岩石工程与岩石工程分类

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1、第６节常见岩石工程性质评述及岩石的工程分类一、岩石的工程性质二、岩石工程性质评述三、岩石的工程分类一、岩石的工程性质物理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水理性质力学性质岩石的的工程性质包括物理性质、水理性质及力学性质，其中力学性质最要，物理性质与水理性质对力学性质有较大的影响。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）1.物理性质ρ、ρs↑，n、e↓，岩石的工程

2、性质↑296-4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。2.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3.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（1）强度性质干燥试样抗压强度饱和试样抗压强度冻融试样抗压强度t=sntgj+c抗压强度(

3、R)抗拉强度(Rt)抗剪强度(τ)点荷载强度（Is）回弹强度（N）296-8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二、常见岩石工程性质评述岩石的成因、产状、结构、构造、矿物成分、节理发育程度及风化程度这七项地质特性就成为评述其工程性质的基础。（一）岩浆岩工程性质评价岩浆岩，一般把它视为均质、各向同性介质，往往认为岩浆岩地区工程地质条件比较简单，但不同岩浆岩，因其成分、结构

4、构造不同，工程性质是有差别。特别一些古老的岩浆岩，往往属多期火成岩体，其岩石组合复杂，岩性、岩相变化大，火山岩类则更为特殊，决不能简单视之。矿物成分的影响:矿物种类影响：一般硬度大的粒状和柱状矿物含量愈高，则其强度越高，如石英、长石、角闪石、辉石和橄榄石等矿物。硬度低，解理非常发育的矿物含量越高，则岩石强度越低，如云母特别是黑云母。矿物化学稳定性影响：石英、白云母的化学稳定性高，特别是石英的抗风化能力特强，而长石，特别是黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等，在地表条件下，极易发生化学分解，形成次生的粘

5、土矿物。因此，暗色矿物含量高的岩浆岩，其工程性质要差一些。结构影响:结晶程度影响：结晶矿物的晶粒依靠直接接触的力牢固的联结一起，结合力强，孔隙小，孔隙度低，稳定性好，强度一般较高。颗粒大小影响：等粒结构比不等粒结构强度高，如细粒花岗岩抗压强度为260MPa，粗粒花岗岩仅为120MPa，等粒花岗岩抗拉强度为18MPa，斑状花岗岩则为4MPa。构造影响:构造的不均匀性和裂隙发育降低岩石强度。喷出岩流纹构造、杏仁状构造等，使岩石呈现非均质和各向异性。一些强度低、易风化的矿物多沿一定方向富集，成条带状分

6、布，或局部聚集。气孔构造，各种裂隙等，均使岩石的连续性和整体性受到影响。在外力作用下，裂隙成为岩石破坏突破口。同时，岩石裂隙和孔隙的发育，增大了岩石孔隙度，促进风化作用进行，为水的进入提供了通道，被水饱和的岩石，其粒间的联结力遭到削弱，其强度会大大降低。岩浆岩产状影响：侵入岩矿物结晶好，颗粒之间联接牢固，多呈块状构造。因此，侵入岩抗水性强、力学强度及弹性模量高，具有较好的工程性质。但侵入岩矿物成分、结构构造不同，其工程性质有较大的差别。喷出岩具有隐晶质结构、致密块状构造的粗面岩、安山岩、玄武岩等

7、，工程性质良好，其强度甚至稍大于花岗岩，但当这类岩石具有明显的流纹、气孔构造或含有原生节理时，工程性质变差，孔隙度增加，抗水性降低，力学强度及弹性模量减小。（二）常见沉积岩的工程性质评述矿物成分影响：石英：砂岩的弹性与强度随石英含量增加而增大，如石英砂岩和硬砂岩，工程性质就很好。云母：含云母较多的砂岩就易风化。碳酸盐类：方解石等可溶性矿物，在水流作用下易形成岩溶，使得涌水、渗漏、塌陷等，成为碳酸盐岩中主要工程地质问题。如果碳酸盐岩中的杂质，如泥质、硅质等含量高，则溶解速度大大下降，致使岩溶不发育

8、。石灰岩的弹性和强度随硅质混合物含量的增加而提高。化学上不稳定矿物：如黄铁矿，及易溶于水的盐类如石膏、石盐、钾盐、芒硝等，有易分解性与溶解性。岩盐溶解后往往循层形成规模较大的层间褶皱扭曲破碎带，其工程地质条件往往很差，常会因承载力不够而发生塌陷。在破碎带及其影响范围内，地下水中的氯离子（Ｃl-）和硫酸根离子(SO42-)含量往往很高，有极强的腐蚀性，渗入混凝土中后，由于盐类的结晶与腐蚀，导致混凝土逐渐疏松呈豆腐渣状，经３~５年，甚至１~２年后，就可使混凝土结构遭到彻底破坏，无水石膏在这种条件下，