岩石的物理性质
岩石力学
岩石力学岩石的物理性质 一、 岩石的分类火成岩：侵入岩和喷出岩。
沉积岩：砂岩（95%的油气储量）、页岩（待开采，如页岩气、煤层气）、石灰岩。
变质岩：不含油气。
二、 岩石的强度主要取决于：组成其矿物的强度、连接结构形式、岩石的结构和整体构造、胶结物的成分和胶结方式 三、岩石的物理性质孔隙度、渗透率、可压缩性、导电性、传热性的总称。
1、 孔隙度：绝对孔隙度：φ = V 孔/V 岩总 孔隙度越高，岩石的力学性质越差。
有效孔隙度： φ有效 =V 连通/V 孔总。
2、 渗透性：在一定压力作用下，孔隙具有让流体（油、气、水）通过的性质。
其大小用渗透率来描述，反映了流体在岩石孔隙中流动的阻力的大小。
达西定律：A LhK Q ∆=φ...K Φ——反应岩石性质系数 含义：以粘度为1厘泊的流体完全饱和于岩石孔隙中，在1个大气压差的作用下，以层流的方式用过截面积为1cm 2,长度为1cm 的岩样时，其流量为1cm 3/s 。
则渗透率为1达西（D ）。
3、 岩石中的油、气、水饱和度。
…4、 岩石的粒度组成和比表面积：粒度组成的分析方法：筛分析法和沉降法。
通过粒度得孔隙度。
比表面积：单位体积岩石内颗粒的总表面积。
通过粒度组成估算比面。
孔隙度、粒度、比表三者之二求一岩石的力学性质岩石的类型、组成成分、结构构造、围压、温度、应变率、载荷等对其力学性质都有影响 一、 岩石变形性质的基本概念1、 弹性：… 基本弹性参数E 、υ。
2、 塑性3、 黏性：物体受力后，变形不能在瞬时完成，且应变率随应力的增加而增加的性质。
4、 脆性：受力后变形很小就发生破裂的性质。
（ε>5%就发生破裂的称为塑性材料,小于的称脆性材料）5、 延性：发生较大塑性变形，但不丧失其承载能力的性质。
岩石在常温，常压下，并不是理想的弹性或塑性材料，而是几种的复合体，如塑弹性、塑弹塑、弹塑蠕。
其本构关系略。
6、常温常压下岩石的典型应力-应变曲线：（重点）OA---塑性，应力增加快，但应变增加不多。
第1章岩石的物理性质
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。
1.2
岩石的水理性质： 岩石的崩解性
物理性质指标
岩石的崩解性是指岩石与水相互作用时失去粘结性并变成完全丧失强度的松 散物质的性能。这种现象是由于水化过程中削弱了岩石内部的结构联络引起 的。常见于由可溶盐和粘土质胶结的沉积岩地层中。
岩石崩解性一般用岩石的耐崩解性指数表示。这项指标可以在实验室内做干 湿循环试验确定。
1.2
岩石的水理性质： 岩石的膨胀性
物理性质指标
岩石的膨胀性是指岩石浸水后体积增大的性质。 大多数结晶岩和化学岩是不具有膨胀性的，这是因为岩石中的矿物亲水性小 和结构联结力强的缘故。如果岩石中含有绢云母、石墨和绿泥石一类矿物， 由于这些矿物结晶具有片状结构的特点，水可能渗进片状层之间，同样产生 楔劈效应，有时也会引起岩石体积增大。 岩石膨胀大小一般用膨胀力和膨胀率两项指标表示，这些指标可通过室内试 验确定。目前国内大多采用土的固结仪和膨胀仪的方法测定岩石的膨胀性。
1.3
岩体的工程分类
按岩体质量指标分级： 美国伊利诺斯大学用岩体质量指标RQD来表示岩石的完整性。 采用直径为75mm的双层岩心管金刚石钻进，提取直径为54mm的岩心， 将长度小于10cm的破碎岩心及软弱物质剔除，然后测量大于或等于 10cm长柱状岩心的总长度(Lp)。用这一有效的岩心长度与采集岩心段 的钻孔总进尺(L)之比，取其百分数就是RQD。
岩石的物理性质与性质分析
岩石的物理性质与性质分析岩石是地球表面最常见的地质材料之一，其物理性质和性质分析对于地质学研究以及工程建设都起到至关重要的作用。
本文将对岩石的物理性质进行介绍，并探讨如何对岩石的性质进行分析。
一、岩石的物理性质1. 密度密度是岩石的重要物理性质之一，通常用质量与体积的比值表示。
岩石的密度不仅与岩石的成分有关，还与其孔隙度和结构形态等因素密切相关。
不同类型的岩石其密度差异较大，例如火山岩的密度一般较低，而花岗岩和玄武岩的密度相对较高。
2. 弹性模量弹性模量是衡量岩石抗弹性变形能力的重要指标，通常用应力与应变的比值表示。
弹性模量可分为体积弹性模量、剪切模量和弯曲模量等。
不同类型的岩石其弹性模量也不同，例如砂岩的弹性模量相对较低，而页岩和石灰岩的弹性模量相对较高。
3. 磁性岩石的磁性是指岩石在外磁场作用下表现出的磁特性。
大部分岩石都具有不同程度的磁性，但具体的磁性表现与岩石的成分、结构以及成岩过程等因素有关。
通过对岩石的磁性分析，可以了解地质历史和构造变形。
4. 热性质岩石的热性质包括导热性、热膨胀系数和热导率等。
岩石的导热性取决于其成分、密度和孔隙度等因素，而热膨胀系数则决定了岩石在温度变化下的体积变化。
热导率是指岩石传导热量的能力，与岩石的矿物含量和孔隙度等因素有关。
二、岩石性质分析方法1. 物理试验常用的岩石性质分析方法之一是物理试验，包括密度测定、弹性模量测定和磁性测定等。
密度测定可通过称重和容器体积测量来完成，而弹性模量的测定通常使用弹性波速度的测量方法。
磁性测定则需要使用磁化强度计等仪器完成。
2. 岩心实验岩心是由地下取得的连续岩石样本，在岩石性质分析中起到非常重要的作用。
通过对岩心的观察和实验室分析，可以了解岩石的颜色、质地、孔隙度、矿物组成等特征，从而推测岩石的物理性质。
3. 地球物理勘探地球物理勘探是一种通过地球物理方法研究地壳结构和性质的方法。
它包括地震勘探、电磁测深、重力测量和磁力测量等。
岩石物理力学性质-知识归纳整理
1 岩石的物理力学性质岩石是由固体相、液体相和蔼体相组成的多相体系。
理论以为，岩石中固体相的组分和三相之间的比例关系及其相互作用决定了岩石的性质。
在研究和分析岩石受力后的力学表现时，必然要联系到岩石的某些物理性质指标。
岩石物理性质：岩石由于其固体相的组分和三相之间的比例关系及其相互作用所表现出来的性质。
主要包括基本物理性质和水理性质。
岩石在受到外力作用下所表现出来的性质称为岩石的力学性质。
岩石的力学性质主要有变形性质和强度性质，在静荷载和动荷载作用时，岩石的力学性质是有所不同的，表如今性质指标的差异上。
岩石的物理力学性质通常经过岩石物理力学性质测试才干确定。
1.1 岩石的基本物理性质指标 反映岩石组分及结构特征的物理量称为岩石的物理性质指标，这里主要是指一些基本属性：密度、比重、孔隙性、水理性等。
反映了岩石的组分和三相之间的比例关系。
为了测定这些指标，一股都采用岩样在室内作试验，，必要时也可以在天然露头上或探洞(井)中举行现场试骀。
在选用岩样时应思量到它们对所研究地质单元的代表性并尽可能地保持其天然结构。
最好采用同一岩样逐次地测定岩石的各种物理性质指标。
下面分述各种物理性质指标。
1.1.1 岩石的密度和重度(容重)1、定义密度：单位体积岩石(包括岩石内空隙体积在内)所具有的质量。
重度(容重)：单位体积岩石所受的重力。
2、计算式密度：V M =ρ(g/cm 3，t/m 3)容重度：V MgV W ==ρ(kN/m 3)密度与重度的关系：γ=ρg。
上述各式中，M —岩石质量；W —岩石分量；V —岩石体积(包括空隙在内)；g 为重力加速度，g=9.8m/s 2，工程上普通取10m/s 2。
密度与容重的种类：天然密度ρ、干密度ρd 、饱和密度ρsat 。
天然密度与干密度的关系：ρ=ρd (1+0.01ω)(ω为含水率，以百分数计)。
3、影响因素 影响岩石密度大小的因素：矿物成分、孔隙及微裂隙发育程度、含水量。
第2章 岩石的物理力学性质
目 录
1、岩石的物理性质 2、岩石的强度特性 3、岩石的变形特性 4、岩体结构面的力学性质 5、岩体的力学性质 6、工程岩体的分类 7、岩石力学性质的时间效应
2.1 岩石的物理性质
岩石由固体、液体和气体三相介质组成， 其物理性质是指因岩石三相组成部分的相 对比例关系不同所表现出来的物理状态。
（2）变角板剪切试验（图） P (cos f sin ) A P (sin f cos ) A
此法的主要缺点是a角不能太大，也不能太小。
4 岩石的三轴压缩强度（Triaxial compressive strength）
岩石试件在三向压应力作用下能抵抗的最大轴向压力。
体积变形模量：平均正应力与单位体积变形之比
e V e 1 2 3 V K
切变模量：弹性或准弹性的切变模量
E G 2(1 )
岩块的变形模量和泊松比受岩石矿物组 成、结构构造、风化程度、空隙性、含水率、 微结构面及其与荷载方向的关系等多种因素 的影响，变化很大（图）。
f c tan
大量研究表明：当压力不大时（小于 10MPa），直线形强度包络线能够满足工程 要求，是目前应用最为广泛的强度理论。
（2）二次抛物线形莫尔强度准则（图） 软弱至中等硬度完整岩石，如泥灰岩、 砂岩、泥岩等岩石的强度包络线近似于二次 抛物线。
n( t )
VD D / D 100%
（2）岩石的侧向约束膨胀率
VHP H1 / H 100%
（3）膨胀压力
6 岩石的透水性 达西定律
Vx kix
岩石的渗透系数一般都很小，新鲜致 密岩石的渗透系数一般均小于10-7cm/s。裂 隙发育时，渗透系数一般比新鲜岩石大4～ 6个数量级。
第2章岩石的物理性质ppt课件
岩体受卸荷作用，风化作用和 地下水活动所产生的结构面。
卸荷裂隙、风化裂隙以及 各种泥化夹层、次生夹泥 等。
2.3 岩体结构
➢结构面的类型和自然特性
❖ 结构面的自然特性
是指结构面的规模、结构面上的物质组成、结构面的结合状态和 空间分布以及密集程度等等。
结构面的等级：按结构面的规模分为四个等级，每个等级都关系到岩体 的稳定性。
当岩石中含有较多的亲水性和可溶性矿物，且含开口孔隙较多时， 岩石的软化性较强，软化系数较小。
2.2 岩石的物理性质指标
➢岩石的水理性质
❖ 岩石的渗透性
水在岩土体孔隙中的流动过程称为渗透。岩土体具有渗透的性质称为岩 土体的渗透性。
是岩石水理性质的重要指标，也是岩体稳定性分析的基本计算参数。由 水的渗透引起岩土体边坡失稳、边坡变形、地基变形、岩溶渗透塌陷等 均属于岩土体的渗透稳定问题。水在孔隙介质中的渗透问题，目前的研 究在试验及理论上都有一定的水平，在解决实际问题方面也能够较好地 反映水在孔隙介质中的渗流的运动规律。 对于裂隙介质中的渗流研究， 则很不成熟。
wa
Ww1 Ws
100 %
2.2 岩石的物理性质指标
➢ 岩石的水理性质
❖ 岩石的吸水性
▪ 吸水率
实验测定：烘干箱烘干12小时（1050C）求得干重Ws，水中浸润12— 24小时，称得湿重，算出吸入的水重Ww1，从而求得a 。
影响因素：孔隙的多少和细微裂隙的连通情况。
应用：工程上常用吸水率作为判断岩石的抗冻性及风化程度的指标。
▪ 抗冻性衡量指标 抗冻系数大于75%，重力损失率小于5%的岩石为抗冻性能好的岩石。
2.2 岩石的物理性质指标
岩石的物理性质与性质分析
岩石的物理性质与性质分析岩石是地壳中主要的固体物质，由矿物粒子和胶结物质组成。
岩石的物理性质是指岩石在外部作用下所表现出的性质，包括密度、硬度、磁性、导电性等。
岩石的性质分析是对岩石物理性质的具体研究，通过对岩石的性质分析，可以更好地了解岩石的组成和结构，为勘探、开采和利用岩石资源提供参考。
1. 密度分析岩石的密度是指单位体积岩石的质量，通常以g/cm³或kg/m³为单位。
密度是岩石的一个重要物理性质，可以通过密度的测定来判断岩石的成分和结构。
常见的岩石密度范围在2.4-3.0g/cm³之间，不同种类的岩石其密度也会有所差异。
例如，花岗岩的密度较高，大理石的密度较低，通过密度分析可以区分不同种类的岩石。
2. 硬度分析岩石的硬度是指岩石抵抗外力破坏的能力，通常以莫氏硬度来表示。
莫氏硬度是一个用来标定矿物硬度的量值，取值范围从1到10，硬度越大表示矿物的抗压能力越强。
常见的岩石硬度在2-7之间，硬度较高的岩石如石英、玄武岩等在建筑和工程领域中有重要的应用。
通过硬度分析可以进行岩石分类和评价。
3. 磁性分析岩石的磁性是指岩石在外磁场作用下表现出的性质，包括磁化强度、剩磁、磁化率等。
岩石的磁性与岩石的矿物成分密切相关，一些含铁矿物的岩石具有较强的磁性。
通过磁性分析可以对岩石中的矿物组成和结构进行识别和研究，为地质勘探和矿产资源调查提供基础数据。
4. 导电性分析岩石的导电性是指岩石导电能力的强弱，不同类型的岩石具有不同的导电性。
一些含水的岩石、矿石等具有较好的导电性，通过导电性分析可以进行矿石探测和地下水勘探。
导电性分析还可以用于岩石的工程评价和建筑设计，对岩石的稳定性和耐久性进行评估。
综上所述，岩石的物理性质与性质分析对于岩石资源的开发利用具有重要的意义。
通过对岩石的密度、硬度、磁性和导电性等方面的分析，可以更加深入地了解岩石的成分和结构，为岩石资源的综合利用提供科学依据。
岩石的物理性质
Vs d
5
工程意义：
是岩石物理性质的 一个重要指标。
对岩块和岩体的水 理、热学性质及力学 性质影响很大。
空隙率愈大→岩石
中的孔隙和裂隙愈多
→岩石的力学性质越
差(岩石的强度愈小、
塑性变形越大），渗
透性愈大，抗风化能
力愈差等。
6
三、吸水性
定义：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。
KR
cw c
• 岩石中含有较多的亲水性和可溶性矿物，且含大开空
隙较多时，岩石的软化性较强，软化系数较小。
• 软化系数KR＞0.75时，岩石的软化性弱，同时也说明 岩石的抗冻性和抗风化能力强。而KR＜0.75的岩石则 是软化性较强和工程地质性质较差的岩石
10
•工程意义：
岩石的软化系数愈小， 说明岩石吸水饱和后其抗压 强度降低的越多,岩石软化性 愈强。如粘土岩和泥质胶结 的 岩 石 ， 其 KR 一 般 为 0 . 4 ～ 0.6。对水下建筑影响大。
另外，软化系数是评价 岩石力学性质的一个重要物 理性质指标。
11
五、抗冻性
• 岩石抵抗冻融破坏的能力，称为抗冻性。
• 抗冻系数(Rd)是指岩石试件经反复冻融后的干抗压强
度(σc2)与冻融前干抗压强度(σc1)之比，用百分数表
示，即
Rd
c2 c1
100%
• 质量损失率(Km)是指冻融试验前后干质量之差(ms1－ ms2)与试验前干质量(ms1)之比，以百分数表示，即
的渗透流速，cm/s或m/d
U KJ
渗透流速
水力梯度
•渗透系数大小主要取决于岩石空隙的数量、大小、方向及其
连通性等，水只能通过连同的空隙渗透。因此，裂隙岩体的渗 透系数（透水性）远大于岩块的渗透系数，
岩石的基本物理性质
/Pycnometer method
T
Chapter 2 Basic Physical Properties of Rock
2.2岩石的质量/Mass of Rock 2、岩石的密度/Density of Rock
固相/solid 液相/liquid 气相/gas
T
颗粒, 晶粒, 胶结材料, 孔隙, 裂隙
固体, 气体, 水
Chapter 2 Basic Physical Properties of Rock
2.1 岩石的三相性/Three Phases of Rock
Volume of viods
概化模型
三相示意图/Sketch Map of the Three Phases of Rock
开口孔隙率：试件中与大气相通的孔隙体积占试件总体积 的百分比，按下式计算：
nk
Vk V
100%
式中：Vk——岩石中开口孔隙的体积，m3。 封闭孔隙率：试件中不与大气相通的孔隙体积占试件总 体积的百分比，按下式计算：
nc n nk
T
Chapter 2 Basic Physical Properties of Rock
T
Chapter 2 Basic Physical Properties of Rock
2.4岩石的水理性质/ Hydraulic Properties of Rock
岩石渗透仪 1-注水管路；2-围压室；3-岩样；
4-放水阀
T
径向渗透Physical Properties of Rock
岩石饱和单轴抗压强度和干燥状态下单轴抗压强度之比：
工程岩土与测试：岩石的物理性质
（1）颗粒密度(ρs)：岩石固体部分的质量与其体积的比值。它不包含孔隙 在内，因此其大小仅取决于组成岩石的矿物密度及其含量。
表达式：
ρs= ms/Vs ρs—为岩石的颗粒密度
ms—为岩石固体部分的质量 Vs—为岩石固体部分的体积 单位： g/cm3或kg/m3
岩石的颗粒密度属实测指标，常用比重瓶法进行测定。
nb
Vvb 100% V
na
Vva V
100% n0
nb
nc
Vv c V
100% n n0
岩石的物理性质
3.岩石的空隙性
一般提到的岩石空隙率系指总空隙率，其大小受岩石的
成因、时代、后期改造及其埋深的影响，其变化范围很大。常见 岩石的空隙率见表1，由表可知，新鲜结晶岩类的n一般小于3%， 沉积岩的n较高，为1%～10%，而一些胶结不良的砂砾岩，其n可 达10%～20%，甚至更大。
岩石的物理性质
3.岩石的空隙性
Байду номын сангаас
岩石的空隙
(裂隙、孔隙)
开空隙 闭空隙
岩石 空隙 率
总空隙率(n) 总开空隙率(no) 大开空隙率(nb) 小开空隙率(na) 闭空隙率(nc)
隙比
e VV s 1
Vs
d
大开空隙 小开空隙
n Vv V
100% (1
d s
) 100%
n0
Vv 0 V
100%
岩石的空隙性指标一般不能实测，只能通过密度与吸水性等指标 换算求得，其计算方法将在后续课程中讨论。
岩石的物理性质
表1常见岩石的物理性质指标值
岩石的物理性质
岩石的空隙性对岩块及岩体的水理、热学性质影响很大。一般说来，
岩石的物理性质
作业
岩石的物理性质
密度：是指岩（矿）石的致密程度，通常以单位体积物质的质量来表示，单位是：g/cm3或kg/m3。
决定岩石密度的主要因素有：岩石中各种矿物成分及其含量，岩石的孔隙度及孔隙中的充填物，岩石所受的压力。
通常情况下，只有其中某一种或二种因素起主导作用。
磁性：由于岩石由矿物组成，所以岩石的磁性强弱与矿物的磁性有直接关系。
而矿物磁性特征为抗磁性矿物的磁化率都很小，在磁力勘探中通常视为无磁性的；顺磁性矿物的磁化率要比抗磁性矿物大得多，约两个数量级。
电阻率：电流通过每边长度为1m的立方体均匀物质时所遇到的电阻值。
岩石的电阻率越小，它的导电性越好，岩石的电阻率越大，其导电性越差。
岩（矿）石的电阻率变化除了与其矿物成分、含量、矿物颗粒结构、构造有关外，很大程度上取决于它们的孔隙度或裂隙度及其中所含水分的多少。
速度：地震波速度既与岩石的弹性性质相关，又是反映岩石物理性质的重要参数。
影响因素为孔隙度及孔隙填充物性质，密度，埋藏深度，构造历史和地质年代，温度。
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VVb dWa nb 100% dWa V w
8
2.饱和吸水率
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
Wp m w2 1 0 0% ms
dWp VV 0 n0 100 % dWp V w
3.饱水系数
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。
9
10
四、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(σ cw)与干抗 压强度(σ c)的比值，即
l a l (T2 T1 )
19
20
四、温度对岩石性质的影响
21
22
在高的温度下，温度改变10C可在岩石内产生0.4-0.5Mpa 的热应力变化
23
一、岩石密度
1、颗粒密度ρ s（比重Gs） ρ s= ms/Vs
o
气 水
V0
mwLeabharlann VWVVms
固
VS
岩石的比重(Gs ) 岩石固体部分的重量和4°C时与同体积纯 水重量的比值。 无单位
Ws Gs Vs w
岩石固体部 分的体积 m3
岩石固体部分的重量 4°C时单位体 积水的重量
kN
kN m3
强度降低的越多,岩石软化性
愈强。如粘土岩和泥质胶结
的岩石，其 KR 一般为 0.4 ～
0.6。对水下建筑影响大。 另外，软化系数是评价 岩石力学性质的一个重要物 理性质指标。
12
五、抗冻性
• 岩石抵抗冻融破坏的能力，称为抗冻性。 • 抗冻系数 (Rd) 是指岩石试件经反复冻融后的干抗压强 度(σ c2)与冻融前干抗压强度(σ c1)之比，用百分数表 示，即 c2 Rd 100% c1 • 质量损失率 (Km) 是指冻融试验前后干质量之差 (ms1－ ms2)与试验前干质量(ms1)之比，以百分数表示，即
dT Q kA dt dx
式中：k为导热系数（w/(m.K））
k C
式中：λ为岩石的热扩散率（cm2/s）
18
三、热膨胀性
岩石在温度升高时体积膨胀，温度降 低时体积收缩的性质，称为热膨胀性。用 线膨胀（收缩）系数表示。
l al(T2 T1 )
a 为线膨胀系数（1/K） 式中：
总空隙率(n) 岩 石 空 隙 率
空隙比
总开空隙率(no) 大开空隙率(nb) 小开空隙率(na) 闭空隙率(nc)
VV s e 1 Vs d
n0
nb na
Vv 0 100 % V
Vvb 1 0 0 % V
Vva 100 % n 0 nb V
nc
Vvc 100 % n n0 V
四、温度对岩石性质的影响
16
一、热容性 在岩石内部及其外部进行热交换时，岩 石吸收热能的能力，称为岩石的热容性。
Q Cm(T2 T1 )
式中：C为岩石的比热（J/(kg.K)）
C Q / m(T2 T1 )
17
二、导热性
岩石传导热的能力，称为岩石的热传 导性。用导热系数表示。
第二章 岩石的物理力学性质
§2.1 岩石的物理性质
§2.2 岩石的热学性质 §2.3 岩块的变形性质 §2.4 岩块的强度性质
1
§2.1 岩石的物理性质
岩石也是由固体、液体和气体三相组成的。 定义：物理性质是指岩石三相组成部分的相对比例 关系不同所表现的物理状态。岩石在水溶液作用下表 现出来的性质，称为水理性质。 V0 气 o 岩石的密度 VV 水 VW mw 岩石的空隙性 吸水性 软化性 ms 固 VS 抗冻性 透水性
6
工程意义：
是岩石物理性质的 一个重要指标。
对岩块和岩体的水 理、热学性质及力学 性质影响很大。
空隙率愈大→岩石 中的孔隙和裂隙愈多 →岩石的力学性质越 差(岩石的强度愈小、 塑性变形越大），渗 透性愈大，抗风化能 力愈差等。 7
三、吸水性
定义：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。 1.吸水率(Wa) 是指岩石试件在大气压力和室温条件下自由 吸入水的质量 (mw1) 与岩样干质量 (ms) 之比， 用百分数表示，即
KR
cw c
• 岩石中含有较多的亲水性和可溶性矿物，且含大开空 隙较多时，岩石的软化性较强，软化系数较小。
• 软化系数 KR＞0.75 时，岩石的软化性弱，同时也说明 岩石的抗冻性和抗风化能力强。而 KR＜0.75 的岩石则 是软化性较强和工程地质性质较差的岩石
11
•工程意义：
岩石的软化系数愈小， 说明岩石吸水饱和后其抗压
Km m s1 m s 2 100% m s1
13
• Rd＞75％，Km＜2％时，为抗冻性高的岩石；
六、岩石的透水性
• 在一定的水力梯度或压力差作用下，岩石能被水透 过的性质，称为透水性。常用渗透系数来表征。 • 一般认为，水在岩石中的流动，如同水在土中流动 一样，也服从于线性渗流规律——达西定律，即：
U KJ
渗透流速
渗透系数－－数值上等于水力梯度为1时 的渗透流速，cm/s或m/d
水力梯度
•渗透系数 大小主要取决于岩石空隙的数量、大小、方向及其
连通性等，水只能通过连同的空隙渗透。因此，裂隙岩体的渗 透系数（透水性）远大于岩块的渗透系数，
15
§2.2 岩石的热学性质
一、热容性 二、导热性 三、热膨胀性
ρs的单位 （g/cm3 ） ρs测试方法— 比重瓶法；
2、块体密度(岩石密度)－－岩块单位体积内的质量。与
矿物组成、岩石的孔隙性及含水状态有关。
ms d 干密度 105 ～ 110 ° C, 烘 24h 按试 V msat 3 件含 饱和密度 sat 单位： g / cm 水状 V m 态分 天然密度 V 容重是工 程岩体稳 干容重 d 单位： kN m3 定性分析 岩石 饱和容重 sat 容重 计算及岩 g 天然容重 3 体压力计 9.80kN m 算的基本 测试方法：量积法（规则试样） 参数 水中法或蜡封法（不规则试样）
常见岩石的物理性质指标值(部分)
颗粒密度与块体密度不 一样： (ρs>ρ)
颗粒密度不包括孔隙， 其大小只与矿物密度及其含 量有关。 块体密度，不仅与矿物 组成有关，还与岩石的空隙 性及含水状态密切相关。
二、空隙性
岩石的空隙
(裂隙、孔隙) 闭空隙 大开空隙
开空隙
小开空隙
n Vv 100% (1 d ) 100% V s