地质学：岩石的工程性质及工程分类

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1、1.5岩石的工程性质及工程分类一、岩石的工程性质二、风化作用三、岩石的工程分类一、岩石的工程性质物理性质水理性质力学性质重量性质孔隙性质吸水性透水性软化性抗冻性强度性质变形性质密度（ρ）和重度（γ）r、rsat、rd（γ、γsat、γd）等颗粒密度（ρs）和比重（ds）ds=ρs/ρw孔隙比（e）与孔隙度（n）裂隙率（KT）物理性质ρ、ρs↑，n、e↓，岩石的工程性质↑(2.60~2.90)岩石名称比重岩石名称比重花岗岩2.50~2.84泥灰岩2.70~2.80流纹岩2.65左右石灰岩2.48~2.76凝灰岩2.56左右白云岩2.78左右闪长岩2

2、.60~3.10板岩2.70~2.84斑岩2.30~2.80石英片岩2.60~2.80辉长岩2.70~3.20绿泥石片岩2.80~2.90辉绿岩2.60~3.10角闪片麻岩3.07左右玄武岩2.50~3.30花岗片麻岩2.63左右砂岩1.80~2.75石英岩2.63~2.84页岩2.63~2.73大理岩2.70~2.87常见岩石的比重(2.30~2.85g/cm3)岩石名称容重岩石名称容重花岗岩2.52~2.81石灰岩2.37~2.75闪长岩2.67~2.96白云岩2.75~2.80辉长岩2.85~3.12片麻岩2.59~3.06辉绿岩2.80~3

3、.11片岩2.70~2.90砂岩2.17~2.70大理岩2.75左右页岩2.06~2.66板岩2.72~2.84常见岩石的密度孔隙度多用于松散土、石，而裂隙率多用于结晶连接的坚硬岩石。水理性质吸水性岩石在浸水过程中具有的吸水性能透水性岩石容许水透过的能力软化性岩石浸水后强度降低的性能抗冻性岩石抵抗冻融破坏的性能可溶性岩石被水溶解的性能膨胀性岩石吸水后体积增大引起岩石结构破坏的性能崩解性岩石被水浸泡，内部结构遭到完全破坏呈碎块状崩开散落的性能表示岩石吸水性的指标吸水率（w1）饱和吸水率（w2）饱和系数（kw）岩石的吸水性取决于本身所含裂隙、孔隙的数量

4、、大小、开闭程度及分布情况。指岩石容许水透过的能力，用渗透系数k来表示。水在孔隙、裂隙中渗透流动，大多服从达西定律：岩石的透水性透水性几种岩石的渗透系数岩石名称岩石渗透系数K(cm/s)室内试验野外试验花岗岩玄武岩砂岩页岩石灰岩白云岩片岩岩石的软化性软化性用软化系数来表示，它是指岩石饱和状态下与天然风干状态下单轴抗压强度之比，即：软化性取决于岩石中的矿物成分和孔隙性。岩石名称软化系数岩石名称软化系数花岗岩0.72~0.97泥灰岩0.44~0.54流纹岩0.75~0.95石灰岩0.70~0.94玄武岩0.30~0.95泥岩0.40~0.60闪长岩0.

5、60~0.80硅质板岩0.75~0.79安山岩0.81~0.91石英片岩、角闪片岩0.44~0.84辉绿岩0.33~0.90绿泥石片岩、云母片岩0.53~0.69凝灰岩0.52~0.86片麻岩0.75~0.97砾岩0.50~0.96千枚岩0.67~0.96砂岩0.21~0.75石英岩0.94~0.96页岩0.24~0.74泥质板岩0.39~0.52岩石的抗冻性岩石的抗冻性与岩石的结构有关。表示岩石抗冻性的指标有：强度损失率重量损失率力学性质强度性质　岩石在外力作用下发生破坏时所能承受的最大应力变形性质强度性质干燥试样抗压强度饱和试样抗压强度冻融试样

6、抗压强度t=sntgj+c抗压强度(R)抗拉强度(Rt)抗剪强度(τ)点荷载强度（Is）回弹强度（N）变形性质OA段：裂隙压密阶段AB段：弹性变形阶段BC段：塑性变形、裂隙扩展阶段变形模量E0=s/e弹性模量E50=s50/eD泊松比n=e横/e纵岩石变形性质的指标常见岩石的变形特性指标岩石名称E岩石名称E花岗岩5~100.1~0.3页岩0.2~80.2~0.4流纹岩5~100.1~0.25石灰岩5~100.2~0.35闪长岩7~150.1~0.3白云岩5~9.40.15~0.35安山岩5~120.2~0.3板岩2~80.2~0.3辉长岩7~150

7、.1~0.3片岩1~80.2~0.4玄武岩6~120.1~0.35片麻岩1~100.1~0.35砂岩0.5~100.2~0.3石英岩6~200.08~0.25（2）岩石的强度特性岩石在达到破坏前所能承受的最大应力称岩石的强度。单轴抗压强度标准岩石试样在单向压缩时能承受的最大压应力。一般指烘干试样、垂直层理受力的抗压强度。抗拉强度岩石在单向拉伸时能承受的最大拉应力。直接拉伸试验比较困难，多采用间接拉伸试验（如劈裂法）。常见岩石的数值范围岩石名称（MPa)（MPa)岩石名称（MPa)（MPa)花岗岩100~25070~25页岩5~1002~10流纹岩1

8、60~300120~30黏土岩2~150.3~1闪长岩120~280120~30石灰岩40~2507~20安山岩140~3