《公路工程地质》 第六章 岩石和岩体的工程地质性质

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1、课程名称公路工程地质专业名称授课教师/职称授课方式课堂讲授授课题目（章、节）岩石和岩体的工程地质性质教材及参考书目教材：齐丽云、徐秀华主编的公路工程地质统遍教材与罗筠、刘志主编的自编教材。参考书目：1、李治平主编，工程地质学；2、交通职业技术院校路桥专业教学参考书编审组编，试题集及题解。教学目的与要求：1.描述地下水的定义和了解地下水的分类；2、熟悉各类地下水特点及地下水对公路的危害；3、掌握各类地下水对公路工程的影响。内容和时间安排、教学方法：1．内容和时间安排：内容参见以下教案；安排2学时。2．教学方

2、法：课堂讲授。教学重点和难点：1．重点：各类地貌的特征、各类地貌与公路工程的关系。2．难点：各类地貌的特征。知识目标：掌握断裂构造（节理、断层）的基本概念；理解节理、断层的形成；熟悉断层的野外特征，掌握节理、断层对公路工程的影响。能力与技能目标：具有描述识别节理、断层的能力；掌握节理、断层对公路工程的影响。复习思考题、作业题：作业题：教材中习题(两题)。第六章岩石和岩体的工程地质性质                                     第一节岩石的工程地质性质岩石、岩体作为工程地基、围

3、岩或建筑材料，较之疏松土有许多优良特性，如连接牢、变形小、强度大、抗水性强、透水性弱等。实际上，从工程地质观点看，岩石是矿物的集合体，没有显著软弱面的石质材料；而岩体则是岩石的地质综合体，它被各式各样宏观地质界面分割成大小不等、形态各异、多有一定规律排列的许多块体。从工程地质观点来说，被十分关注的地质界面是那些对工程建筑有重大影响的结构面。它泛指岩体中具有一定产状、两向延展、厚度甚小、力学强度相对低的地质界面，如层面、节理面、断裂面等。显然，岩体工程地质性质，严格受其结构面的控制，而岩石的工程地质性质．则

4、是它的基础。岩石工程地质性质包括物理性质、水理性质及力学性质。一、岩石的物理性质1．岩石重量比重：是单位体积岩石固体部分的重量与同体积水的重量(4℃)之比。测定岩石比重，须将岩石研磨成粉末烘干后，再用比重瓶法测定之。常见岩石比重多为2.50～3.30。容重：岩石容重是单位体积岩石的重量。按岩石的含水状况不同，容重可分为天然容重、干容重和饱和容重：天然容重和饱和容重又可称湿容重。但由于一般岩石的空隙很少，其干容重与湿容重数值上差别不大，与岩石比重也比较接近。通常可用干容重来表示岩石的天然容重。6干容重：是岩

5、石在完全干燥状态下，其单位体积中固体部分的重量。岩石的天然容重决定于组成岩石的矿物成份、空隙发育程度及其含水情况。大多数岩石的容重在2.3～3.1g/m3之间。2．岩石空隙性岩石空隙性系岩石孔隙性和裂隙性的统称。岩石空孔隙性常用空隙率表示，或用孔隙率和裂隙率表示。空隙率；系指岩石空隙体积与岩石总体积之比，以百分数表示。岩石空隙有的与外界连通，有的不相通；空隙开口也有大小之分。岩石因形成条件及其后期经受的变化不同，空隙率变化很大，其变化区间可自小于百分之一到百分之几十。新鲜结晶岩类空隙率一般较低，很少大于3

6、％；沉积岩空隙率较高，一般小于10％，但部分砾岩和充填胶结差的砂岩空隙率可达l0％～20％。风化程度加剧，岩石空隙率相应增加，可达30％左右。二、岩石水理性质：指岩石与水相互作用时所表现的性质，通话包括岩石吸水性、透水性、软化性和抗冻性等。1.岩石吸水性：岩石在一定试验条件下的吸水性能称岩石吸水性。它取决于岩石空隙数量、大小、开闭程度和分布情况。表征岩石吸水性的指标有吸水率、饱水率和饱水系数。2．岩石透水性岩石能被水透过的性能称岩石透水性。水只沿连通空隙渗透。岩石透水性大小可用渗透系数衡量，它主要决定于岩

7、石空隙的大小、数量、方向及其相互连通情况。3．岩石软化性岩石浸水后强度降低的性能称岩石的软化性。岩石软化性与岩石空隙性、矿物成份、胶结物质等有关。岩石软化性大小，常用软化系数(软化系数＝岩石饱水状态的抗压强度／岩石干燥状态的抗压强度)来衡量。软化系数小于l，通常认为，岩石软化系数＞0.75，软化性弱，抗水、抗风化和抗冻性能强；软化系数＜0.75，工程地质性质较差。4.岩石抗冻性岩石抵抗冻融破坏的性能称岩石的抗冻性。由于岩石浸水后，当温度降到0℃以下时，其空隙中的水将冻结，体积增大9％，产生较大的膨胀压力．

8、使岩石的结构和连结发生改变．直至破坏。反复冻融后，将使岩石强度降低。可用强度损失率和重量损失率表示岩石的抗冻性能。三、岩石的力学性质：岩石在各种静力、动力作用下所表现的性质，主要包括变形和强度。1．岩石变形1)岩石应力与应变关系；物体上任一点绝对或相对位移，或者线性尺寸的变化，称为该物体的变形。岩石在应力作用下，首先发生变形，然后破坏。岩石按力学性质可概括有弹性、塑性、脆性、弹塑性及弹脆性之分。弹性岩石在外力作用下(一定限度内