工程地质 第4章1岩石及特殊工程性质ppt课件.ppt

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1、第四章岩石及特殊土的工程性质物理性质水理性质岩石的工程地质性质力学性质影响因素岩石的矿物成分岩石的结构构造岩石的风化程度第一节岩石的物理性质岩石的物理性质是岩石的基本工程性质，主要是指岩石的重力性质和孔隙性4.1.1岩石的重力性质一、岩石的相对密度是岩石固体部分（不含孔隙）的重力与同体积水在4°C时重力的比值。岩石相对密度的大小，取决于组成岩石的矿物相对密度及其在岩石中的相对含量。组成岩石的矿物相对密度大、含量多，则岩石的相对密度大。一般岩石的相对密度约在2.65左右，相对密度大的可达3.3。二、岩石的重度是指岩石单位体积的重力，在数值上，它等于岩石试

2、件的总重力（含孔隙中水的重力）与其总体积（含孔隙体积）之比。岩石之重度大小，取决于岩石中的矿物相对密度、岩石的孔隙性及其含水情况。岩石孔隙中完全没有水存在时的重度，称为干重度。岩石中的孔隙全部被水充满时的重度，称为岩石的饱和重度。组成岩石的矿物相对密度大，或岩石中的孔隙性小，则岩石的重度大。对于同一种岩石，若重度有差异，则重度大的结构致密、孔隙性小，强度和稳定性相对较高。三、岩石的密度岩石单位体积的质量称为岩石的密度。岩石孔隙中完全没有水存在时的密度，称为干密度。岩石中孔隙全部被水充满时的密度，称为岩石的饱和密度。常见岩石的密度为2.3～2.8g/cm

3、3重度和密度的关系？4.1.2岩石的孔隙性岩石中的空隙包括孔隙和裂隙。岩石的空隙性是岩石的孔隙性和裂隙性的总称，可用空隙率、孔隙率、裂隙率来表示其发育程度。但人们已习惯用孔隙性来代替空隙性。即用岩石的孔隙性，反映岩石中孔隙、裂隙的发育程度。岩石的孔隙率（或称孔隙度）是指岩石中孔隙（含裂隙）的体积与岩石总体积之比值，常以百分数表示，式4-1n—岩石的孔隙率，％Vn—岩石中孔隙（含裂隙）的体积cm3V—岩石的总体积，cm3岩石孔隙率的大小，主要取决于岩石的结构构造，同时也受风化作用、岩浆作用、构造运动及变质作用的影响。由于岩石中孔隙、裂隙发育程度变化很大，

4、其孔隙率的变化也很大。例如，三叠纪砂岩的孔隙率为0.6％~27.7％。碎屑沉积岩的时代愈新，其胶结愈差，则孔隙率愈高。结晶岩类的孔隙率较低，很少高于3％。常见岩石的物理性质指标见表4一1第二节岩石的水理性质岩石的水理性质，是指岩石与水作用时所表现的性质，主要有岩石的吸水性、透水性、溶解性、软化性、抗冻性等4.2.1岩石的吸水性岩石吸收水分的性能称为岩石的吸水性常以吸水率、饱水率两个指标来表示一、岩石的吸水率是指在常压下岩石的吸水能力，以岩石所吸水分的重力与干燥岩石重力之比的百分数表示岩石的吸水率与岩石的孔隙数量、大小、开闭程度和空间分布等因素有关。岩石

5、的吸水率愈大，则水对岩石的侵蚀、软化作用就愈强，岩石强度和稳定性受水作用的影响也就愈显著二、岩石的饱水率（w2：）是指在高压(15MPa)或真空条件下岩石吸水能力，仍以岩石所吸水分的重力与干燥岩石重力之比的百分数表示。岩石的吸水率与饱水率的比值，称为岩石的饱水因数，其大小与岩石的抗冻性有关，一般认为饱水因数小于0.8的岩石是抗冻的。4.2.2岩石的透水性岩石的透水性，是指岩石允许水通过的能力。岩石的透水性大小，主要取决于岩石中孔隙、裂隙的大小和连通情况，岩石的透水性用渗透系数（K）来表示4.2.3岩石的透水性岩石的溶解性，是指岩石溶解于水的性质，常用溶

6、解度或溶解速度来表示。常见的可溶性岩石有石灰岩、白云岩、石膏、岩盐等。岩石的溶解性，主要取决于岩石的化学成分，但和水的性质有密切关系，如富含C02的水，则具有较大的溶解能力。4.2.2岩石的软化性岩石的软化性，是指岩石在水的作用下，强度和稳定性降低的性质。岩石的软化性主要取决于岩石的矿物成分和结构构造特征。岩石中粘土矿物含量高、孔隙率大、吸水率高，则易与水作用而软化，使其强度和稳定性大大降低甚至丧失岩石的软化性常以软化因数来表示。软化因数等于岩石在饱水状态下的极限抗压强度与岩石风干状态下极限抗压强度的比值，用小数表示。其值愈小，表示岩百在水的作用下的强

7、度和稳定性愈差。未受风化影响的岩浆岩和某些变质岩、沉积岩，软化因数接近于1，是弱软化或不软化的岩石，其抗水、抗风化和抗冻性强；软化因数小于0．75的岩石，认为是强软化的岩石，工程性质较差，如粘土岩类4.2.5岩石的抗冻性岩石的孔隙、裂隙中有水存在时，水一结冰，体积膨胀，则产生较大的压力，使岩石的构造等遭破坏。岩石抵抗这种冰冻作用的能力，称为岩石的抗冻性。在高寒冰冻地区，抗冻性是评价岩石工程地质性质的一个重要指标。岩石的抗冻性，与岩石的饱水因数、软化因数有着密切关系。一般是饱水因数愈小，岩石的抗冻性愈强；易于软化的岩石，其抗冻性也低。温度变化剧烈，岩石反

8、复冻融，则降低岩石的抗冻能力。岩石的抗冻性，有不同的表示方法，一般用岩石在抗冻试验前后抗压强度