3第一章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)

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第一章巖石與巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)

第三節(jié)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)

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一、巖石工程地質(zhì)性質(zhì)的常用指標(biāo)(一)巖石的物理性質(zhì)1.巖石的密度與重力密度1.巖石的密度與重力密度密度：?jiǎn)挝惑w積的質(zhì)量()(g/cm密度：?jiǎn)挝惑w積的質(zhì)量(ρ)(g/cm3)重度：?jiǎn)挝惑w積的重量()(N/cm重度：?jiǎn)挝惑w積的重量(γ)(N/cm3)巖石的總重量與總體積之比。巖石的總重量與總體積之比。干密度、干密度、飽和密度干重度、干重度、飽和重度γ=ρg

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一、巖石工程地質(zhì)性質(zhì)的常用指標(biāo)(一)巖石的物理性質(zhì)2.巖石的比重2.巖石的比重比重：巖石固體部分單位體積的重量，比重：巖石固體部分單位體積的重量，即單位體積固體顆粒的重量與4℃時(shí)同體積水的重量之比(Gs)。4℃時(shí)同體積水的重量之比固體顆粒的重量與4℃時(shí)同體積水的重量之比(Gs)。

巖石比重取決于組成巖石的礦物及其在巖石中的相對(duì)含量。對(duì)含量。

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一、巖石工程地質(zhì)性質(zhì)的常用指標(biāo)(一)巖石的物理性質(zhì)3.巖石的孔隙率3.巖石的孔隙率孔隙率：孔隙和裂隙體積與巖石總體積之比(孔隙率：孔隙和裂隙體積與巖石總體積之比(n)。巖石孔隙率大小取決于巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，巖石孔隙率大小取決于巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，巖石孔隙和裂隙有的與外界連通，有的不相通，隙和裂隙有的與外界連通，有的不相通，孔隙開口也有大小之分。也有大小之分。孔隙比：孔隙體積與巖石中固體顆粒體積之比(孔隙比：孔隙體積與巖石中固體顆粒體積之比(e)?？紫堵试酱罂紫堵试酱罅W(xué)性質(zhì)越差力學(xué)性質(zhì)越差

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一、巖石工程地質(zhì)性質(zhì)的常用指標(biāo)(一)巖石的物理性質(zhì)4.巖石的吸水性4.巖石的吸水性吸水性：指巖石吸收水的性能。吸水性：指巖石吸收水的性能。其吸水程度用吸水率表示。率表示。吸水率:常壓條件下)吸入水分質(zhì)量與枯燥巖石質(zhì)量之比。吸水率:(常壓條件下)吸入水分質(zhì)量與枯燥巖石質(zhì)量之比。反映孔隙和細(xì)裂隙的多少及其連通性抗凍性和風(fēng)化程度指標(biāo)。飽水率：15MPa或真空或真空)飽水率：(15MPa或真空)吸入水分質(zhì)量與枯燥巖石質(zhì)量之比。飽水系數(shù)：巖石吸水率與飽水率之比。反映抗凍性，飽水系數(shù)：巖石吸水率與飽水率之比。反映抗凍性，其值越大，抗凍性越差。越大，抗凍性越差。

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一、巖石工程地質(zhì)性質(zhì)的常用指標(biāo)(二)巖石的水理性質(zhì)1.巖石的透水性1.巖石的透水性透水性：指巖石允許水通過的能力。透水性：指巖石允許水通過的能力。

水只沿連通孔隙滲透，滲水性大小可用滲透系數(shù)表示，水只沿連通孔隙滲透，滲

水性大小可用滲透系數(shù)表示，主要決定于巖石孔隙的大小、數(shù)量、方向及其相互連通狀況。要決定于巖石孔隙的大小、數(shù)量、方向及其相互連通狀況。

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一、巖石工程地質(zhì)性質(zhì)的常用指標(biāo)(二)巖石的水理性質(zhì)2.巖石的溶解性2.巖石的溶解性溶解性：指巖石溶解于水的性質(zhì)。溶解性：指巖石溶解于水的性質(zhì)。

可溶巖石被溶解的方式，可溶巖石被溶解的方式，可分為直接溶解和擴(kuò)散溶解。散溶解。巖石的可溶性一般用溶解度表示。巖石的可溶性一般用溶解度表示。溶解度隨溫壓力、水溶液中的鹽分而變化。度、壓力、水溶液中的鹽分而變化。

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一、巖石工程地質(zhì)性質(zhì)的常用指標(biāo)(二)巖石的水理性質(zhì)3.巖石的軟化性3.巖石的軟化性軟化性：指巖石在水的作用下，軟化性：指巖石在水的作用下，強(qiáng)度及穩(wěn)定性降低的一種性質(zhì)。的一種性質(zhì)。巖石的軟化性一般用軟化系數(shù)(η)來表示。軟化系數(shù)就巖石的軟化性一般用軟化系數(shù)(巖石的軟化性一般用軟化系數(shù)來表示。是巖石在飽水狀態(tài)下的極限抗壓強(qiáng)度與風(fēng)干狀態(tài)下極限抗壓強(qiáng)度的比值。強(qiáng)度的比值。軟化系數(shù)越小，巖石的軟化性越強(qiáng)軟化系數(shù)越小，軟化系數(shù)越小軟化性取決于礦物成分和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等，當(dāng)巖石中含有較軟化性取決于礦物成分和結(jié)構(gòu)、軟化性取決于礦物成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造等，多的親水性和可溶性礦物，且含大開孔隙較多時(shí)，多的親水性和可溶性礦物，且含大開孔隙較多時(shí)，巖石的軟化性較強(qiáng)，軟化系數(shù)較小?；暂^強(qiáng)，軟化系數(shù)較小。

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一、巖石工程地質(zhì)性質(zhì)的常用指標(biāo)(二)巖石的水理性質(zhì)4.巖石的抗凍性4.巖石的抗凍性抗凍性：指巖石抗?fàn)巸鋈谄茐牡男阅??？箖鲂裕褐笌r石抗?fàn)巸鋈谄茐牡男阅?。巖石抗凍性的直接指標(biāo)：抗凍系數(shù)、巖石抗凍性的直接指標(biāo)：抗凍系數(shù)、重量損失率巖石抗凍性的間接指標(biāo)：巖石抗凍性的間接指標(biāo)：飽水系數(shù)另外，凡吸水率小于0.5%,軟化系數(shù)小于0.75,另外，凡吸水率小于0.5%,軟化系數(shù)小于0.75,飽和系數(shù)0.5%0.75大于0.60.8的巖石均為抗凍的。0.6—0.8的巖石，大于0.60.8的巖石，均為抗凍的。

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一、巖石工程地質(zhì)性質(zhì)的常用指標(biāo)(三)巖石的力學(xué)性質(zhì)1.巖石的變形特性1.巖石的變形特性巖石在外力作用下產(chǎn)生變形，巖石在外力作用下產(chǎn)生變形，其性質(zhì)有彈性和塑性兩種?？煞譃椋何⒘严秹好茈A段、彈性變形階段、兩種?？煞譃椋何⒘严秹好茈A段、彈性變形階段、裂隙發(fā)展和破壞階段、峰值后階段。裂隙發(fā)展和破壞階段、峰值后階段。

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變形=結(jié)構(gòu)體變形+變形=結(jié)構(gòu)體變形+結(jié)構(gòu)面變形巖體變形=堅(jiān)硬

巖石+巖體變形=堅(jiān)硬巖石+柔弱結(jié)構(gòu)面變形下圖：應(yīng)力—下圖：應(yīng)力—應(yīng)變曲線

四個(gè)階段：四個(gè)階段：Ⅰ.OA段凹狀緩坡節(jié)理.OA段凹狀緩坡節(jié)理凹狀緩坡--壓密閉合造成的Ⅱ.AB段結(jié)構(gòu)面壓密后的彈性變形.AB段結(jié)構(gòu)面壓密后的階段；階段；

σ?guī)r石

Ⅲ.BC段曲線形巖體已產(chǎn)生.BC段曲線形巖體已產(chǎn)生微破碎或塑性變形Ⅱ

BAⅠo

Ⅲ

CD’Ⅳ巖體D結(jié)構(gòu)面

C點(diǎn)的應(yīng)力值就是巖體的峰值強(qiáng)度

Ⅳ.過C點(diǎn)產(chǎn)生應(yīng)力降巖體進(jìn)入產(chǎn)生應(yīng)力降巖體進(jìn)入產(chǎn)生應(yīng)力降全面的破壞階段。

ε

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一、巖石工程地質(zhì)性質(zhì)的常用指標(biāo)(三)巖石的力學(xué)性質(zhì)1.巖石的變形特性1.巖石的變形特性彈性模量：?jiǎn)屋S壓縮條件下，彈性模量：?jiǎn)屋S壓縮條件下，軸向壓應(yīng)力與軸向應(yīng)變之比。應(yīng)變之比。彈性模量越大，變形越小，彈性模量越大，變形越小，說明巖石抗?fàn)幾冃蔚哪芰υ礁?。的能力越高。泊松比：橫向應(yīng)變與軸向應(yīng)變之比。泊松比：橫向應(yīng)變與軸向應(yīng)變之比。泊松比越大，泊松比越大，說明巖石受力作用后的橫向變形越大。越大。

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一、巖石工程地質(zhì)性質(zhì)的常用指標(biāo)(三)巖石的力學(xué)性質(zhì)2.巖石的強(qiáng)度2.巖石的強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度：抗壓強(qiáng)度：巖石在單向壓力作用下抗?fàn)帀核槠茐牡哪芰?。的能力?？估瓘?qiáng)度：抗拉強(qiáng)度：巖石在單向受拉條件下拉斷時(shí)的極限應(yīng)力值。應(yīng)力值?？辜魪?qiáng)度：巖石抗?fàn)幖羟衅茐牡哪芰Α？辜魪?qiáng)度：巖石抗?fàn)幖羟衅茐牡哪芰Α?/p>

τ=σtan+c

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二、影響巖石工程地質(zhì)的主要因素礦物成分：直接影響巖石基本性質(zhì)的主要因素。礦物成分：直接影響巖石基本性質(zhì)的主要因素。結(jié)構(gòu)：結(jié)晶聯(lián)結(jié)、膠結(jié)物聯(lián)結(jié)。結(jié)構(gòu)：結(jié)晶聯(lián)結(jié)、膠結(jié)物聯(lián)結(jié)。構(gòu)造：礦物成分在巖石中分布的不均勻性和結(jié)構(gòu)構(gòu)造：的不連續(xù)性，使巖石輕度具有