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1、第三章 岩石的物理性质第1页，本讲稿共19页3.13.1 岩石的物理性质岩石的物理性质一、岩石的密度二、岩石的空隙性 岩石和土一样，也是由固体、液体和气体三相组成的。msmwo水气V0VWVSVV固l定义：物理性质是指岩石三相组成部分的相对比例关系不同所表现的物理状态。第2页，本讲稿共19页一、岩石的密度（单位体积内的岩石质量）单位体积内的岩石质量）1、颗粒密度(s)：岩石固体相部分的质量与体积的比值。s=ms/Vs2、块体密度()：岩块单位体积的质量。按含水量的多少可分为：天然密度：=m/V 干密度：d=ms/V 饱和密度:wt=mwt/Vmsmwo水气V0VWVSVV固第3页，本讲稿共19
2、页注意：（1）s与的区别 (s)（2）s与的单位（g/cm3 KN/m3）（3）测试方法（s-比重瓶法；-量积法)颗粒密度(s)：岩石固体相部分的质量与体积的比值 s=ms/Vs块体密度()：岩块单位体积的质量。=m/V第4页，本讲稿共19页 常见岩石的物理性质指标值常见岩石的物理性质指标值第5页，本讲稿共19页二、岩石的空隙性：岩石孔隙性与裂隙性的统称。岩石孔隙性与裂隙性的统称。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空隙比空隙率颗粒体积第6页，本讲稿共19页空隙性对岩块及岩体力学性质的影响空隙性
3、对岩块及岩体力学性质的影响1、一般来说，n n愈大，岩块的的强度愈小、塑性变形和渗透性愈大，反之愈小2 2、空隙的存在易造成岩石风化，工程地质性质恶化3、对可溶性岩石，空隙使岩溶发育第7页，本讲稿共19页 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 5.膨胀性 6.崩解性3.23.2 岩石的水理性质岩石的水理性质第8页，本讲稿共19页一、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)：是指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
4、示，即大开空隙率第9页，本讲稿共19页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。饱水系数大,大开空隙越多岩石愈易被冻坏，即抗冻性差总开空隙率第10页，本讲稿共19页 几种岩石的吸水性指标值第11页，本讲稿共19页二、岩石的软化性软化系数(KR)为岩石试件的饱和抗压强度(cw)与干抗压强度(c)的比值，即l岩石中含有较多的亲水性和可溶性矿物，且含大开空隙较多时，岩石的软化
5、性较强，软化系数较小。（软化性与岩石矿物成分及空隙性有关）l软化系数KR0.75时，岩石的软化性弱，同时也说明岩石的抗冻性和抗风化能力强。而KR0.75的岩石则是软化性较强和工程地质性质较差的岩石岩石浸水饱和后强度降低的性质，称为软化性，第12页，本讲稿共19页 常见岩石的物理性质指标值第13页，本讲稿共19页三、岩石的抗冻性岩石抵抗冻融破坏的能力，称为抗冻性。抗冻系数(Rd)是指岩石试件经反复冻融后的干抗压强度(cd2)与冻融前干抗压强度(cd1)之比，用百分数表示，即质量损失率(Km)是指冻融试验前后干质量之差(ms1-ms2)与试验前干质量(ms1)之比，以百分数表示，即lRd75，Km
6、2时，为抗冻性高的岩石；lWa5、KR0.75和饱水系数小于0.8的岩石，其抗冻性也相当高。第14页，本讲稿共19页四、岩石的透水性l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。l一般认为，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K：cm/s m/d渗透流速渗透系数水力梯度第15页，本讲稿共19页 几种岩石的渗透系数值第16页，本讲稿共19页五、岩石的膨胀性岩石浸水后体积增大的性质表述：岩石的自由膨胀率 岩石的侧向约束膨胀率 岩石的膨胀压力第17页，本讲稿共19页六、岩石的崩解性岩石与水相互作用时失去黏结性，变岩石与水相互作用时失去黏结性，变成完全失去强度的松散物质成完全失去强度的松散物质用耐崩解性指数表示用耐崩解性指数表示第18页，本讲稿共19页第三章 岩石的物理、水理性质1 1、岩石的物理性质、岩石的物理性质 1)岩石的密度 2)岩石的空隙性2、岩石的水理性质、岩石的水理性质 1).吸水性：吸水率(Wa)、饱和吸水率(Wp)、饱水系数 2).软化性：软化系数(KR)3).抗冻性：抗冻系数(Rd)、质量损失率(Km)4).透水性：渗透系数(K)颗粒密度(s)块体密度(、d、wt)空隙比(e)空隙率(n n0 na nb nc)第19页，本讲稿共19页