岩石工程地质性质

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1、第六章岩石的工程地质性质朱章雄§6.1岩石的物理性质一、岩石的密度二、岩石的空隙性§6.2岩石的水理性质一、岩石的吸水性二、岩石的软化性三、岩石的抗冻性四、岩石的透水性§6.3岩石的力学性质§6.1岩石的物理性质岩石和土一样，也是由固体、液体和气体三相组成的。定义：物理性质是指岩石由于三相组成的相对比例关系不同所表现的物理状态。1、岩石的密度2、岩石的空隙性一、岩石的密度1、颗粒密度(ρs)ρs=ms/Vs2、块体密度(ρ)ρ=m/V注意：（1）ρs与ρ的区别(ρs>ρ)（2）ρs与ρ的单位（g/cm3kN/m3）（3）测试方法（ρs---比重瓶法；ρ--量积法

2、）常见岩石的物理性质指标值二、岩石的空隙性总空隙率(n)总开空隙率(no)大开空隙率(nb)小开空隙率(na)闭空隙率(nc)岩石的空隙(裂隙、孔隙)闭空隙开空隙大开空隙小开空隙隙比岩石空隙率§6.2岩石的水理性质定义：岩石在水溶液作用下表现出来的性质，称为水理性质。主要有：1.吸水性2.软化性3.抗冻性4.透水性一、岩石的吸水性定义：岩石在一定的试验条件下吸收水分的能力，称为岩石的吸水性。1.吸水率(Wa)：岩石试件在大气压力和室温条件下自由吸入水的质量(mw1)与岩样干质量(ms)之比，用百分数表示2.饱和吸水率岩石的饱和吸水率(Wp)是指岩石试件在高压(一

3、般压力为15MPa)或真空条件下吸入水的质量(mw2)与岩样干质量(ms)之比，用百分数表示，即3.饱水系数岩石的吸水率(Wa)与饱和吸水率(Wp)之比，称为饱水系数。它反映了岩石中大、小开空隙的相对比例关系。几种岩石的吸水性指标值二、岩石的软化性岩石浸水饱和后强度降低的性质，称为软化性，软化系数(KR)为岩石试件的饱和抗压强度(σcw)与干抗压强度(σc)的比值岩石中含有较多的亲水性和可溶性矿物，大开空隙较多，岩石的软化性较强，软化系数较小。KR＞0.75，岩石的软化性弱，工程地质性质较好KR＜0.75，岩石软化性较强，工程地质性质较差常见岩石的物理性质指标

4、值岩石的抗冻性是指岩石抵抗冻融破坏的性能，是评价岩石抗风化稳定性的重要指标。岩石的抗冻性用抗冻系数Cf表示，指岩石试样在±250C的温度期间内，反复降温、冻结、融解、升温，然后测量其抗压强度的下降值（σc-σcf）,以此强度下降值与融冻试验前的抗压强度σc之比的百分比代表抗冻系数Cf，即可见：抗冻系数Cf越小，岩石抗冻融破坏的能力越强。三、岩石的抗冻性三、岩石的抗冻性抗冻系数(Rd)：岩石试件经反复冻融后的干抗压强度(σc2)与冻融前干抗压强度(σc1)之比，用百分数表示质量损失率(Km)：冻融试验前后干质量之差(ms1－ms2)与试验前干质量(ms1)之比，以

5、百分数表示Rd＞75％，Km＜2％，抗冻性高吸水率Wa＜5％、软化系数KR＞0.75，饱水系数小于0.8的岩石，抗冻性高。在一定的水力梯度或压力差作用下，岩石能被水透过的性质，称为透水性。地下水存在于岩石孔隙、裂隙之中，而且大多数岩石的孔隙裂隙是连通的，因而在一定的压力作用下，地下水可以在岩石中渗透。岩石的这种能透水的性能称为岩石的透水性。岩石的透水性大小不仅与岩石的孔隙度大小有关，而且还与孔隙大小及其贯通程度有关。衡量岩石透水性的指标为渗透系数(K)。一般来说，完整密实的岩石的渗透系数往往很小。岩石的渗透系数一般是在钻孔中进行抽水或压水试验而测定的。一般认为，

6、水在岩石中的流动，如同水在土中流动一样，也服从于线性渗流规律——达西定律，即四、岩石的透水性几种岩石的渗透系数值岩石的碎胀性岩石破碎后的体积VP比原体积V增大的性能称为岩石的碎胀性，用碎胀系数ξ来表示。碎胀系数不是一个固定值，是随时间而变化的。永久碎胀系数（残余碎胀系数）――不能再压密时的碎胀系数称为永久碎胀系数.§6.3岩石的力学性质岩石的强度：岩石抵抗外力作用的能力，岩石破坏时能够承受的最大应力。a.单向抗压强度b.单向抗拉强度c.剪切强度d.三轴抗压强度岩石的变形：岩石在外力作用下发生形态（形状、体积）变化。a.单向压缩变形b.反复加载变形c.三轴压缩变形

7、d.剪切变形岩石的变形特性弹性：指物体在外力作用下发生变形，当外力撤出后变形能够恢复的性质。塑性：指物体在外力作用下发生变形，当外力撤出后变形不能恢复的性质。脆性：物体在外力作用下变形很小时就发生破坏的性质。延性：物体能够承受较大的塑性变形而不丧失其承载能力的性质。粘性（流变性）：物体受力后变形不能在瞬间完成，且应变速度（dε/dt）随应力大小而变化的性质。弹性变形塑性变形线弹性变形非线弹性变形变形岩石强度与外力有关a.外力性质：动载荷、静载荷b.外力方式：拉伸、压缩、剪切C.应力状态：单向、双向、三向1岩石单轴抗压强度1）定义：岩石在单轴压缩荷载作用下达到破坏

8、前所能承受的最大压应力称