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1、工程地質(zhì)-巖石及巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)3.5.1巖石的主要物理力學性質(zhì)1、巖石的主要物理性質(zhì)指標2、巖石的主要力學性質(zhì)指標3、影響巖石工程性質(zhì)的因素1、巖石的主要物理性質(zhì)(physicalproperties)指標（1）比重(相對密度)(specificgravity)：巖石固體(不包括孔隙)部分單位體積的重量。在數(shù)值上，等于巖石固體顆粒的重量與同體積的水在4℃時重量的比。其大小，決定于巖石中礦物的比重及其在巖石中的相對含量。（2）重度(容重,unitweight）：指巖石單位體積的重量，在數(shù)值上等于巖石試件的總重量(包括孔隙中的水重)與其總體積
2、(包括孔隙體積)之比。其大小，決定于巖石中礦物的比重，巖石的孔隙性及其含水情況。巖石孔隙中完全沒有水存在時的重度，稱為干重度。其大小決定于巖石的孔隙性及礦物的比重。巖石中的孔隙全被水充滿時的重度，稱為巖石的飽和重度。一般來講，重度大，說明巖石的結(jié)構(gòu)致密、孔隙性小，巖石的強度和穩(wěn)定性也比較高。（3）巖石的孔隙性巖石的孔隙性，反映巖石中各種孔隙(包括細微的裂隙)的發(fā)育程度，對巖石的強度和穩(wěn)定性產(chǎn)生重要的影響。用孔隙度表示?？紫抖仍跀?shù)值上等于巖石中各種孔隙的總體積與巖石總體積的比。用百分數(shù)表示。巖石孔隙度的大小，主要決定于巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，同時也受
3、外力因素的影響。--礫巖、砂巖等沉積巖孔隙度大。（4）巖石的含水率巖石的含水率（w，%）是試件在105～110℃下烘干至恒量時所失去的水的質(zhì)量（m0-ms,g）與試件干質(zhì)量（ms，g）的比值，以百分數(shù)表示。（5）巖石的吸水性巖石在一定的條件下吸收水分的能力稱為巖石的吸水性。表征巖石吸水性的指標有吸水率、飽和吸水率和飽水系數(shù)。巖石吸水率（wa，%）是試件在大氣壓力和室溫條件下吸入水的質(zhì)量（m0-ms,g）與試件固體質(zhì)量（ms，g）的比值，以百分數(shù)表示；--與孔隙度大小、孔隙張開程度有關(guān)；吸水率大，則水對巖石顆粒間結(jié)合物的浸濕、軟化作用就強，巖石
4、強度和穩(wěn)定性受水影響顯著。巖石飽和吸水率（wsa，%）是試件在強制狀態(tài)下的最大吸水量（mp?ms，g）與試件固體質(zhì)量（ms，g）的比值，以百分數(shù)表示。巖石飽水系數(shù)kw是指巖石吸水率與飽水率的比值，以百分數(shù)表示。一般巖石的飽水系數(shù)kw介于0.5～0.8之間。飽水系數(shù)對于判別巖石的抗凍性具有重要意義。（6）巖石的軟化性巖石受水作用后，強度和穩(wěn)定性發(fā)生變化的性質(zhì)稱為巖石的軟化性。軟化學性主要決定于巖石的礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征。黏土礦物含量高、孔隙度大、吸水率高的巖石，與水作用容易軟化而喪失其強度和穩(wěn)定性。軟化性指標是軟化系數(shù)(softeningc
5、oefficient)：在數(shù)值上，等于巖石在飽和狀態(tài)下的極限抗壓強度和在風干狀態(tài)下的極限抗壓強度的比，用小數(shù)表示。其值越小，表示巖石在水作用下的強度和穩(wěn)定性越差。軟化系數(shù)小于0.75的巖石，認為是軟化性強的巖石，工程性質(zhì)比較差。（7）巖石的抗凍性(frostresistance)巖石孔隙中有水存在時，水一結(jié)冰，體積膨脹，就產(chǎn)生巨大的壓力，由于這種壓力的作用，會促使巖石的強度降低和穩(wěn)定性破壞，巖石抵抗這種壓力作用的能力，稱為巖石的抗凍性。一般用巖石在抗凍試驗前后抗壓強度的降低率表示?？箟簭姸冉档吐市∮?0%～25%的巖石，認為是抗凍的，大于25
6、%的巖石，認為是非抗凍性的。（8）巖石的膨脹性膨脹性是指某些由黏土礦物組成的巖石浸水后，因黏土礦物具有較強的親水性，致使巖石中顆粒間的水膜增厚，或者水滲入礦物晶體內(nèi)部，從而引起巖石的體積或長度膨脹。表征巖石膨脹性的指標有巖石自由膨脹率、巖石側(cè)向約束膨脹率和巖石膨脹壓力等。巖石自由膨脹率（VH）是巖石試件在浸水后產(chǎn)生的徑向變形（?D，mm）和軸向變形（?H，mm）分別與巖石試件直徑（D，mm）和高度（H，mm）之比，以百分數(shù)表示。巖石側(cè)向約束膨脹率（VHP）是巖石試件在有側(cè)限條件下，軸向受有限荷載時，浸水后產(chǎn)生的軸向變形（?H1，mm）與試件原
7、高度（H，mm）之比，以百分數(shù)表示。巖石膨脹壓力（Ps，MPa）是巖石試件浸水后保持原體積不變所需的壓力。（9）巖石的耐崩解性巖石的崩解性是指由于吸水膨脹作用，致使巖石內(nèi)部出現(xiàn)非均勻分布的應(yīng)力，加之有的膠結(jié)物被溶解掉，因而造成巖石中顆粒及其集合體分散。巖石耐崩解性指數(shù)（Id2，%）是試件在經(jīng)過干燥和浸水兩個標準循環(huán)后，試件殘留的質(zhì)量（mr，g）與原質(zhì)量（ms，g）之比，以百分數(shù)表示。巖石耐崩解性試驗主要適用于黏土類巖石和風化巖石。膨脹試驗儀器巖石的主要物理性質(zhì)指標（1）巖石的變形性質(zhì)巖石變形有彈性變形、塑性變形和黏性變形三種。1）彈性變形巖石
8、在外力作用下發(fā)生變形，當外力撤去后又恢復(fù)其原有的形狀及體積的變形稱為彈性變形。2）塑性變形巖石在超過其屈服極限外力作用下發(fā)生變形，當外力撤去后不能完全恢復(fù)其原有的形
