第二章岩石与岩体的工程地质性质

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工程地质学-第二章岩石的工程地质性质-2-岩石的力学性质

试件两端不平度0.5mm；尺寸误差±0.3mm; 两端面垂直于轴线±0.25o
3.影响单轴抗压强度的主要因素
（1）承压板端部的摩擦力及其刚度（加垫块的依据）（2）试件的形状和尺寸
形状：圆形试件不易产生应力集中，好加工尺寸：大于矿物颗粒的10倍； φ50的依据高径比：研究表明；h/d≥(2－3)较合理（3）加载速度加载速度越大，表现强度越高(见图2－5) 我国规定加载速度为0.5 －1.0MPa/s （4）环境含水量：含水量越大强度越低；岩石越软越明显，对泥岩、粘土等软弱岩体，干燥强度是饱和强度的2 －3倍。温度度：180℃以下部明显：大于180℃，湿度越高强度越小。
三、岩石的抗拉强度
1. 定义：岩石试件在受到轴向拉应力后其试件发生破坏时的单位面积上所受的拉力。
2. 直接拉伸法
抗拉强度
Rt P / A
关键技术
①试件和夹具之间的连接
②加力P与试件同心
四、岩石的抗剪强度
1. 定义
指一定的应力条件下（主要指压应力），所能抵抗
的最大剪应力常用表示
2. 类型：
a.抗剪断试验
3、水楔作用：当两个矿物颗粒靠得很近，有水分子补充到矿物表面时，矿物颗粒利用其表面吸引力将水分子拉到自己周围，在颗粒接触处由于吸引力作用使水分子向两个矿物颗粒之间的缝隙内挤入，这种现象称为水楔作用。
根据破坏时的应力类型，岩石的破坏可有拉破坏、剪破坏和流动破坏三种基本类型。由于受力状态和破坏形式的不同，岩石的强度又可分为单轴抗压强度、单轴抗拉强度、抗剪强度和三轴压缩强度等。
一、岩石的变形性质
1.岩石在单轴压缩应力作用下的变形特性 1)普通试验机下应力－应变曲线形状与岩性有关。 (1)典型的岩石应力、应变曲线特征为： Ⅰ.压密阶段 Ⅱ.弹性变形至微破裂稳定发展阶段 Ⅲ.非稳定破裂发展阶段（或称累进性破裂阶段） Ⅳ.破坏后阶段

岩体的工程地质性质

1.整体块状结构岩体的工程地质性质 2.层状结构岩体的工程地质性质 3.碎裂结构岩体的工程地质性质 4.散体结构岩体的工程地质性质
岩体是在漫长的地质历史中形成与演变过来的地质体，它被许许多多不同方向、不同规模的断层面、节理面、裂隙面、层面、不整合面、接触面等各种地质界面切割为形状不一、大小不等的各种各样的块体。所以，岩体是指一定工程范围内，一种或多种岩石中的各种结构面、结构体的总体。因此，岩体不能以单块岩石为代表，单块岩石强度较高，但被结构面切割破碎时，其构成的岩体的强度却较小。所以岩体中结构面的发育程度，性质及连通程度等，对岩体的工程地质性质都有很大的影响。
岩体内结构面连通性
结构面的张开度和填充情况
结构面的张开度是指结构面的两壁隔开的距离。以张开度的大小区分，主要分为：闭合的，微张开的，张开的，宽张的。闭合的结构面的力学性质取决于结构面两壁的岩石性质和结构面粗糙程度。微张的结构面的剪切强度比张开的结构面大。张开的和宽张的结构面，其抗剪强度取决于填充物的成分和厚度。填充物为黏土时比为砂质时强度低；为砂质时比砾质低。
块状结构岩体
层状结构岩体
碎裂结构岩体
散体结构岩体
谢~谢！
结构面的密度
它反映了节理的发育程度和岩体的完整性，通常以线密度（条/m）或结构面的间距来表示. 节理发育程度分级
分级节理间距（m）节理发育程度岩体完整性 Ⅰ ＞2 不发育 Ⅱ 0.5～2 较发育 Ⅲ 0.1～0.5 发育 Ⅳ ＜0.1 极发育
完整
块状
碎裂
破碎
结构面的连通性（贯通性、延展性）在一定空间范围内的岩体中，结构面的走向、倾向方向的连通程度。如图所示：
2.结构体类型结构体是指岩体中被各类各级结构面切割并包围的岩石块体及岩石集合体。根据其外形特征结构体分为柱状、块状、板状、楔形、菱形和锥形等六种基本形态。

《工程地质学》孔宪立_石振明工程地质复习

第二章岩石的成因类型及其工程地质特征地球的圈层构造。

矿物的概念，结晶质的基本特点。

便于肉眼鉴别矿物的主要物理性质。

常见的造岩矿物岩浆岩的成因岩浆岩的分类，岩浆岩的产状，岩浆岩的结构和构造常见的岩浆岩沉积岩的成因沉积岩的物质成分，沉积岩的结构和构造常见的沉积岩变质岩的成因，变质作用的因素变质岩的矿物特征，变质岩的结构和构造常见的变质岩地质年代的概念（绝对、相对）岩层相对地质年代的确定方法第四纪的主要地质特征第三章地质构造及其对工程的影响地壳运动（性质和方向），板块运动的基本概念水平构造和单斜构造、岩层产状的概念。

褶皱构造的成因，摺曲的类型节理（裂隙）的成因和类型断层要素、断层的主要类型、断层的组合形式整合与不整合的概念，不整合的类型地质图的阅读与分析影响岩石工程性质的主要因素岩体的概念，岩体的结构面第四章土的工程性质与分类土的粒度成分、粒度分析方法土的矿物成分及性质，土的三相比例指标的概念无粘性土紧密状态指标，粘性土的物理特征土的成因类型特征特殊土（软土、黄土、红粘土、膨胀土、冻土）的主要工程地质性质第五章地下水地下水与含水层的概念岩土的水理性质地下水类型及其主要特征地下水对建筑工程的主要影响作用流沙和潜蚀产生的机理第六章不良地质现象的工程地质问题风化作用的类型风化带的意义流水的侵蚀作用河谷的类型及河流接地滑坡的形态特征影响滑坡的主要因素滑坡的主要治理措施泥石流的形成条件、防治措施岩溶的形成条件。

地震的基本概念，分布特征、成因。

地震波及其传播地震震级、烈度地震效应（地震力、地面破坏、地基液化）地基承载力的实质地基液化对地基稳定性的影响。

岩体力学第二章岩石物理力学性质

件比，下用自百由分吸数入表水示的。质量(mw1)与岩样干质量(ms)之
Wa
mw1 mw2
100%
nb
VVb V
100%
dWa w
dWa
2、饱和吸水率(Wp)
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
循环加荷
加荷
加
单轴 p
荷三轴拉伸
方加荷
反复循环加卸荷(c)
p
p
式
t
t
t
加剪力
(a)
(b)
(c)
单向受压
单向受拉
双向受力
压剪
岩石强度：岩石抵抗外力破坏的能力。
岩块破坏方式
脆性破坏
拉破坏剪切破坏
塑性破坏(延性破坏）
一、单轴抗压强度受力二、单轴抗拉强度状三、剪切强度态四、三轴压缩强度
Wp
mw2 ms
100%
n0
VV 0 V
100%
dW p w
dWp
3、饱水系数(Wa)
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。
几种岩石的吸水性指标值
（二）岩石的软化性
岩石浸水饱和后强度降低的性质，称为软化性，
软化系数(KR)为岩石试件的饱和抗压强度(σcw)与干抗压强度(σc)的比值
一、岩石(块)的物质组成
岩块的力学性质主要取决于组成岩石的矿物成分及其相对含量
硅酸盐类矿物
组成岩石的矿物
粘土矿物碳酸盐类矿物
12/16/2020

1.5岩石的工程地质性质

软化系数表示。软化系数kd：等于岩石在饱和状态下的极限抗压强度与
在风干状态下极限抗压强度的比。用小数表示。其值越小，表明岩石在水作用下的强度和稳定性越差。
岩石的软化性决定于岩石的矿物成分、结构和构造特征。岩浆岩和变质岩的软化系数大都接近于1.0；粘土矿物含量高、孔隙度大、吸水率高的岩石，软化系数越小，如泥灰岩和页岩。
降低岩石的强度。在工程中应当重视岩石中这些低强度矿物含量的增长对岩石强度的降低作用。
但也不能简单地认为，含有高强度矿物的岩石，其强度一定就高。因为岩石受力作用后，内部应力是通过矿物颗粒的直接接触来传递的，如果强度较高的矿物在岩石中互不接触，则应力的传递必然会受中间低强度矿物的影响，岩石不一定就能显示出高的强度。
180~300
岩石名称辉绿岩
抗压强度（MPa）
200~350
岩石名称页岩
抗压强度（MPa）
10~100
100~250
玄武岩
150~300
砂岩
20~200
180~300
石英岩
150~350
砾岩
10~150
100~250 100~250 80~250
大理岩片麻岩灰岩
100~250 50~200 20~200
岩体 = 结构面 + 结构体
岩块的强度高，岩体的强度不一定高。
结构面的发育程度、性质、充填情况以及连通程度等，对岩体的工程性质有很大的影响。
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1. 结构面
结构面：存在于岩体中的各种地质界面。
（1）结构面类型：原生结构面：成岩时形成
沉积结构面：层面、层理、夹层等火成结构面：原生节理、流纹面、接触面等等变质结构面：片麻理、片理等等

工程地质-岩石及岩体的工程地质性质幻灯片课件

岩石受水作用后，强度和稳定性发生变化的性质称为岩石的软化性。软化学性主要决定于岩石的矿物成分、结构和构造特征。黏土矿物含量高、孔隙度大、吸水率高的岩石，与水作用容易软化而丧失其强度和稳定性。
• 软化性指标是软化系数(softening coefficient)：在数值上，等于岩石在饱和状态下的极限抗压强度和在风干状态下的极限抗压强度的比，用小数表示。其值越小，表示岩石在水作用下的强度和稳定性越差。软化系数小于0.75的岩石，认为是软化性强的岩石，工程性质比较差。
• 1）第一变形阶段为图中OA段曲线，属于微裂隙压密阶段，岩石中微裂隙在压力作用下逐渐被压密，岩石的应力—应变曲线呈上凹形。
• 2）第二变形阶段为图中AB段曲线，属于弹性变形阶段，岩石中微裂隙进一步闭合及压密，孔隙被压缩，因而岩石的应力—应变曲线为曲型的直线形式。曲线上B点所对应
的应力e为弹性极限强度或比例极限。
膨胀试验仪器
岩石的主要物理性质指标
2、岩石的主要力学性质指标
• （1）岩石的变形性质 • 岩石变形有弹性变形、塑性变形和黏性变形三种。 • 1）弹性变形 • 岩石在外力作用下发生变形，当外力撤去后又恢复其原
有的形状及体积的变形称为弹性变形。
• 2）塑性变形 • 岩石在超过其屈服极限外力作用下发生变形，当外力撤
包括孔隙)部分单位体积的重量。在数值上，等于岩石固体颗粒的重量与同体积的水在4℃时重量的比。其大小，决定于岩
石中矿物的比重及其在岩石中的相对含量。
• （2）重度(容重, unit weight）：指岩石单位体积的重
量，在数值上等于岩石试件的总重量(包括孔隙中的水重)与其总体积(包括孔隙体积)之比。其大小，决定于岩石中矿物的比重，岩石的孔隙性及其含水情况。

工程地质学-第二章岩石的工程地质性质-1-岩石的物理性质

吸水性较大的岩石吸水后往往会产生膨胀，给井巷支护造成很大压力。
在公路建筑材料中 Ks→1，石料抗冻性能差， Ks >0.85的石料寒冷地区不用。
2、岩石的透水性
透水性：在一定的水压作用下，水穿透岩石的能力。地下水存在于岩石孔隙、裂隙之中，而且大多数岩石的孔隙裂隙是连通的，因而在一定的水压作用下，地下水可以在岩石中渗透。岩石的这种能透水的性能称为岩石的透水性。岩石的透水性大小不仅与岩石的孔隙度大小有关，而且还与孔隙大小及其贯通程度有关。
I d 2 mr / ms %
试验前的试件烘干质量 mr ；残留在筒内的试件烘干质量 ms 。
3.岩石的膨胀性评价膨胀性岩体工程的稳定。
1）自由膨胀率：无约
束条件下，浸水后胀变形与原尺寸之比轴向自由膨胀
VH H / H （%）
H——试件高度径向自由膨胀
VD D / D （%）
n0Leabharlann Vn0 V Ws V
Vn0 Ws

d 2 w
式中：Ws为干燥岩石重量；γd,γw干燥岩石和水的重度。
（3）岩石的饱水系数（Ks）
岩石吸水率与饱水率之比称为岩石的饱水系数，即
Ks

1 2
饱水系数反映了岩石中大开空隙和小开空隙的相对含量。饱水系数越大，岩石中的大开空隙越多，而小开空隙越少。
Vnb Ws
Ws Vnb1 d1
V W1
w
式中：W s为干燥岩石的重量；γd,γw分别为干燥岩石和水的重度。
（2）岩石的饱水率（ω2）
岩石的饱水率指在高压（150个大气压）或真空
条件下，岩石吸入水的重量Wω2与岩石干重量Ws之比，
即：

岩石与岩体

首先取决于岩体的结构类型与特征，其次才是组成岩体的岩石的性质。
其意义在于结构面的特征决定岩体
的性质。
不同结构类型岩体的工程地质性质：
整体块状结构：强度高各向同性抗风化能力强
层状结构岩体：强度较高各向异性层间滑动
碎裂结构岩体：完整性差强度低
散体结构岩体：
碎石土类各向同性强度最差
岩石的抗压强度最高，抗剪强度
居中，抗拉强度最小。抗剪强度约为
抗压强度的10％～40％；抗拉强度仅为抗压强度的2％～16％。岩石越坚硬，其值相差越大。抗压和抗剪强度是评价岩石（岩
体）稳定性的指标。
（三）影响岩石工程性质的因素 1. 矿物成分: 应注意矿物对岩石强度影响 2. 结构岩石按结构分类：结晶联结胶结物联结强度上的一般规律：
结构体：被结构面切割成的块体。
形状：柱状、块状、板状、楔状、锥状等等原因：与岩层的产状有关。结构体大小可用体积裂隙数Jv来表示，指岩体单位体积通过的总裂隙数。 Jv =1/S1+1/S2+1/S3+… …+1/Sn=∑1/Si Si ：岩体内第i组结构面的间距 1/Si：该组结构面的裂隙数（裂隙数/m）
4.软化性岩石吸水后，其强度和稳定性发生变化的性质。软化系数kd：等于岩石在饱和状态下的极限抗压强度与在风干状态下极限抗压强度的比。用小数表示。 5. 抗冻性岩石抵抗冻胀压力作用的能力。一般用强度降低率来表示。
（二）岩石的力学性质
变形特性：弹性模量泊淞比
弹性模量E：应力和应变之比。泊淞比：横向应变与纵向应变之比。强度特性：岩石抵抗外力破坏的能力。抗压强度Rc：抵抗压碎破坏的能力抗拉强度Rt ：约为0.02~0.16Rc 抗剪强度[]：约为0.1~0.4 Rc

岩石的工程地质性质

软化性：指岩石在水的作用下强度降低的性质。软化系数(softening coefficient)为岩石在饱水状态下的极限抗压强度与风干状态下强度之比。<0.75是强软化的岩石。崩解性(disintegration)：指粘土质岩石吸水膨胀的性质。抗冻性(frost resistance)：指岩石抵抗冰劈作用的
沉积岩
•火山碎屑岩由细小火山灰组成，水理性质差。
•沉积碎屑岩受胶结物成分和胶结类型影响显著
•粘土岩浸水后易软化和泥化，还可能有膨胀性
对工程极为不利，但可作隔水层和防渗层。
•化学岩和生物化学岩具不同程度的可溶性，易渗漏。
变质岩
工程性质与其原岩密切相关。 •动力变质岩的力学强度和抗水性均较差。 •片理构造使岩石具有各向异性特征。
3.1 岩石的物理力学性质一 .岩石工程性质的常用指标
物理性质(physical properties)
重度（密度）(unit weight)：岩石单位体积的重力（
质量）。有干重度、湿重度和饱和重度之分.
比重(相对密度)(specific gravity)：固体岩石的重力（
质量）与同体积水在4º c时重力（质量）的比值。
3.5.2岩体的工程地质性质

岩体是指包括各种地质界面的单一或多种岩石构成的地质体，它被各种结构面所切割，由大小不同、形状不一的岩块所组合而成。岩体是指某一地点一种或多种岩石中的各种结构面、结构体的总体。
1.岩体结构分析

结构面包括各种破裂面、物质分异面、软弱夹层等，按地质成因可分为原生的、构造、次生原生结构面是成岩时形成的，分为沉积的、火成的和变质的构造结构面是在构造应力作用下，于岩体中形成的断裂面、错动面、破碎带的总称次生结构面是在风化、卸荷、地下水等作用下形成的风化裂隙、破碎带、泥化夹层、夹泥层

第二章岩块和岩体的地质特征

2
表2-5 结构面张开度分级表
• Ⅳ级及部分Ⅲ级结构面的产状、迹长、间距及张开度等几何特征参数，服从某种随机分布规律。
第二章岩块和岩体的地质特征
三、结构面特征及其对岩体性质的影响
(五)形态

结构面的形态可以用侧壁的起伏形态及粗糙度来反映。结构面侧壁的起伏形态分为：平直的、台阶状的、锯齿状的、波状的和不规则状的。
kv 0.2~0.4
kf -
强风化
中等风化微风化未风化
1000~2000
2000~4000 4000~5000 >5000
0.4~0.6
0.6~0.8 0.8~0.9 0.9~1.0
<0.4
0.4~0.8 0.8~0.9 0.9~1.0
第二章岩块和岩体的地质特征 §2.3 结构面特征
一、结构面的成因类型
第二章岩块和岩体的地质特征

三、结构面特征及其对岩体性质的影响
(四)张开度
结构面的张开度是指结构面两壁面间的垂直距离。
结构面两壁面一般不是紧密接触，使结构面实际接触面积减少，导致结构面粘聚力降低和渗透性增大。

如在层流条件下，平直而两壁平行的单个结构面的渗透系数(Kf)可表达的地质特征
三、结构面特征及其对岩体性质的影响普里斯特等

用线密度来估算岩体质量指标RQD(rock quality designation)
巴顿等
RQD 100e
0.1kd
(0.1k d 1)
岩体质量指标RQD：长度大于10cm的岩心
长度之和与钻孔总进尺的百分比。
长度大于 cm的岩心长度之和 10 RQD 100% 钻孔总进尺

工程地质学复习资料整理

工程地质学第二章岩石成因类型及其工程地质特征1.岩石按成因可分为：岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。

2.存在地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自热元素和化合物，称为矿物。

其中构成岩石的矿物，称为造岩石矿物。

如常见的石英、正长石、方解石等。

3.矿物的物理性质有颜色（自色、他色、假色）、光泽（造岩矿物绝大部分属于非金属光泽）、硬度（矿物的硬度的确定，是根据两种矿物对刻时互相是否刻伤的情况而定。

）、解理和断口。

4.当岩浆的内部压力小于上部岩层压力时，迫使岩浆停留下，冷凝成岩浆岩。

5.依冷凝成岩浆岩的地质环境的不同，将岩浆岩分三类：深成岩、浅成岩、喷出岩。

6.岩浆岩的产状有：岩基、岩株、岩盘、岩床、岩脉。

7.岩浆岩的结构，是指组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒的大小、形状及其相互结合的情况。

8.岩浆岩的结构分为：全晶质结构（粗粒结构、中粒结构、细粒结构、微粒结构）、半晶质结构、非晶质结构。

9.岩浆岩的构造，是指矿物在岩石中的组合方式和空间分布情况。

常见构造主要有：块状构造、流纹状构造、气孔状构造、杏仁状构造。

12.沉积岩主要由碎屑物质、粘土矿物、化学沉积矿物、有机质及生物残骸组成。

13.在沉积岩的组成物质中，粘土矿物、方解石、白云石、有机质等，是沉积岩所特有的，是物质组成上区别于岩浆岩的一个重要特征。

14.沉积岩分类：碎屑岩类、粘土岩类、化学及生物化学岩类。

15.沉积岩的结构：碎屑结构、泥质结构、结晶结构、生物结构。

16.沉积岩最主要的构造是层理构造。

17.沉积岩的层理构造、层面特征和含有化石，是沉积岩在构造上区别于岩浆岩的重要特征。

18.常见沉积岩：19.变质岩是由原来的岩石在地壳中受到高温、高压及化学成分加入的影响，在固体状态下发生矿物成分及结构构造变化后形成的新岩石。

20.变质岩变质作用的因素：高温、高压、新的化学成分的加入。

21.变质岩特有的矿物（石滑绿蛇）22.变质岩的结构（变晶变余）23.变质岩的构造，主要的是片理构造和块状构造。

工程地质学复习资料

第 2 章岩石的成因类型及其工程地质特征地球的内部构造：依各圈层的特点可分为：地壳、地幔、地核。

地壳：地球的固体外壳叫做地壳。

地幔：处于地壳和地核中间，也称中间层或过渡层。

根据化学成分的不同分两层：地幔上层和地幔下层地核: 主要化学成分是铁、镍，所以又称铁镍核心岩石:在一定的地质条件下，由一种或几种矿物自然组合而成的矿物结合体。

矿物:存在于地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物，称为矿物。

矿物的物理力学性质主要有：光学性质、力学性质和形态特征等。

（一）光学性质－颜色、光泽、条痕1．颜色：矿物的颜色，是矿物对可见光波的吸收作用产生的。

2．光泽：矿物表面呈现的光亮程度，称为光泽。

它是矿物表面的反射率的表现。

按其反射强弱程度，分金属光泽、半金属光泽和非金属光泽。

非金属光泽有：玻璃光泽、珍珠光泽、丝绢光泽、油脂光泽、蜡状光泽、土状光泽。

3．条痕：矿物在无釉瓷板上摩擦时所留下的粉末痕迹，它是指矿物粉末的颜色。

（二）力学性质1．硬度摩氏硬度计：是硬度对比的标准，从软到硬依次由下列10种矿物组成称为摩氏硬度计。

（1）滑石（2）石膏（3）方解石（4）萤石（5）磷灰石（6）正长石（7）石英（8）黄玉（9）刚玉（10）金刚石2．解理、断口矿物受打击后，能沿一定方向裂开成光滑平面的性质，称为解理。

裂开的光滑平面称为解理面。

不具方向性的不规则破裂面，称为断口。

据解理的完全程度，可将解理分为以下几种：极完全解理：易裂开成薄片，解理面大而完整，平滑光亮，如云母。

完全解理：沿解理方向开裂成小块，解理面平整光亮，如方解石。

中等解理：既有解理面，又有断口，如正长石。

不完全解理：常出现断口，解理面很难出现，如磷灰石。

（三）形态特征1．单体矿物形态：单向延长类型、双向延长类型、三向延长类型。

2．集合体的形态有：晶簇、纤维状、粒状、鲕状、钟乳状、土状、块状。

（四）其他性质如滑石的滑腻感，方解石遇盐酸起泡等，都可作为鉴别这种矿物的特征。

第二章岩石的物理性质

wsa
Ww2 100% Ws
2.2 基本性质指标
岩石的水理性质：饱水系数
岩石的吸水率（ a ）与饱和吸水率（ sa ）之比，称为饱水系数。
K
a sa
它反映了岩石中开口孔隙的发育程度。一般说来，饱水系数愈大，岩石中的开口孔隙相对愈多。
饱水系数大，说明常压下吸水后余留的孔隙就愈少，岩石愈容易被冻胀破坏，因而其抗冻性差。
Vvc nc 100% V
总孔隙率与开口和封闭孔隙率的关系
n no nc
(读2-3)
2.2 基本性质指标
岩石的水理性质：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、抗冻性、软化性、渗透性、膨胀性及崩解性等。
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(饱水率)与饱水系数等指标表示。
导电性：岩石介质传导电流的能力，常用电导率或电阻率表示。
学科内应用较少

导电性复杂易变：矿物成分，结构，孔隙溶液的多少、化学组成、浓度等电阻率岩浆岩高，变质岩次之，沉积岩变化范围大、垂直层理较高
2.4
概述
岩石的渗透性
在水力坡降作用下，水在岩体孔隙和裂隙中的流动，即渗流；该过程称为渗透。而岩石的渗透性就是指在水压力作用下，岩石的孔隙和裂隙透过水的能力。
影响因素：取决于矿物成分及含量，可作常数看。水的影响重要含水状态岩石的比热可用干试样的比热等指标来进行换算，公式如下：
CS
m C mwt Cwt m mwt
2.3
岩石的热学和电学性质
导热性：岩石传导热量的能力
导热系数(热导率)λ：温度梯度为1时，单位时间内通过单位面积岩石所传导的热量(cal/(cm2· s· ℃)) 多数造岩矿物λ介于0.40~0.80~4.00~7.00之间(2.10, 0.63, 0.021)，岩石λ与岩石密度有关(沉积岩骨架密度15~20%，一倍)，注意各向异性岩石λ的差异(顺高 10~30%)。

岩体的工程地质特征

岩体的工程地质分区
1
岩体的工程地质分区是根据岩体在工程地质条件方面的相似性和差异性，将岩体划分为若干个区域。
2
分区的目的是为了更好地认识和评价岩体的工程地质特征，为工程设计和施工提供依据。
3
分区的方法包括地貌、地层、构造和岩石性质等多个方面，需要综合考虑各种因素。
岩体的工程地质勘探
岩体的工程地质勘探是获取岩体详细信息的重要手段，包括钻探、
研究目的和意义
通过对岩体工程地质特征的研究，可以深入了解岩体的形成、演变和分布规律，为工程选址、设计和施工提供科学依据。
研究岩体的工程地质特征有助于提高工程质量和安全性，减少工程风险和损失，对于保障人民生命财产安全和社会经济发展具有重要意义。
02 岩体的基本特征
岩体的定义与分类
定义
岩体是由岩石和其赋存的介质共同组成的自然体，具有复杂的结构和不均匀性。
分类
根据岩石的成因、结构和工程地质特性，可以将岩体分为沉积岩、变质岩和岩浆岩等类型。
岩体的结构特征01ຫໍສະໝຸດ 0203结构面
岩体中存在的各种破裂面、节理、层理和软弱夹层等，对岩体的力学性质和稳定性有重要影响。
结构体
岩体被结构面切割成各种形状和大小不一的块体，这些块体在空间排列组合形成特定的结构体。
对未来研究的建议
进一步深入研究不同地区、不同类型岩体的工程地质特征，为工程设计和施工
提供更加全面和准确的地质资料。
加强岩体工程地质特征与工程实践的结合研究，探索更加科学合理的岩体工程
地质勘察、评价和治理方法。
开展长期监测和研究，了解岩体在长期自然因素和人类活动作用下的变形、破坏和演化规律，为工程安全和环境保护

工程地质第2章岩土类型及其工程地质性质2.3.5-2.4.5

工程地质第2章岩土类型及其工程地质性质（2.3.5-2.4.5）1岩石的工程地质性质指标岩石的工程地质性质指标吸水率：一个大气压力下和室温条件下自由吸入水48h的质量(m0)与岩石烘干试件质量(ms)之比值饱和吸水率：岩石试件在高压或真空条件下吸入水的质量（mp）和岩样干质量（ms）之比岩石的工程地质性质指标2.3.5 岩石的工程地质性质软化性：岩石浸水后强度降低的性能称为岩石的软化性抗冻性：岩石抵抗冻融破坏的性能称为岩石的抗冻性岩石的工程地质性质指标变形：岩石在外力或其它物理因素作用下发生形状或体积的变化岩石的工程地质性质指标岩石在单向拉伸时抵抗拉断破坏的能力岩石的工程地质性质指标☐影响岩石的工程地质性质的因素矿物成分(密度、硬度）•比如：石英岩强度高于大理岩。

高于石英7方解石3☐影响岩石的工程地质性质的因素结构（结晶联结、胶接物联结）竹叶状灰岩竹叶状灰岩砂岩泥岩差异风化岩石崩解☐岩石的工程分类工程中岩石的描述包括：地质年代、地质名称、风化程度、颜色、主要矿物、结构、构造和岩石质量指标。

地质分类：根据是岩石地质成因，矿物成份、结构构造和风化程度，可以用地质名称加风化程度表达，如强风化花岗岩、微风化砂岩等。

工程分类：主要根据岩石的工程性状，使工程师建立起明确的工程特性概念。

本章涉及的岩石工程分类主要根据岩石的坚硬程度和风化程度进行划分。

岩体的工程分类在第三章。

岩石的工程分类—坚硬程度的分类•按岩石抗压强度大于30MPa与小于30MPa划分为硬质岩与软质岩，☐风化岩的定义风化作用：地表及地面以下一定深度的岩石，在气温变化、水溶液、气体及生物等各种营力的作用下，逐渐产生裂隙、发生机械破碎和矿物成分的改变，丧失完整性的过程。

风化岩：在风化壳中，尚保留原岩结构和构造的风化岩石残积土：岩石经风化作用后，形成松散的岩屑和土层，残留在原地的堆积物。

34-151.风化作用类型物理风化岩石在自然因素作用下，发生机械破碎，而无明显的成分改变。

第二章岩石及工程地质性质03

出岩——安山岩
酸性岩（SiO2>65%）代表性侵入岩—花岗岩；代表性喷出岩—
流纹岩
岩石中矿物分类
硅铝矿物（浅色矿物：石英、长石）硅镁矿物（深色矿物：橄榄石、辉石、角闪石）
硅铝矿物（浅色矿物）
石英正长石
硅镁矿物（深色矿物）
橄榄石（岩石中橄榄绿色者）
角闪石
辉石
3、岩浆岩的结构与构造
•（1）岩浆岩的结构
褶皱状
石英
长石、石英、角闪石、红柱石
块状
致密状斑状或致密状
石榴子石、透辉石
不等粒状
构造破碎构造角砾岩
岩类
糜棱岩
原岩碎块原岩岩屑
碎
角砾状
裂状
眼球状
5常见变质岩
石英岩：变余砂状
结构，块状构造。
（左图）
大理岩：粒状变晶结构，
。（右图）
块状岩类：
大理岩：由较纯的石灰岩、白云岩经区域变质作用形成；
玄武岩：基性喷出岩。辉黑、黑色；
隐晶质细粒或斑状结构，气孔或杏仁状构造；
岩石致密坚硬、性脆，强度高。
基性浅成侵入岩——辉绿岩
6岩浆岩的肉眼鉴别要点
1.在野外首先观察岩体产状规模及特征；2据颜色、矿物成分、结构、
构造确定名称二、沉积岩来自1、沉积岩形成：经沉积、固结成岩作用形成 ➢2.物质成分沉积物颗粒（单矿物和岩屑）和胶
水后易软化、易膨胀。抗滑能力很低。
化学及生物化学岩类
石灰岩：由细小结晶的方解
石形成，常有少量的白云石、粘土、长石等。常为灰色、浅灰色；遇稀盐酸强烈起泡。易形成岩溶，但可作水泥和石灰的原料，或作建筑材料。
白云岩：主要为白云石，含

第二章岩块、结构面及岩体的地质特征

（四）岩体的结构特征
第二章总思考题
1、岩块与岩体有哪些区别？ 2、试比较土与岩有那些异同点？ 3、结构面有哪些主要特征，它们是怎样影响岩体力学性质的？ 4、比较岩块与结构体的含义异同？ 5、试总结说明三大类岩体的主要特征？
风化

第二章岩块、结构面和岩体的地质特征
风化空隙率指标(Iw)是快速浸水后风化岩块吸入
水的质量与干燥岩块质量之比。
波速指标
纵波波速（cp）
波速比
kv
vcp vrp
' cw
风化系数
kf cw
第二章岩块、结构面和岩体的地质特征
硬质岩石按波速指标的风化分级表
《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）
K1变化在0～1之间，K1值愈大说明结构面的连续性愈好，当K1＝1时，结构面完全贯通。

2、面连续性：指沿结构面延伸方向，结构面面积之和与总面积的比值。 3、迹长：结构面与岩体露头交线的长度。

第二章岩块、结构面和岩体的地质特征
表2-3 结构面连续性分级表
第二章岩块、结构面和岩体的地质特征
第二章岩块、结构面和岩体的地质特征
结构体的形状示意图
第二章岩块、结构面和岩体的地质特征
2 岩体的结构类型
第二章岩块、结构面和岩体的地质特征
三、岩体成因与岩体特征（自学）
1 岩浆岩体无层理，产状复杂。根据岩浆活动方式，岩浆岩可分为深成岩、浅成岩和喷出岩三类。 2 沉积岩体具有层理构造，岩体呈层状结构。沉积岩包括他生沉积岩和自生沉积岩两大类。 3 变质岩体多数岩石变质后都经历了不同程度的重结晶作用，结构较致密，抗水性增强，孔隙率较低，透水性弱，抗变形性能好，强度高。因此与沉积岩相比，变质岩的性质一般要好些。

第02讲岩体的力学特性和工程地质性质

A.受到水平方向强烈张应力形成的
B.受到水平方向强烈挤压力形成的
C.断层线与褶皱轴的方向基本一致
D.断层线与拉应力作用方向基本垂直
E.断层线与压应力作用方向基本平行
  
『正确答案』BC
『答案解析』本题考查的是岩体的构成。（1）断层要素：①断层面和破碎带；②断层线；③断盘；④断距。（2）断层基本类型：①正断层是上盘沿断层面相对下降，下盘相对上升的断层。②逆断层是上盘沿断层面相对上升，下盘相对下降的断层。③平推断层是两盘沿断层面发生相对水平位移的断层。其倾角一般是近于直立的,本题是逆断层。参见教材P8。
二、岩体的力学特性
（一）岩体的变形特征
岩体的变形通常包括结构面变形和结构体变形两个部分。岩体变形参数是由变形模量或弹性模量来反映的。
（二）岩体的强度性质
由于岩体是由结构面和各种形状岩石块体组成的，所以，其强度同时受二者性质的控制。一般情况下，岩体的强度既不等于岩块岩石的强度，也不等于结构面的强度，而是二者共同影响表现出来的强度。但在某些情况下，可以用岩石或结构面的强度来代替。如当岩体中结构面不发育，呈完整结构时，岩石的强度可视为岩体强度。如果岩体沿某一结构面产生整体滑动时，则岩体强度完全受结构面强度控制。
（3）碎裂结构。层状碎裂结构和碎裂结构岩体变形模量、承载能力均不高，工程地质性质较差。
（4）散体结构。岩体节理、裂隙很发育，岩体十分破碎，岩石手捏即碎，属于碎石土类，可按碎石土类考虑。
2011年真题：
4.结构面结合力较差的层状结构工程地基岩体的工程特性是（）。
A.沿层面方向的抗剪强度高于垂直层面方向
表1.1.4裂隙发育程度分级表

第二章 岩石与岩体的工程地质性质

工程地质学-第二章 岩石的工程地质性质-2-岩石的力学性质