巖石結晶不同粒度的粘結巖石的形成礦物顯微鏡
巖石的力學特性
巖石的力學構造有幾種不同的狀態，這些狀態取決于用
以進行研究的尺度和細節．
許多巖石含有結晶集合體和被不同量的粘結材料結合在
一起的非結晶顆粒． 結晶的化學組成可能是比較均勻的(如
在某些石灰巖申那樣)，或者是非常不均勻的(如在花崗巖
中)．而且，晶體的尺寸可能是均勻的或有些變化，但它們一
般具英寸的量級，因而粒度較�。@些結晶一般代表在其上
進行力學特性研究的較小尺度．一方面，結晶之間的邊界常
常代表巖石構造的薄弱點，它不那么能看成是連續的，另一方
面，晶體本身的變形提供了有關巖石承受的變形的有益證據．
在幾英尺到幾百英尺范圍的尺度內，某些巖石的構造是
連續的，但它更經常地被裂縫、節理和分割成不同層的層面所
中斷． 正是這種尺度和這種不連續性才是工程上較關心的，
在工程中，結構以其為基礎或建造在其中的巖石具有類似的
尺寸．
巖石的總體力學特性，取決于其每種構造特征．然而，在
不同環境中個別特征具有重要的變化．
在某些階段，對巖石力學特性附加上數值變得十分必要．
這些數值很容易從巖石試件的實驗室試驗來獲得．這些試件
通常有幾英寸的尺寸，并含有足夠多的構造顆粒，以便認為是
大致均勻的．這樣一來，雖然在這種試件上單個顆粒的特性
彼此可能十分不同，而且單個晶體本身常常是各向異性的，然
而它們和它們之間的顆粒邊界以充分隨機的方式相互作用，
使得試件具有平均的均勻特性．這種平均的特性并不必然是
各向同性的，因為巖石的形成或變質的過程常使構造顆粒的
排列成行，因而從尺寸、組成和分布上看其相互作用是隨機
的，但從其各向異性上看，則不是隨機的．這種被認為是均勻
的巖石試件具有顯著的各向異性．
在更大的尺度上，裂縫、節理、層理和較小的斷層引起有
關巖體連續性的重要問題．如果巖體承受拉伸、流體壓力或
超過其對滑動的摩擦抗力的剪切時，則這些擾動可能間斷巖
體位移的連續性．當這些擾動與巖石中構造尺度相比較小時，
其作用是改變巖體的力學特性，但仍然可按連續介質處理．
然而，當其具有足夠的尺寸時，必須將其作為構造或邊界的一
部分來處理．
施加在巖體上的荷載通常是由重力引起的，而且壓應力
比非壓應力更常遇到．在此情況下，與巖石特性和連續性有
關的較重要的因素是巖石中各種尺寸的裂縫和節理表面之間
的摩擦．如果情況是沿任何表面都不可能滑動，則系統可以
很好地按具有平均試驗試件特性的連續巖石近似處理．如果
在任何表面上有可能滑動，則系統不得不按這些表面所分割
的單元來處理，而且在這些表面上具有摩擦的邊界條件．
