问答题
10分
4.影响岩石硬度的因素有哪些?
参考解析: 岩石的硬度反映岩石抵抗外部更硬物体压入(侵入)其表面的能力。
硬度与抗压强度有联系,但又有很大区别。抗压强度是固体抵抗整体破坏时的阻力,而硬度则是固体表面对另-物体局部压入或侵入时的阻力。因此,硬度指标更接近于钻掘过程的实际情况。因为回转钻进中,岩石破碎工具在岩石表面移动时,是在局部侵入(可能非常微小)的同时使岩石发生剪切破碎。由前面的分析知道,工具压入岩石是很难的,而压入后剪切破岩却较容易。所以我们说,硬度对钻掘工程而言是一一个主要力学性能参数。
(1)岩石中石英及其他坚硬矿物或碎屑含量愈多,胶结物的硬度越大,岩石的颗粒越细,结构越致密,则岩石的硬度越大。而孔隙度高,密度低,裂隙发育的岩石硬度将会降低。
(2)岩石的硬度具有明显的各向异性。但层理对岩石硬度的影响正好与对岩石强度的影响相反。垂直于层理方向的硬度值最小,平行于层理的硬度最大,两者之间可相差1.05~1.8倍。岩石硬度的各向异性可以很好地解释钻孔弯曲的原因和规律,并可利用这一现象来实施定向钻进。
(3)在各向均匀压缩的条件下,岩石的硬度增加。在常压下硬度越低的岩石,随着围压增大,其硬度值增长越快。
(4)一般而言,随着加载速度增加,将导致岩石的塑性系数降低,硬度增加。但当冲击速度小于10m/s时,硬度变化不大。加载速度对低强度、高塑性及多孔隙岩石硬度的影响更显著。