巖石物理學？巖石物理學是一門自然科學，專門研究巖石的各種物理性質和其產生機制；隸屬于地球物理學。巖石物理學既是物理學的一個獨立分支，又是地球物理學的一個重要組成部分。它是聯系地球物理學，巖石學，水文地質學，工程地質學，巖土力學等學科的紐帶和橋梁。巖石物理學是一門綜合性的邊緣學科。那么，巖石物理學？一起來了解一下吧。
實驗是巖石物理的基本研究方法。
主要步驟
采樣——制樣——測試——分析——結論與認識。
主要測量方法和物理性質測量方法：地核法、力法、震熱法等。巖石物理性質：磁化率、磁導率、密度、電阻（導）率、介電常數、波速、衰減、各向異性、熱導率、比熱、熱擴散系數、放射性等。
密度（density），容重 （weight density）
單位體積巖石的重量 kN/m3水：9.8kN/m3
比重：巖石的密度和水的密度的比值。
巖石比重平均為2.7
代表性結果。
滲透性（permeability）
巖石滲透性對許多巖石工程有決定性意義，如對大壩、水庫、地下隧道（臨水、高地下水地區等）、石油、核廢料儲存、瓦斯突出等。
滲透性與巖石孔隙度、巖石中的裂隙和應力水平有很大關系。
達西定律（Darcy’s law）：
：在x方向的流量速率；（ ）
：流體壓力， =（ ）
：流體容重 （kN/m3）
：流體（滲透體）柱高度 (m)
：流體的粘度；（ ）
對于水，20℃時， =1.005×10-3 ； =9.80 kN/m3。
：垂直于 方向的橫截面積；（ ）
：滲透系數，與流體（滲透體）的性質無關，與巖石性質有關，單位為面積（ ）
達西定律的另一種形式（滲透體為20℃的水）
：滲透體高度（水頭高度），單位：m
：滲透系數，單位為速度（cm/s）
代表性 系數值 附表3
和 互換：
滲透性單位：1darcy=9.87×10-9cm2 ( )
1Darcy=10-3cm/s ( )
2.1.4 聲波速度（在巖石中的傳播速度）(Sonic Velocity in Rock )
用于了解巖石中的裂隙程度
：巖石沒有孔隙縱波速度
： 成份在巖石中的比例
各種礦物成份的縱波速度
在關于巖石物理學的研究方法的討論中已經提到，由于影響巖石物理性質的因素多且相互之間的關系復雜，所以在進行巖石物理學理論研究時要把實際的巖石模型化，只保留影響巖石物理性質的主要因素，而忽略次要因素。常用的巖石物理學模型有（圖2-8-1）：①層狀介質模型；②分散狀介質模型；③離散顆粒堆積介質模型；④網狀介質模型；⑤連續介質模型。
圖2-8-1 巖石物理學模型
1.層狀介質模型
層狀介質模型是最簡單的一種巖石物理模型。其基本思想是根據所考慮巖石的礦物組成將結構雜亂無章的巖石等效為水平層的集合。每一層相當于一種礦物成分，每層的厚度則根據礦物的體積分數來決定。整個層狀介質的巖石物理參數一般按有關的物理定律由單層的巖石物理性質經過相對于體積分數的加權算術平均或加權對數平均得到。
層狀介質模型具有簡單、直觀、容易進行數學處理等優點，尤其是對于巖石物理參數各向異性的描述，更是占有不可替代的地位。但是，在自然界中，除了具有平行裂縫的巖石和大部分變質巖以外，具有層狀結構的巖石比較少見。
2.分散狀介質模型
分散狀介質模型假設巖石中存在有一種基本的物質，而其他物質以分散的形式分布在這種基本物質之中。這種分散性的分布既可以是確定性的，又可以是隨機的。
巖石的各項物理力學性質之間有何內在聯系如下：
主要的巖石力學性質的剛性、柔性、彈性、塑性、脆性、韌性以及強度等的定義如下。剛性和柔性指的巖石在力的作用下是否出現變形的性質，否則剛性，是則柔性。彈性和塑性指的是巖石在力的作用下是否出現可恢復的變形的性質，否則塑性，是則彈性。
脆性和韌性指的巖石在力的作用下是出現破裂的變形還是流動而不破裂的變形的性質，前者是脆性，后者是韌性。強度指巖石在力的作用下出現屈服或破裂時承受的最大應力。巖石處于地下深處，承受著周圍巖體對它施加的圍壓作用、地下熱量對其的加熱作用、地下流體對其的物理和化學作用以及時間因素的作用等。所有這些因素在很大程度上可改變巖石的力學表現。
1.圍壓因素
巖石所處深度越大，圍壓也越大，這種壓力，一方面增強了巖石的韌性；另一方面，大大提高了巖石的強度極限，彈性極限也有所增高。
圖3-44為石灰巖在常溫時從0.1MPa到約400MPa的圍壓下進行實驗而得出的應力-應變曲線。當圍壓為0.1MPa，施加壓應力到280MPa時，石灰巖表現為彈性，超過此值巖石就破裂。當圍壓增大到100MPa以上，石灰巖受到400MPa左右的壓應力時，開始顯示塑性變形。
巖石電學中的基本物理量是電場強度矢量E、電極化強度矢量P和傳導電流密度矢量j。其中，電場強度矢量描述單位點電荷在電場中所受到的力；極化強度矢量代表單位體積內的電偶極矩；傳導電流密度矢量定義為單位體積內的傳導電流強度。在各向同性介質中，電場強度和電流密度矢量之間滿足微觀歐姆定律（或微分歐姆定律）：
j=σE （5-1-1）
式中：σ為媒質的電導率，在數值上等于電阻率ρ的倒數，即σ=1/ρ。
在各向異性介質中，電導率變為二階張量。因此，在各向異性介質中
巖石物理學基礎
與電流密度矢量和電場強度矢量之間的關系類似，在各向同性介質中電極化強度矢量和電場強度矢量之間的關系為
P=ε0χ（e）E （5-1-3）
式中：ε0為真空中的介電常數，其數值為8.854×10-12F/m；χ（e）為電極化系數。在各向異性條件下，電極化系數變為一個二階張量。從而
巖石物理學基礎
在電介質中，雖然傳導電流無法通過，但隨時間變化的電場卻能在其內產生交變電流。為了描述這種現象，麥克斯韋（Maxwell）通過電場強度矢量E和電極化強度矢量P引入了電通量密度矢量D，即
D=ε0E+P=（1+χ（e））ε0E=ε0εrE （5-1-5）
式中：εr=1+χ（e）為相對介電常數。
以上就是巖石物理學的全部內容，常用的巖石物理學模型有（圖2-8-1）：①層狀介質模型；②分散狀介質模型；③離散顆粒堆積介質模型；④網狀介質模型；⑤連續介質模型。圖2-8-1 巖石物理學模型 1.層狀介質模型 層狀介質模型是最簡單的一種巖石物理模型。其基本思想是根據所考慮巖石的礦物組成將結構雜亂無章的巖石等效為水平層的集合。
