文档介绍：第1章岩石的物理性质
华北水利水电学院岩土工程系
岩石力学课程组
岩土体是地壳的物质组成。岩体是地壳表层圈层,经建造和改造而形成的具一定组分和结构的地质体。
岩石是由矿物的组成的,按成因岩石可划分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。成因类型不一样,差别也很大,因此,工程性质极为多样。
1)岩浆岩的性质
岩浆岩具有较高的力学强度,可作为各种建筑物良好的地基及天然建筑石料。但各类岩石的工程性质差异很大。
岩土体的特性:
第1章岩石的物理性质
沉积岩的性质
碎屑岩的工程地质性质一般较好,但其胶结物的成分和胶结类型影响显著;
粘土岩和页岩的性质相近,抗压强度和抗剪强度低,受力后变形量大,浸水后易软化和泥化;
化学岩和生物化学岩抗水性弱,常具不同程度的可溶性。常常导致地基和边坡的失稳。
岩土体的特性:
第1章岩石的物理性质
变质岩的性质
变质岩的工程性质与原岩密切相关,往往与原岩的性质相似或相近。
变质岩的片理构造(包括板状、千枚状、片状及片麻状构造)会使岩石具有各向异性特征,水工建筑中应注意研究其在垂直及平行于片理构造方向上工程性质的变化。
岩体是地壳表层圈层,经建造和改造而形成的具一定组分和结构的地质体。岩体在一般情况下是非均质的、各向异性的不连续体。
岩土体的特性:
第1章岩石的物理性质
岩石的密度
岩石密度(rock density)是指单位体积内岩石的质量,单位为g/cm3。
它是研究岩石风化、岩体稳定性、围岩压力和选取建筑材料等必需的参数;
岩石密度又分为颗粒密度和块体密度:
物理性质:
物理性质指标
颗粒密度
岩石的颗粒密度(ρs)是指岩石固体相部分的质量与其体积的比值。它不包括空隙在内,因此其大小仅取决于组成岩石的矿物密度及其含量。
岩石的颗粒密度属实测指标,常用比重瓶法进行测定。
物理性质:
物理性质指标
块体密度
块体密度(或岩石密度)是指岩石单位体积内的质量,按岩石试件的含水状态,又有干密度(ρd)、饱和密度(ρsat)、和天然密度(ρ)之分,在未指明含水状态时一般是指岩石的天然密度。
ρd= (1-1)
ρsat= (1-2)
(1-3)
物理性质:
物理性质指标
岩石的空隙性
岩石的空隙率分为总空隙率(n)、总开空隙率(n0)、大开空隙率(nb)、小开空隙率(na)和闭空隙率(nc)几种,各自的定义如下:
n= 100%=(1- )100% (1-4)
n0= 100% (1-5)
nb= 100% (1-6)
na= 100%=n0-nb (1-7)
nc= 100%=n-n0 (1-8)
物理性质:
物理性质指标
岩石在水溶液作用下表现出来的性质,称为水理性质。主要有吸水性、软化性、抗冻性、渗透性、膨胀性及崩解性等。
1) 岩石的吸水性
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。常用吸水率,饱和吸水率与饱水系数等指标表示。
(1)吸水率:岩石的吸水率(a)是指岩石试件在大气压力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,岩石的颗粒密度属实测指标,常用比重瓶法进行测定。
岩石的水理性质:
物理性质指标
饱和吸水率
岩石的饱和吸水率(ρ)是指岩石在高压(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,
岩石的水理性质:
物理性质指标
p= ×100% (1-11)
在高压(或真空)条件下,总开空隙率可表示为:
n0= ×100%= =ρdP (1-12)
它反映了岩石总开空隙率的发育程度,因此亦可间接地用它来判定岩石的风化能力和抗冻性。