不同環(huán)境條件下巖石抗壓強(qiáng)度影響因素的研究

摘要：分析研究在不同環(huán)境條件下巖石抗壓強(qiáng)度的影響因素，對(duì)建設(shè)工程質(zhì)量的提高有著重要的意義。本文主要分析了不同環(huán)境條件下巖石抗壓強(qiáng)度相關(guān)性和影響因素，做出了一系列的對(duì)比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究，說(shuō)明了巖石抗壓強(qiáng)度和其影響因素的關(guān)系，期望能給人們這方面提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：巖石抗壓強(qiáng)度；影響因素；環(huán)境條件；分析

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，建設(shè)工程項(xiàng)目越來(lái)越多，對(duì)不同環(huán)境條件下巖石的抗壓強(qiáng)度的研究也越來(lái)越多，這不僅能更好地研究巖石抗壓強(qiáng)度的性質(zhì)和影響因素，而且也為提高建設(shè)工程項(xiàng)目的質(zhì)量提供了保障。因此這項(xiàng)工作受到了人們的重視。下面就這方面進(jìn)行討論分析。

1 概述

所謂的巖石抗壓強(qiáng)度，是指巖石試件在單軸壓力下達(dá)到破壞的極限強(qiáng)度，它在數(shù)值上等于破壞時(shí)的最大壓應(yīng)力。根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50487-2008），巖石多屬于較軟巖，部分為中硬巖。本文就不同環(huán)境條件下巖石抗壓強(qiáng)度相關(guān)性進(jìn)行了分析，相信對(duì)有關(guān)方面的需要能有一定的幫助。

2 巖石試驗(yàn)資料的分析說(shuō)明

大量試驗(yàn)證明，不同礦物組成的巖石，具有不同的抗壓強(qiáng)度，這是由于礦物本身的特點(diǎn)，不同礦物有著不同的強(qiáng)度，即使相同礦物組成的巖石，也因受顆粒大小、聯(lián)結(jié)膠結(jié)情況、生成條件的不同而影響它的強(qiáng)度。本次研究總共收集了60個(gè)樣本作為樣品材料，研究前期首先對(duì)巖石材料的整體性、完整度進(jìn)行闡述，然會(huì)對(duì)所所選的材料進(jìn)行巖石波速、強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)、重度等進(jìn)行試驗(yàn)；此外還應(yīng)對(duì)巖石結(jié)構(gòu)、成分進(jìn)行鑒定，然后對(duì)出現(xiàn)裂縫的巖石進(jìn)行分析。

3 巖石材料抗壓強(qiáng)度影響因素

3.1巖石中膠結(jié)物和抗壓強(qiáng)度之間的聯(lián)系

由于膠結(jié)物質(zhì)以及其膠結(jié)狀況會(huì)對(duì)強(qiáng)度帶來(lái)較大影響，所以對(duì)于常規(guī)性硅質(zhì)膠結(jié)巖石材料，其強(qiáng)度一定會(huì)比石灰材料中的膠結(jié)巖石硬度還應(yīng)強(qiáng)，而對(duì)于泥質(zhì)膠結(jié)材料，其巖石強(qiáng)度較低。

3.2 礦物成分以及巖石抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系

在所選取的樣本中選擇石英含量以及抗壓性強(qiáng)度、巖石抗壓硬度以及方解石、砂石含量、抗壓強(qiáng)度等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。將選取的巖石材料樣本的石英含量、抗壓強(qiáng)度等進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比分析，實(shí)驗(yàn)方程顯示fr=0.4568x+16.48，r=0.601。

兩者相關(guān)系數(shù)顯示為0.601，由此顯示兩者之間存在一定相關(guān)性，在開(kāi)展相關(guān)工程過(guò)程期間，應(yīng)對(duì)兩者相關(guān)性進(jìn)行考慮。

通過(guò)對(duì)60組水云母含量以及材料的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比分析，受水母以及巖石中抗壓強(qiáng)度顯示兩者之間的關(guān)系并不明確，數(shù)據(jù)方程表示fr=0.603x+14.69，r=0.134。

兩者之間的相關(guān)數(shù)值顯示為0.134，數(shù)據(jù)顯示說(shuō)明兩者之間并為存在明顯聯(lián)系，從數(shù)據(jù)分析中得出可將兩者視為獨(dú)立性變量關(guān)系。

泥巖材料內(nèi)水母含量以及抗壓強(qiáng)度兩者之間的關(guān)系，兩者間的數(shù)據(jù)線性表現(xiàn)形式（詳見(jiàn)圖1），數(shù)據(jù)方程表示為fr=-0.3021x+46.989，r=0.611。

圖1 泥巖內(nèi)水云母-抗壓強(qiáng)度的相關(guān)性

兩者之間相關(guān)數(shù)據(jù)顯示為0.611，數(shù)據(jù)顯示說(shuō)明泥巖內(nèi)水云母含量以及內(nèi)部抗壓強(qiáng)度兩者之間存在一定關(guān)系，在開(kāi)展某些工程期間應(yīng)兩者相關(guān)性給予充分就考慮[3]。

通過(guò)對(duì)60中材料中巖石方解石以及抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，兩者之間存在一定線性關(guān)系（詳見(jiàn)圖2），兩者間方程表示為：fr=0.4483x-9.6528，r=0.578。

圖2 方解石-抗壓強(qiáng)度的相關(guān)性

兩者之間的相關(guān)系數(shù)顯示為0.578，數(shù)據(jù)顯示說(shuō)明，巖石中方解石含量以及抗壓強(qiáng)度兩者間存在相關(guān)性，在開(kāi)展某項(xiàng)工程過(guò)程中應(yīng)對(duì)兩者數(shù)據(jù)進(jìn)行考慮。

通過(guò)對(duì)材料巖石中含沙量以及抗壓強(qiáng)度兩者數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，兩者間存在一定相關(guān)性（詳細(xì)見(jiàn)圖3），兩者之間的方程表示為：fr=0.2917x+20.144，r=0.52。

圖3 含沙量-抗壓強(qiáng)度的相關(guān)性

兩者之間按相關(guān)數(shù)據(jù)顯示為0.52，數(shù)據(jù)顯示說(shuō)明巖石中含沙量以及抗壓強(qiáng)度存在一定聯(lián)系，并在開(kāi)展工程期間應(yīng)將兩者關(guān)系做為考慮對(duì)象。

3.3 巖石中容重以及抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系

通過(guò)對(duì)所選材料中巖石的容重以及抗壓強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比分析，兩者之間存在一定相關(guān)性，兩者數(shù)據(jù)之間的可用：fr=7.461γ-156.03，r=0.8作為表現(xiàn)形式。

兩者間數(shù)據(jù)顯示為0.8，數(shù)據(jù)顯示巖石中容重以及抗壓強(qiáng)度之間存在線性聯(lián)系，在對(duì)工程進(jìn)行相關(guān)性分析期間應(yīng)將兩者相關(guān)性作為考慮對(duì)象。

圖4 巖石容重-抗壓強(qiáng)度相關(guān)分析

3.4 巖石中縫隙、層理以及抗壓強(qiáng)度的聯(lián)系

巖石中破壞也可說(shuō)為“X”剪切性破壞，對(duì)于屬于軟弱結(jié)面的巖石來(lái)講，其強(qiáng)度是由產(chǎn)狀以及軟弱結(jié)面所決定的，而巖石層理之間和裂縫出現(xiàn)剪切破壞期間，那么巖石的強(qiáng)度均比完整巖石強(qiáng)度要低，詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1.

3.5 巖石巖塊波速以及抗壓強(qiáng)度之間的聯(lián)系

通過(guò)對(duì)所選的巖石其波速以及抗壓強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比分析，兩者之間存在一定聯(lián)系，可采用數(shù)據(jù)方程對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行表示：fr=0.7299v-3.5387，r=0.85。

兩者之間相關(guān)數(shù)據(jù)表示為0.85.數(shù)據(jù)顯示說(shuō)明巖石中波速以及抗壓強(qiáng)度之間存在明顯的線性關(guān)系，進(jìn)行工程研究期間應(yīng)將兩者關(guān)系數(shù)據(jù)作為考慮對(duì)象。

3.6 巖石水、抗壓強(qiáng)度之間的聯(lián)系

抗壓強(qiáng)度中水對(duì)其存在相關(guān)聯(lián)系，如果巖石中水分過(guò)多，或者對(duì)巖石長(zhǎng)期造成侵蝕，那么水分會(huì)沿著巖石縫隙流入巖石內(nèi)，充分?jǐn)U散到每一個(gè)礦物顆粒中。由于水的傾入，導(dǎo)致巖石狀態(tài)發(fā)生變化，降低巖石內(nèi)顆粒之間的聯(lián)系，致使降低巖石強(qiáng)度。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)60組中相關(guān)性材料進(jìn)行研究分析，獲得下面幾項(xiàng)結(jié)論：（1）巖石中石英含量以及抗壓強(qiáng)度兩者之間存在相關(guān)性，數(shù)據(jù)顯示為0.601，在對(duì)工程進(jìn)行分析期間，應(yīng)將兩者相關(guān)性數(shù)據(jù)給予相關(guān)考慮。

（2）巖石中砂石含量以及抗壓強(qiáng)度存在相關(guān)性關(guān)系，數(shù)據(jù)顯示為0.52，在對(duì)工程進(jìn)行分析期間，應(yīng)將兩者相關(guān)性數(shù)據(jù)給予相關(guān)考慮。

（3）巖石中方解石容量以及抗壓強(qiáng)度兩者之間存在相關(guān)性聯(lián)系，數(shù)據(jù)顯示為0.578，在對(duì)工程進(jìn)行分析期間，應(yīng)將兩者相關(guān)性數(shù)據(jù)給予相關(guān)考慮。

（4）砂巖中水云母以及抗壓強(qiáng)度之間相關(guān)性表現(xiàn)得并不明顯，數(shù)據(jù)顯示為0.134，數(shù)據(jù)說(shuō)明兩者之間無(wú)明顯相關(guān)性聯(lián)系，可將兩者數(shù)據(jù)作為獨(dú)立性變量。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，巖石材料中抗壓強(qiáng)度的決定因素主要有巖石材料的有效性以及使用度兩個(gè)方面，影響巖石材料抗壓強(qiáng)度的因素多種多樣，所以我們要對(duì)各種因素在巖石中對(duì)抗壓強(qiáng)度的相關(guān)性進(jìn)行詳細(xì)的對(duì)比分析，以此來(lái)明確地預(yù)測(cè)巖石抗壓強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳法彬、周愛(ài)武.巖石物理性質(zhì)對(duì)單軸抗壓強(qiáng)度的影響分析[J].河南科技.2013（14）.

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