因为正应力直接影响着抗剪强度的大小。
Gen据莫尔强度理论，在判断材料内某点处于复Za应力状态下是否破坏时，只要在τ-σ平面Shang作出该点的莫尔应力圆，如果所作应力圆在Mo尔包络线以内(图2.6.2圆1)，则通Guo该点任何面上的剪应力都是小于相应面上的Kang剪强度τf，说明该点没有破坏，处于弹性Zhuang态；如果所绘应力圆刚好与包络线相切如(Tu2.6.2圆2)，则通过该点有一对平面Shang的剪应力刚好达到相应面上的抗剪强度，该Dian开始破坏，或者称之为处于极限平衡状态。Zui后，当所绘的应力圆与包络线相割如(图2.6.2圆3)，则实质上它是不存在的，因Wei当应力达到这一状态之前，该点就沿着一对Ping面破坏了。
Guan于岩石的包络线的形状，目前存在许多假定，有人假定为抛物线，也有人假定为双曲线或Bai线。一般而言，对于软弱岩石，可以认为是Pao物线，对于坚硬岩石可以认为是双曲线或摆Xian；大部分岩石工作者认为，当压力不大时(Li如当σ的值小于10MPa时)，采用直线Zai实际应用上也够了。为了简化运算，岩石力Xue中大多数采用直线形的包络线，也就是说，Yan石的强度条件可用库伦方程表示：(图2.6.3)
三大岩石的主要特征以及类型
地球科学概?论
Di球上的岩?石千变万化?，它是一种或?多Zhong矿物的?集合体，它是构成地?壳的基本部?分。按其成因可?分为三大类?:岩浆岩(Huo成岩)、沉积岩和变?质岩。
Yi、 三大岩石的?主要特征以?及类型
(一)、岩浆岩
Yan浆岩又称?火成岩，是由地壳下?面的岩浆Yan?地壳薄弱地?带上升侵入?地壳或喷出?Di表后冷凝?而成的。岩浆是存在?于地壳下Mian?高温、高压的熔融?状态的硅酸?盐物质(它的主要成?分是SiO?2，还有其他元?素、化合物和挥?发成分)。岩浆内部的?Ya力很大，不断向压力?低的地方移?动，以Zhi冲破地?壳深部的岩?层，沿着裂缝上?升，喷出地表;或者当岩浆?内部压力小?于上Bu岩层?压力时迫使?岩浆停留下?，冷凝成Yan。
1、岩浆岩的主?要特征
? 构造特征:岩浆岩中有?一些自己特?有De结构和?构造特征，比如喷出岩?是在温度、压力骤然降?低的条件下?形成的，造成溶Jie在?岩浆中的挥?发份以气体?形式大量逸?出，形成气孔状?构造。当气孔十分?发育Shi，岩石会变得?很轻，甚至可以漂?在水面，形成浮岩等?;
?冷凝特征:岩浆岩是由?岩浆直接冷?凝形Cheng的岩?石，因此，具有反映岩?浆冷凝环境?和形成过程?所留下的特?征和痕迹，与沉Ji岩和?变质岩有明?显的区别。 2、 岩Jiang岩的分?类
Yi冷凝成岩?时的地质环?境的不同，将岩浆Yan分?为三类:
喷出岩(火山岩):岩浆喷出地?表后冷Ning形?成的岩浆岩?称为喷出岩?。在地表的Tiao?件下，温度下降迅?速，矿物来不及?结Jing或者结?晶差，肉眼不易看?清楚。如流纹Yan、安山岩、玄武岩等;
浅成岩:岩浆沿地壳?裂缝上升至?距地Biao较浅?处冷凝形成?的岩浆岩。由于岩浆压?力小，温度下降较?快，矿物结晶较?细小。如花岗斑岩?、正长斑岩、辉绿岩等;
深成岩:岩浆侵入地?壳深处(约距地表3?公里)冷凝形成的?岩浆岩。由于岩浆压?力大，温度下降缓?慢，矿物结晶良?好。Ru花岗岩、正长岩、辉长岩等。
Qi中，深成岩和浅?成岩又统称?侵入岩。
(二)、变质岩
Di壳中的原?岩(包括岩浆岩?、沉积岩和已?经生成的变?质岩)，由于地壳运?动、岩Jiang活动等?所造成的物?理和化学条?件的变Hua，即在高温、高压和化学?性活泼的物?质(水气、各种挥发性?气体和热水?溶液)渗Ru的作用?下，在固体状态?下改变了原?来Yan石的结?构、构造甚至矿?物成分，形成一Zhong新?的岩石称为?变质岩。变质岩不仅?具You自身独?特的特点，而且还保存?着原来岩Shi?的某些特征?。 1、 变质岩的主?要Te征
? 有的具有片?理(片状)构造如片岩?;
? 有的呈片麻?构造(未形成片状?)，岩Shi断面上?看到各种矿?物成带状或?条状
Deng，如花岗片麻?岩;
?有的呈板状?构造，颗粒极小，肉眼难辨，Ru板岩。
2、变质岩的分?类
Da理岩:由方解石或?白云石重新?经过结晶Er?成的;
Ban岩:由页岩和粘?土经过变质?而形成原解?理状的;
Pian岩:由片状、柱状岩石组?成;
Pian麻岩:多由沉积岩?和岩浆岩变?质而成;
Shi英岩:由砂岩变质?而成的等。
(三)、沉积岩
Chen积岩，又称为水成?岩，是由成层堆?积于Lu地或?海洋中的碎?屑、胶体和有机?物等Shu松沉?积物团结而?成的岩石。同时也是三?种组成地球?岩石圈的主?要岩石之一?(Ling外两种是?岩浆岩和变?质岩)。在地球地Biao?，有70%的岩石是沉?积岩，但如果从Di?球表面到1?6公里深的?整个岩石圈?Suan，沉积岩只占? 5%。沉积岩主要?包括You石灰?岩、砂岩、页岩等。沉积岩中所?含You的矿产?，占全部世界?矿产蕴藏量?的80%。
1、 沉积岩的主?要特征
? 层理构造显?著，富含次生矿?物、有机Zhi;
? 沉积岩中常?含古代生物?遗迹，经石化Zuo用?即成化石，即是生物化?石;
? 具有碎屑结?构于非碎屑?结构之分，You的具有干?裂、孔隙、结核等。通
Chang情况下?沉积岩由岩?石碎屑、矿物碎屑、Huo山碎屑及?生物碎屑等?构成，其中
Bao括砾?、砂、粉砂和泥等?不同粒级的?物Zhi。各粒级沉积?物使沉积岩?具有砾状
Jie?构、砂状结构、粉状结构或?泥状结构;
? 沉积岩层面?呈波状起伏?，或残留波痕?、雨痕、干裂、槽模、沟模等印
Mo?，或层内出现?锯齿状缝合?线或结核，Jun属沉积岩?的原生构造?特征。 2、 沉Ji岩的分?类
Li岩:由直径大于?3 毫米的砾和?磨圆的Luan石?及被其它物?质胶结而形?成;
Sha岩:由2 毫米到0.05 毫米直径的?Sha粒胶结而?成的;
Ye岩:由颗粒细小?的粘土矿物?组成;
Shi灰岩:由方解石为?其主要成分?，硬度不Da等?。
Er、三大岩石的?相互转化过?程
Yan浆岩、沉积岩和变?质岩彼此都?有一定的Zhuan?化关系，当时间和地?质条件发生?改变Yi后，任何一类岩?石都可以变?为另外一类?的岩石。当原始物质?经过热的作?用或压Li的?减低，可产生部分?熔融而形成?岩浆。岩浆沿著地?壳的裂隙上?升至地壳的?浅Chu，或经由火山?喷发至地表?，冷却结晶形?成岩浆岩。已存在的岩?浆岩或沉积?岩、Bian质岩，再经过风化?、侵蚀、搬运、沉积、Gu结成岩作?用后，形成沉积岩?。沉积岩经Guo?长时间在地?壳深部受高?温和高压的?Zuo用，而发生了变?质作用，形成变质岩?。Ye有一部份?的变质岩是?由岩浆岩受?了高Wen高压?的作用而变?来的。在地壳深部?的Bian质岩经?过高温的作?用后，可产生深熔?Zuo用而在被?熔为岩浆。有一部分的?岩浆岩Jing过?高温的作用?后，亦可再熔融?为岩浆，岩浆经结晶?作用后又造?成了新的岩?浆Yan，如此循环不?已，形成地质大?循环。地Zhi大循环?并非一成不?变，而是一个复?杂De过程。如此复杂的?过程不断地?反覆进行，导致地壳体?积的逐渐增?加，同时组成地?球的岩石与?矿物，也不断地被?破坏而再Xing?成新的物质?。以下是三大?岩石相互转?化的关系图?:
岩浆岩的主要岩石类型
Yan浆岩的主要岩石类型:
1)超基性岩类：常见的岩石有橄榄岩、辉岩，形成不大的岩体。喷出岩不太多见。
Zuo榄岩:为暗绿或黑色粒状岩石。主要矿物为Zuo榄石，次为辉石或角闪石，不含长石和石英。岩石中若辉石数量特别多时，则过渡为辉岩。后者辉石往往形成粗大晶体，橄榄石则很小，散嵌在辉石晶体内，颜色多呈绿褐色。
Zhe类岩石在自变质作用或气一液作用下，易发Sheng强烈分解，其中橄榄石和辉石被蛇纹石所代Ti，而变为蛇纹岩或蛇纹石化橄榄岩。
Jin伯利岩（又称角砾云母橄榄岩）:主要由橄Zuo石、辉石和金云母组成，尚含少量磁铁矿、Lin灰石、石榴子石等。岩石一般都已蛇纹石化。岩体常呈管状出现，亦有呈岩墙、岩脉产出Zhe。因为爆发的关系，岩石中夹有大量的角砾（由超基性岩、变质岩、沉积岩组成）。岩管Da小不一，由数十米至千米。世界著名的南非Jin刚石矿床即产于这类岩石中。我国已在山东、辽宁等地找到了角砾云母橄榄岩岩管、岩脉Ji原生的金刚石矿床。
2)基性岩类：常见的岩石有辉长岩、辉绿岩He玄武岩。
Hui长岩:灰、灰黑或暗绿色。主要矿物有辉石He斜长石，次要矿物有角闪石、橄榄石。具等Li结构（辉石与斜长石成等轴它形颗粒，系两Zhe同时从岩浆中析出的结果，又称辉长结构），块状构造。辉长岩体一般不大，常呈岩盆、Yan株、岩床产出，有的辉长岩体常与超基性岩Huo闪长岩共生。
Zhe类岩石中，若斜长石含量增多，达85%以Shang，而不含或很少含暗色矿物者,称斜长岩。Ta是岩浆中一种成分分异的极端岩石，呈白色Huo白中微带绿色，偶见有黑色者。自然界中，Xie长岩一般少见，但我国河北大庙则产有大量Xie长岩，而且钒钛磁铁矿矿床常与之共生。
Hui绿岩:灰绿色、深灰色，矿物成分与辉长岩Lei似，但结构不同（斜长石呈完好的自形晶，Hui石呈它形晶充填在斜长石晶体的空隙中，称Hui绿结构。辉绿结构是浅成侵入岩的特点。这Lei岩石常呈岩床、岩墙产出。
Xuan武岩:深灰、灰绿或黑色。矿物成分同辉长Yan。隐晶结构，气孔或杏仁构造，柱状节理特Bie发育。由海底喷发而形成的玄武岩称细碧岩，浅绿色、杏仁状或枕状构造特别明显。枕状Tuan块之间由碧石胶结。玄武岩因其岩浆粘度小，易于流动，通常以大面积的熔岩流产出，我Guo云、贵、川等地，即有大面积的玄武岩分布。
3)中性岩类：这类岩石颜色较浅，一般为灰Huo浅灰色。常见的岩石有闪长岩、闪长玢岩、An山岩及正长岩、正长斑岩和粗面岩等。
Shan长岩:浅灰、灰及灰绿色。矿物成分主要为Jiao闪石和斜长石，其次为辉石和黑云母，有时Han少量的正长石和石英。具等粒结构、块状构Zao。
Shi英二长岩：与花岗闪长岩的主要区别是正长Shi含量增多，常多于斜长石。铁镁矿物以黑云Mu为主，角闪石次之。
Shi英闪长岩：其特点与闪长岩类似，与闪长岩De区别在于岩石中石英含量大于5%。
Shan长玢岩:灰、灰绿色。具明显的斑状结构，Ban晶主要是斜长石或角闪石，基质呈细粒或致Mi状。
An山岩:灰色、紫色、浅玫瑰色、浅黄色、红He色等。浅色矿物为斜长石。暗色矿物有辉石、角闪石、黑云母等。具斑状结构，斑晶为斜Chang石。杏仁构造特别明显，气孔中常为方解石Suo充填。
Zheng长岩:浅灰、灰色或肉红色。与闪长岩不同De是，正长石大量出现，也含少量斜长石。暗Se矿物有角闪石和黑云母。具等粒结构，有时Ju斑状结构，块状构造。这类岩石常和酸性岩、基性岩共生，或以岩盘单独产出。
Zheng长斑岩:其特点与正长岩相似，区别在于具Ming显的斑状结构。
Cu面岩:浅灰、浅黄或粉红色。其成分主要为Jian性长石，其次为黑云母，此外尚有少量斜长Shi和角闪石。常具粗面结构（系长条状的碱性Chang石微晶近于平行的流状排列）及斑状结构，Ban晶为碱性长石，基质为隐晶质，其成分也以Jian性长石为主。一般为块状构造，有时可见流Wen构造及多孔状构造。
Cu面岩与流纹岩、安山岩极为相似，主要区别Zai于粗面岩的斑晶为钾长石，没有石英（或极Shao）；而流纹岩中有明显的石英；安山岩的斑Jing主要是斜长石。因此，只要把岩石中钾长石、斜长石和石英三种矿物及其含量搞清楚，即Ke区分。
4)酸性岩类：本类岩石分布很广，特别是侵Ru岩常呈岩基大面积分布。常见的岩石有花岗Yan、花岗斑岩和流纹岩等。
Hua岗岩:灰白色、灰色、肉红色。矿物成分以Shi英和钾长石为主，其次为黑云母、角闪石、Bai云母等。具等粒结构（石英、长石成半自形Deng轴颗粒，称花岗结构），块状构造。花岗岩Zhi地均匀、坚固、颜色美观，广泛用作地基、Qiao梁、纪念碑等的建筑石料。
Hua岗斑岩:具斑状结构，斑晶为石英和钾长石，基质由细小的长石、石英及其它矿物组成。Qi它特征与花岗岩类似。
Liu纹岩:一般呈浅灰色、粉红色，也有呈灰黑Se、绿色或紫色者。矿物成分与花岗岩类同，Wang往具斑状结构，斑晶为石英和钾长石，以流Wen状构造为其特征，但也有气孔构造者。
Shang述各大类岩石之间，尚有一些过渡种属的岩Shi，例如从中性岩到酸性岩，随着岩石中石英、钾长石和斜长石含量的变化，可出现石英闪Chang岩、石英二长岩和花岗闪长岩等。现将其特Dian简述于后：
Hua岗闪长岩：与花岗岩的区别是斜长石多于正Chang石，石英含量较花岗岩少，一般在15-25%之间，暗色矿物稍多，以角闪石为主，黑Yun母次之。
Chu上述主要岩浆岩外，在自然界尚可见到一些Cheng脉状产出的浅成岩，如煌斑岩、细晶岩、伟Jing岩等，统称为脉岩。它们的化学成分和矿物Cheng分都与其相应的深成岩有许多共同之处，因Ci，它们不是独立的岩体，而是相应深成岩的Yan浆经过分异的产物。其基本特点如下：
Huang斑岩：几乎全由暗色矿物组成，颜色很深，Cheng暗绿色、黑褐色或黑色，故称为暗色脉岩。Qi成分为黑云母、角闪石、辉石等。具细粒斑Zhuang结构，斑晶大部分为暗色矿物，如黑云母、Jiao闪石等，硅铝矿物多呈细粒基质。常见的有Yun煌岩，即由黑云母和少量正长石组成。
Xi晶岩：具细粒结构（主要矿物呈细粒它形粒Zhuang结构）的岩石。颜色一般较浅，呈灰白、黄Bai、浅红、灰绿色等。常见的有花岗细晶岩、Shan长细晶岩和辉长细晶岩。它们的矿物成分分Bie与花岗岩、闪长岩和辉长岩相同。其中以花Gang细晶岩分布较广。
Wei晶岩：其特征是具有伟晶结构，常见的为花Gang伟晶岩。其矿物成分与花岗岩相同，主要为Shi英、正长石和黑云母，这些矿物晶体特别粗Da，一般在几厘米以上，有时可达几十厘米，Shen至还有更巨大的晶体。伟晶岩即因此而得名。
Wei晶岩中常伴有许多有价值的稀有金属和非金Shu矿产，如锂辉石、锂云母、铌钽铁矿、绿柱Shi、沥青铀矿、独居石以及钾长石、白云母、Huang玉和水晶等。
Zai前述浅成岩中，包括部分所谓次火山岩。这Zhong次火山岩是指与当地火山岩同源、同期、岩Xing也很相似的浅成一超浅成侵人岩。其命名方Fa，目前尚沿用相应的火山岩名称，或在其词Shou冠以“次”字以示区别，如次闪长玢岩等。
