岩石物理力學性質 岩石在機械外力作用下呈現的力學特性。

岩石的物理性質是由岩石的組成結構所表現出來的性質。岩石的物理性質有很多，本節主要研究影響岩石破碎過程的物理性質，如粘結狀態、孔隙度、密度、結構和構造等。

岩石的力學性質是在外載作用下才表現出來岩石抵抗變形和破壞的能力。如強度、硬度、彈性、脆性、塑性和研磨性等。

岩石的物理性質取決於它的物理成分。在形形色色的物理性質中我們研究那些直接或間接影響岩石破碎過程的物理性質，如礦物成分、結構和構造、孔隙度、密度等。

（一）岩石的組成與分類

岩石是礦物的集合體。

礦物是具有一定成分和物理性質的無機物質。

根據其成因，岩石可分為三類：

1、岩漿岩 岩漿岩是內力地質作用的產物，由地殼深處的岩漿沿地殼裂隙上升冷凝而成。

2、沉積岩 沉積岩是在地表條件下母巖(岩漿岩、變質或早先形成的沉積岩)風化剝蝕的產物，經搬運、沉積和硬結等成岩作用而形成的岩石。

3、變質岩 變質岩是岩漿岩、沉積岩甚至是變質岩本身在地殼中受到高溫、高壓及活動性流體的影響而變質形成的岩石。

金屬和非金屬礦床一般賦存於岩漿岩和變質岩中，煤和石油等可燃性礦產通常與沉積岩共存。

岩石按粘結狀態的分類

1. 堅固岩石：

通常具有高硬度，岩石破碎後其礦物質點之間的分子連線力都不會恢復。堅固岩石分含石英和不含石英兩類，前者硬度高，難以鑽掘。通常在生產中會遇到無裂紋和裂隙性兩種堅固岩石。在完整的堅固岩石中施工時，孔（井）壁穩定不必加固，而在強裂隙性岩石中穿過的孔（井）壁 必須加固。

2. 粘結性岩石

粘結性岩石由粘土礦物或主要由粘土礦物粘結的碎屑岩細 粒組成，特徵：

① 溼潤條件下，被破壞之前可以有大的殘餘變形；

② 質點間的內聚力，隨溼潤不同可在很寬的範圍內變化；

④ 某些粘結性岩石（粘土巖、白堊）在溼潤狀態下具有膨脹性，易造成孔（井）壁縮徑或坍塌。

3. 鬆散性岩石

鬆散性岩石由相互之間無粘結性的不同形狀與尺寸的細粒（砂、礫石、卵石、漂礫等）聚集 而成。在這類岩石中鑽掘的同時必須加固孔（井）壁，以防止坍塌。

4. 流動性岩石

流動性岩石（流砂層）由含水的砂質粘土類岩石（細砂、亞砂土）組成。當砂粒之間存在著極細小的粘土顆粒時，這類岩石具有較強的流動性。如果位於上覆岩層形成的高水頭壓力 之下，則流砂會沿著鑽孔上湧。因此在這類岩石中施工必須一邊鑽掘一邊加固孔（井）壁。

硬度較高的礦物是組成岩漿岩的主要造岩礦物。其強度和硬度較高。

硬度較低的礦物是組成沉積岩的主要造岩礦物。其強度和度較低。

造岩礦物中石英含量愈多，膠結物的強度愈大。

礦物顆粒愈細，岩石的強度愈大。

（二）岩石的結構

岩石的結構是指組成岩石的礦物成分、粒度、形狀和礦物顆粒之間的連線方式。

岩石的結構反映岩石的微觀組織特徵，體現了岩石中礦物或碎屑的粒度、形狀和表面性質。從鑽探工程的角度看，岩石的結構反映著岩石的非均質性和孔隙性。

岩石結構說明岩石的微觀組織特徵。與礦物顆粒的大小、形狀和表面特徵有關，反映岩石的非均質性和孔隙性。

岩漿岩主要具有塊狀結構，其構造特徵對鑽掘破碎岩石沒有顯著影響。

沉積岩的成因廣泛，故其結構也比較複雜。碎屑岩具有碎屑結構，按碎屑的大小可分為

礫狀結構（碎屑直徑＞2mm）

粗粒結構（碎屑直徑1~2mm）

中砂結構（碎屑直徑0.1~1m m）

粉砂結構（碎屑直徑0.01~0.1mm）

（三）岩石的構造

岩石構造屬於岩石的宏觀組織特徵。說明礦物顆粒間總的相互關係。

構造特徵：層理、片理、裂隙。

裂隙性是岩石的重要物理特徵之一。對岩石的強度、鑽進的難易程度和孔壁的穩定性影響很大。