3第一章 岩石的工程地质性质

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第一章 岩石与岩体的工程地质性质

第三节 岩石的工程地质性质

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一、岩石工程地质性质的常用指标(一)岩石的物理性质1.岩石的密度与重力密度 1.岩石的密度与重力密度密度：单位体积的质量( )(g/cm 密度：单位体积的质量(ρ)(g/cm3) 重度：单位体积的重量( )(N/cm 重度：单位体积的重量(γ)(N/cm3) 岩石的总重量与总体积之比。 岩石的总重量与总体积之比。 干密度、 干密度、饱和密度 干重度、 干重度、饱和重度γ = ρ g

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一、岩石工程地质性质的常用指标(一)岩石的物理性质2.岩石的比重 2.岩石的比重 比重：岩石固体部分单位体积的重量， 比重：岩石固体部分单位体积的重量，即单位体积 固体颗粒的重量与4℃时同体积水的重量之比(Gs)。 4℃时同体积水的重量之比 固体颗粒的重量与4℃时同体积水的重量之比(Gs)。

岩石比重取决于组成岩石的矿物及其在岩石中的相 对含量。 对含量。

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一、岩石工程地质性质的常用指标(一)岩石的物理性质3.岩石的孔隙率 3.岩石的孔隙率 孔隙率：孔隙和裂隙体积与岩石总体积之比( 孔隙率：孔隙和裂隙体积与岩石总体积之比(n)。 岩石孔隙率大小取决于岩石的结构和构造， 岩石孔隙率大小取决于岩石的结构和构造，岩石孔 隙和裂隙有的与外界连通，有的不相通， 隙和裂隙有的与外界连通，有的不相通，孔隙开口 也有大小之分。 也有大小之分。 孔隙比：孔隙体积与岩石中固体颗粒体积之比( 孔隙比：孔隙体积与岩石中固体颗粒体积之比(e)。 孔隙率越大----孔隙率越大-----力学性质越差 -----力学性质越差

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一、岩石工程地质性质的常用指标(一)岩石的物理性质4.岩石的吸水性 4.岩石的吸水性 吸水性：指岩石吸收水的性能。 吸水性：指岩石吸收水的性能。其吸水程度用吸水 率表示。 率表示。吸水率: 常压条件下)吸入水分质量与干燥岩石质量之比。 吸水率:(常压条件下)吸入水分质量与干燥岩石质量之比。 反映孔隙和细裂隙的多少及其连通性 抗冻性和风化程度指 标。 饱水率： 15MPa或真空 或真空) 饱水率：(15MPa或真空)吸入水分质量与干燥岩石质量之 比。 饱水系数：岩石吸水率与饱水率之比。反映抗冻性， 饱水系数：岩石吸水率与饱水率之比。反映抗冻性，其值 越大，抗冻性越差。 越大，抗冻性越差。

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一、岩石工程地质性质的常用指标(二)岩石的水理性质1.岩石的透水性 1.岩石的透水性 透水性：指岩石允许水通过的能力。 透水性：指岩石允许水通过的能力。

水只沿连通孔隙渗透，渗水性大小可用渗透系数表示， 水只沿连通孔隙渗透，渗

水性大小可用渗透系数表示，主 要决定于岩石孔隙的大小、数量、方向及其相互连通情况。 要决定于岩石孔隙的大小、数量、方向及其相互连通情况。

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一、岩石工程地质性质的常用指标(二)岩石的水理性质2.岩石的溶解性 2.岩石的溶解性 溶解性：指岩石溶解于水的性质。 溶解性：指岩石溶解于水的性质。

可溶岩石被溶解的方式， 可溶岩石被溶解的方式，可分为直接溶解和扩 散溶解。 散溶解。 岩石的可溶性一般用溶解度表示。 岩石的可溶性一般用溶解度表示。溶解度随温 压力、水溶液中的盐分而变化。 度、压力、水溶液中的盐分而变化。

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一、岩石工程地质性质的常用指标(二)岩石的水理性质3.岩石的软化性 3.岩石的软化性 软化性：指岩石在水的作用下， 软化性：指岩石在水的作用下，强度及稳定性降低 的一种性质。 的一种性质。 岩石的软化性一般用软化系数(η)来表示。软化系数就 岩石的软化性一般用软化系数( 岩石的软化性一般用软化系数 来表示。 是岩石在饱水状态下的极限抗压强度与风干状态下极限抗压 强度的比值。 强度的比值。 软化系数越小，岩石的软化性越强 软化系数越小， 软化系数越小 软化性取决于矿物成分和结构、构造等，当岩石中含有较 软化性取决于矿物成分和结构、 软化性取决于矿物成分和结构 构造等， 多的亲水性和可溶性矿物，且含大开孔隙较多时， 多的亲水性和可溶性矿物，且含大开孔隙较多时，岩石的软 化性较强，软化系数较小。 化性较强，软化系数较小。

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一、岩石工程地质性质的常用指标(二)岩石的水理性质4.岩石的抗冻性 4.岩石的抗冻性 抗冻性：指岩石抵抗冻融破坏的性能。 抗冻性：指岩石抵抗冻融破坏的性能。岩石抗冻性的直接指标：抗冻系数、 岩石抗冻性的直接指标：抗冻系数、重量损失率 岩石抗冻性的间接指标： 岩石抗冻性的间接指标：饱水系数 另外，凡吸水率小于0.5%,软化系数小于0.75, 另外，凡吸水率小于0.5%,软化系数小于0.75,饱和系数 0.5% 0.75 大于0.6 0.8的岩石 均为抗冻的。 0.6—0.8的岩石， 大于0.6 0.8的岩石，均为抗冻的。

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一、岩石工程地质性质的常用指标(三)岩石的力学性质1.岩石的变形特性 1.岩石的变形特性 岩石在外力作用下产生变形， 岩石在外力作用下产生变形，其性质有弹性和塑性 两种。可分为：微裂隙压密阶段、弹性变形阶段、 两种。可分为：微裂隙压密阶段、弹性变形阶段、 裂隙发展和破坏阶段、峰值后阶段。 裂隙发展和破坏阶段、峰值后阶段。

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变形= 结构体变形+ 变形= 结构体变形+结构面变形岩体变形=坚硬

岩石+ 岩体变形=坚硬岩石+软弱结构面变形 下图：应力— 下图：应力—应变曲线

四个阶段： 四个阶段：Ⅰ.OA段---凹状缓坡---节理 .OA段---凹状缓坡---节理 凹状缓坡--压密闭合造成的 Ⅱ.AB段---结构面压密后的弹性变形 .AB段---结构面压密后的阶段； 阶段；

σ岩石

Ⅲ.BC段---曲线形---岩体已产生 .BC段---曲线形---岩体已产生 微破裂或塑性变形Ⅱ

B A Ⅰ o

Ⅲ

C D’ Ⅳ 岩体 D 结构面

C点的应力值就是岩体的峰值强度

Ⅳ.过C点---产生应力降----岩体进入 ---产生应力降----岩体进入 产生应力降---全面的破坏阶段。

ε

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一、岩石工程地质性质的常用指标(三)岩石的力学性质1.岩石的变形特性 1.岩石的变形特性 弹性模量：单轴压缩条件下， 弹性模量：单轴压缩条件下，轴向压应力与轴向 应变之比。 应变之比。 弹性模量越大，变形越小， 弹性模量越大，变形越小，说明岩石抵抗变形 的能力越高。 的能力越高。 泊松比：横向应变与轴向应变之比。 泊松比：横向应变与轴向应变之比。 泊松比越大， 泊松比越大，表明岩石受力作用后的横向变形 越大。 越大。

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一、岩石工程地质性质的常用指标(三)岩石的力学性质2.岩石的强度 2.岩石的强度 抗压强度： 抗压强度：岩石在单向压力作用下抵抗压碎破坏 的能力。 的能力。 抗拉强度： 抗拉强度：岩石在单向受拉条件下拉断时的极限 应力值。 应力值。 抗剪强度：岩石抵抗剪切破坏的能力。 抗剪强度：岩石抵抗剪切破坏的能力。

τ = σ tan + c

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二、影响岩石工程地质的主要因素矿物成分：直接影响岩石基本性质的主要因素。 矿物成分：直接影响岩石基本性质的主要因素。 结构：结晶联结、胶结物联结。 结构：结晶联结、胶结物联结。 构造：矿物成分在岩石中分布的不均匀性和结构 构造： 的不连续性，使岩石轻度具有各向异性性质。 的不连续性，使岩石轻度具有各向异性性质。 饱水后削弱了矿物颗 …… 此处隐藏：1800字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……