岩石与岩体的工程地质性质

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1、2014/5/5讲课学时安排工工程程地地质质学学矿物与岩石：10地质构造：2岩石与岩体工程地质性质：4土的工程性质及分类：4总学时：32地下水：3工程地质问题：3昆明理工大学土木工程系工程地质原位测试：3张家明工程地质勘察：3第三章第三章岩石与岩体的工程地质性质岩石与岩体的工程地质性质第三章第三章岩石与岩体的工程地质性质岩石与岩体的工程地质性质3.1岩石的物理与水理性质及其描述指标3.1岩石的物理与水理性质及其描述指标3.2岩石的强度特性及描述指标3.2岩石的强度特性及描述指标3.3岩石的变形特性及描述指标

2、3.3岩石的变形特性及描述指标3.4岩体的工程地质性质3.4岩体的工程地质性质3.1岩石的物理与水理性质及其描述指标两个基本概念岩石（rock）：在长期的地质过程中,,由矿物和岩屑形成的自然集合体。俗称岩块..岩体岩体（（rockmassrockmassorormassifmassif）：一定工程范围内的自然地质体围内的自然地质体。。基本组成：岩块＋基本组成：岩块＋结构面结构面。。此外岩体中还有地下水此外岩体中还有地下水、、瓦斯瓦斯、、地热等地热等。。岩体是由水岩热气等构成的复岩体是由水岩热气等构成的复杂体

3、系杂体系。。Photo©2002XuZemin12014/5/5Photo©2012XuZeminPhoto©2012XuZemin（１）（１）颗粒密度颗粒密度：岩石的固体物质（骨架）的（3））含水率含水率：岩石中水的质量与固相颗粒的质量与其体积的比值，也称比重、相对密度，用s或ds表示。这个指标质量的比值。用W表示，无量纲。很少使用。（4）吸水率：岩石在某种条件下吸入水的质（2））块体密度块体密度：单位体积岩块的质量。分为量与岩石固体（骨架）的质量之比。干密度、天然密度和饱和密度，用用W（百分数）表示

4、，无量纲。分为表示。国际单位kg/m3。对应指标为容重（重度-重力密度），单位kNkN/m/m3。吸水率和饱和吸水率。（5））孔隙度孔隙度：岩石中各种孔隙：岩石中各种孔隙的总体积与岩的总体积与岩吸吸水水率率：一个大气压下吸入的水的质石总体积的百分比，无量纲。量与固相颗粒的质量的比；（6））软化系数软化系数：岩石在饱和状态下的极限抗压强度和在风干状态下极限抗压强度饱和吸水率：用强制方法（煮沸或真空抽气）的比，用小数表示。使岩石饱和后，水的质量与固相颗软化性：岩石受水作用后，强度和稳定粒的质量的比值。性发生变化

5、的性质。22014/5/5（7））抗冻性抗冻性：岩石孔隙中有水存在时：岩石孔隙中有水存在时，，水一水一结冰结冰，，体积膨胀体积膨胀，，就产生巨大的压力就产生巨大的压力。。（8））自由膨胀率自由膨胀率：易崩解岩石在不受约束的由于这种压力的作用由于这种压力的作用，，会促使岩石的强会促使岩石的强条件下条件下，，浸水后自由膨胀浸水后自由膨胀（（径向径向、、轴向轴向））变形量与试件原对应尺寸变形量与试件原对应尺寸度降低和稳定性破坏度降低和稳定性破坏，，岩石抵抗这种压岩石抵抗这种压的比值的比值，，以以百分数表示表示。。

6、力的能力力的能力，，称为岩石的抗冻性称为岩石的抗冻性。。试件形状为圆柱体或长方体或一般用岩石在抗冻试验前后抗压强度的正方体；试件具体尺寸无要求。降低率表示降低率表示。。抗压强度降低率小于抗压强度降低率小于存在问题：许多岩石可能会发2020%%~~2525%%的岩石认为是抗冻的的岩石认为是抗冻的，，大于大于生崩解，而无法测定。2525%%认为是非抗冻的认为是非抗冻的。。（9））侧向约束膨胀率侧向约束膨胀率：岩石试件在侧向（10））膨胀压力膨胀压力：岩石试件浸水后保持体积受限，轴向承受有限荷载时，浸水后产生不变

7、时所需的压力。的轴向变形与试件原高度的比值。试验:（1）圆柱形试件置于金属套环内，侧向受限；试验：圆柱形试件放入内涂凡士林的（2）尺寸不定；（3）上部施加0.01MPa荷载（消除初始扰动）金属套环内，试件上下放薄型滤纸和透水至稳定；（4）注水，每膨胀0.001mm时，增加荷载，板；试件顶部施加5kP的均布荷载（金属使试件回复原高度；直至稳定。块）。安装千分表，浸水测量。（5））膨胀压力＝轴向荷载／试件横截面积膨胀压力＝轴向荷载／试件横截面积（MPa）膨胀性泥岩泥岩崩解Photo©2000XuZeminPho

8、to©2000XuZemin32014/5/5由于介质弹性性质的差异由于介质弹性性质的差异，，弹性波在其中的传播速度是不同的弹性波在其中的传播速度是不同的。。（11））波速波速：岩石中的孔隙将引起应力波2GE1VP112的反射和折射的反射和折射，，从而降低其传播从而降低其传播GE速度速度，，岩石中的空隙越多岩石中的空隙越多、、规模规模VS21越大，岩石（体）的质