当前课程知识点：地质学与工程地质 > 第10章 岩石和岩体的工程地质性质 > 10.2 岩石的物理和水理性质 > Chapter 10.2 岩石的物理与水理性质
同学们好 欢迎来到地质学与工程地质课程
岩石的工程性质主要包括物理性质
水理性质及力学性质
力学性质又是其中最重要的性质
也是工程中最关心一个方面
而岩石的物理性质和水理性质
在某种程度上将影响着它的力学性质
这节课我们先来学习岩石的物理和水理性质
岩石的物理性质主要是指岩石的重量和孔隙性
这些指标与土的物理性质指标相类似
岩石的重量通常用比重和容重两个指标来表示
岩石的比重也就是指岩石中固体物质的重量
与4摄氏度时同体积水的重量的比值 它是一个无量纲
它主要取决于组成岩石的矿物成分
容重呢它指的是单位体积的岩石的重量
单位是千牛每立方米 按含水情况不同
容重又可以分为干容重
天然容重和饱和容重等
岩石的容重主要取决于矿物组成 孔隙发育程度等等
岩石的孔隙性是岩石内部的孔隙和裂隙的综合
通常用孔隙率来表示
也就是岩石中孔隙的体积
与岩石总体积的比值 用百分数来表示
岩石的形成条件及后期的改造等
对岩石的孔隙率影响比较大
一般来讲新鲜的结晶岩类的孔隙率要比较小
一般小于3% 比如花岗岩 闪长岩 正长岩
辉绿岩 片麻岩等岩浆岩和变质岩
而沉积岩的孔隙率相对高一点
但是除了部分砾岩和充填较差的砂岩
孔隙率比较高以外
其他的一般沉积岩它的孔隙率要小于10%
另外风化作用通常会使岩石孔隙率大大地提高
特别是对一些强风化岩石的孔隙率
有的可以达到30%以上
处于地表的岩石总是会
受到各种外动力地质作用的影响
我们知道水是影响岩土体物理力学性质的
一个重要的外部营力
岩石的水理性质呢就描述的是岩石
与水作用时所表现出来的一些特性
主要包括吸水性 透水性 软化性
抗冻性 溶水性及膨胀性六个方面
吸水性呢它是用来定量地描述岩石
在一定条件下吸水的一种能力
通常可以用吸水率 饱水率和饱水系数来表示
吸水率呢它指的是岩石是在一个大气压下充分吸收水
吸入水的重量与岩石干重量的比值 用百分号来表示
在这种情况下水只能进入岩石中一些大的
与外界连通性较好的开型孔隙中
所以吸水率主要取决于岩石内部
较大的开型孔隙的发育程度
饱和吸水率呢它指的是岩石试样
在高压一般是为150个大气压下
或者是真空下吸入水的重量与岩石
干重量的比值 用百分号来表示
在这种情况下水几乎能够进入岩石
所有的开型孔隙中
所以岩石的饱和吸水率
它反映了岩石总的开型孔隙的发育程度
饱水系数呢 它指的是岩石的吸水率与饱和吸水率之比
它反映了岩石中大的开型孔隙与总的
开型孔隙的相对数量
岩石的饱水系数一般0.5到0.9之间
一般地来讲 岩石的吸水率
饱水率和饱水系数越大 那么岩石质量就越差
岩石内部存在着大量不同大小的孔隙
在一定的外水压力作用下
水将沿着其中一些相互贯通的孔隙发生流动
岩石的透水性就是能描述岩石
允许水透过的一种能力
通常用渗透系数来表示
它的大小主要取决于岩石内部的孔隙的大小
数量 方向以及连通性等
渗透系数通常可以通过岩石的
室内渗透试验或者是野外抽水试验来获得
渗透系数在工程中经常地用到
比如可以用它来分析和预测地基
及隧道等开挖过程中的涌水量问题
新鲜岩石的渗透系数通常比较小
一般小于10的负9次方厘米每秒
软化性是用来描述岩石进水后强度降低的性能
它与岩石的孔隙 矿物成分及胶结物等特性有关
通常用软化系数来表示
也就是饱和状态下与风干状态下
岩石的极限抗压强度之比
一般地认为软化系数小于0.75的岩石
具有软化性 工程地质性质相对较差
岩石的抗冻性它是指岩石抵抗冻融破坏的一种能力
受冻融破坏的影响
岩石的强度将大大降低
这种情况在一些季节性冻融地区
修建工程的时候要特别注意
比如我国青藏铁路在修建时冻融破坏
就是其中一个重要的工程地质问题
岩石的冻融破坏通常用岩石的强度损失率
和岩石质量损失率来表示 强度损失率呢
它是指饱和岩石在一定负温
一般是负的25度下连续冻融10到25次
冻融前后岩石的抗压强度之差
与冻融前岩石抗压强度的比值
那么冻融前后干试样质量之差
与冻融前干试样质量的比值就是质量损失率
岩石的抗冻性主要取决于岩石内部
一些开型孔隙发育程度
亲水性矿物 比如粘土矿物和可溶性矿物的含量
及矿物间的连结程度等等
开型孔隙越多 亲水性及可溶性矿物含量越多
岩石的抗冻性就越差 一般认为强度损失率小于25%
或者是质量损失率小于2%的岩石抗冻性较好
岩石的可溶性是指岩石可以被水溶解的一种能力
主要与岩性 水的纯净度及温度有关
最容易溶解的是氯化物岩类
比如盐岩 钾盐 其次就是硫酸盐岩类
比如石膏 再次就是碳酸盐岩类 比如石灰岩和白云岩
其它的岩石溶解度都很小
岩石的膨胀性呢 它是岩石吸水后体积增大一种性能
它与岩石的类型和孔隙性有关
一般来讲粘土岩的膨胀性最大
特别是当岩石中含有蒙脱石时岩石的膨胀性最大
岩石吸水膨胀将大大减弱岩石内部的连结力
从而降低了岩石的力学性能
另一方面还会对临近建筑物
及结构产生较大的膨胀压力
特别是在修建隧道的时候
如果遇到这种膨胀性较强的岩石一定要注意
它可能会对隧道衬砌产生一个较大一个外部荷载
甚至导致结构破坏
好 这节课我们学习了工程中
常用的岩石物理性质和水理性质的定量描述指标
通过这节课的学习同学们要了解这些指标的含义
试验方法及工程意义等等
-0.1 人类工程活动与地质环境
-0.2 工程地质学的任务
-知识巩固--作业
-1.1 地球的形成与演化
-1.2 地球的基本性质
-1.3 岩石圈板块构造与地质作用
-知识巩固
-2.1 地壳运动
--默认
-2.2 岩浆作用
-2.3 变质作用
-2.4 地震作用
-知识巩固
-3.1 引述
-3.2 风化作用
-第3章 外动力地质作用--3.2 风化作用
-3.3 地面流水的地质作用
-3.3 地面流水的地质作用--作业
-3.4 风的地质作用
-3.4 风的地质作用--作业
-3.5 冰川的地质作用
-3.5 冰川的地质作用--作业
-知识巩固-基础篇--作业
-知识巩固-提高篇--作业
-4.1 矿物
-第4章 矿物与岩石--4.1 矿物
-4.2 岩浆岩
-第4章 矿物与岩石--4.2 岩浆岩
-4.3 沉积岩
-4.3 沉积岩--作业
-4.4 变质岩
-第4章 矿物与岩石--4.4 变质岩
-第4章 矿物与岩石--知识巩固-基础篇
-第4章 矿物与岩石--知识巩固-提高篇
-5 地质年代
-知识巩固--作业
-6.1 水平构造与倾斜构造
-6.2 褶皱构造
-6.3 断裂构造
-第6章 地质构造--知识巩固-基础篇
-第6章 地质构造--知识巩固-提高篇
-7.1 概述
-7.2 地质图的表示方法
-7.3 地质图的阅读和分析
-第7章 地质图--知识巩固-基础篇
-第7章 地质图--知识巩固-提高篇
-8.1 基本概念
-8.1 基本概念--作业
-8.2 地下水的埋藏类型与排泄
-第8章 地下水--8.2 地下水的埋藏类型与排泄
-8.3 地下水的运动
-8.3 地下水的运动--作业
-8.4 地下水的水质
-8.4 地下水的水质--作业
-8.5 与地下水有关的工程地质问题
-8.5 与地下水有关的工程地质问题--作业
-知识巩固-基础篇--作业
-第8章 地下水--知识巩固-提高篇
-9.1 土的物质组成
-9.1 土的物质组成--作业
-9.2 土的基本性质
-9.2 土的基本性质--作业
-9.3 土的工程分类
-9.4 特殊土及工程性质
-9.4 特殊土及工程性质--作业
-第9章 土体的工程地质性质--知识巩固-基础篇
-第9章 土体的工程地质性质--知识巩固-提高篇
-10.1 概述
--10.1练习
-10.2 岩石的物理和水理性质
--10.2练习
-10.3 岩石的力学性质
--10.3习题
-10.4 岩体结构、结构面与结构体
--10.4习题
-10.5 结构面的特征及力学性质
--10.5习题
-10.6 岩体力学性质
--10.6习题
-10.7 岩体的工程地质分类
--10.7习题
-知识巩固-基础篇--作业
-知识巩固-提高篇--作业
-11.1 斜坡变形与破坏
-11.1 斜坡变形与破坏--作业
-11.2 影响斜坡稳定的因素
-11.3 斜坡稳定性分析
-11.3 斜坡稳定性分析--作业
-11.4 岩质边坡稳定的结构分析法
-11.5 斜坡变形破坏防治原则与措施
-11.5 斜坡变形破坏防治原则与措施--作业
-第11章 斜坡稳定性工程地质问题分析--知识巩固-基础篇
-第11章 斜坡稳定性工程地质问题分析--知识巩固-提高篇
-12.1 地下洞室及其应力重分布
-12.1 地下洞室及其应力重分布--作业
-12.2 洞室围岩的变形与破坏
-12.3 影响洞室围岩稳定性的因素
-12.4 洞室围岩失稳的防治措施
-第12章 地下洞室围岩稳定性的工程地质分析--知识巩固
-13.1 水利工程坝基
--Chapter 13.1.1 坝型及对工程地质条件的要求
-13.2 常见地基处理方法
-第13章 地基岩体稳定性工程地质问题分析--知识巩固
-14.1 水库渗漏
-14.2 库岸稳定问题
-14.3 库周浸没及水库淤积
-知识巩固--作业
-15.1 概述
-15.2 工程地质测绘
-15.3 工程地质勘探与野外试验
-15.4 地质罗盘的使用方法
-知识巩固
-汶川地震泥石流——5年的回顾
--汶川地震泥石流
--汶川地震这五年
--解疑答惑
-期末考试
