工程地质学第五章岩石的工程地质性质精品PPT课件

中国地质大学工程学院 贾洪彪
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二、岩石的空隙性
工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
岩石的空隙
大开空隙 开空隙
小开空隙
(裂隙、孔隙) 闭空隙
• 岩石孔隙性和裂隙性的统称，用空隙率表示。岩石空隙率是岩石 中空隙体积与岩石总体积之比，以百分数表示。
• 岩石的空隙有的与大气相通称开空隙，有的与大气 不相通称闭空 隙。开空隙按开启程度有大、小之分，故把岩石的空隙率分为总 空隙率、总开空隙率、大开空隙率、小开空隙率和闭空隙率。其 计算公式如下：
• 岩石与土之间，即存在多方面的共性和联系，又有明显不同:岩石 在力学性能、抗水性、完整性等都比土好的多。但也有些岩石与 土很难区别，如粘土岩、泥灰岩、凝灰岩等。总的来说，岩石的 建筑条件比土体要优越的多，土体中出现的问题，对岩体就显得 十分微弱或不存在了。
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•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
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工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
一、岩石的密度
• 是指单位体积内岩石的质量。岩石密度可分为岩石颗粒密度和岩 石块体密度。
1、岩石颗粒密度(ρs)： 是指岩石固体相部分的质量于体积的比值。 ρs= ms/Vs
1.吸水率(Wa)：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
Wa
mw1 mw2
100%
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nbV V Vb10% 0dW wa dWa
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2.饱和吸水率
工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
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:
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工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
• 岩石与土之间的差别，主要表现在：
（1）岩石矿物颗粒间具有牢固的连结。（岩石区别于土并赋予岩石 以优良工程Biblioteka Baidu质性质的主要原因）
岩石——结晶连结、胶结连结
土 ——水胶连结、水 连 结
（2）岩石中存在着结构面（带）。如断层、节理等，使岩体受到不 同程度切割。土体中一般没有这种结构面切割。
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工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
岩 石 空 隙 率
隙比
• 总空隙率(n)
nVv1 V
0 % 0 (1 d s)1
0 % 0
•
总开空隙率(no)
n0
Vv0 V
100 %
•
大开空隙率(nb)
nb
Vvb 100% V
• 小开空隙率(na) naV V va10% 0n0nb
岩体——结构面切割——岩块力学性质各向异性
土体——没有结构面——土体可以看作各向同性
（3）岩体中具有较高的地应力。（岩体在长期地质历史过程中，遭 受地质构造作用的结果）
岩体——自重应力、构造应力——物理力学性质复杂
土体——自重应力
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工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
工程地质学Engneering Geology
第五章 岩石的工程地质性质
工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
第五章 岩石的工程地质性质
第一节 岩石与土工程地质性质的差别 第二节 岩石的物理、水理性质 第三节 岩石的力学性质
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工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
第一节 岩石与土工程地质性质的差别
• 岩石和土都是矿物的集合体，是自然地质作用的产物，并在地质 作用下相互转化。
• 土在一定温度和压力下，经过压密、脱水、胶结、重结晶等成岩 作用形成岩石。
• 岩石经风化作用，形成土。
• 坚硬岩石——软弱岩石——半成岩石——坚硬土层——软弱土层
• 岩石——风化作用——土 —— 成岩作用——岩石
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工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
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工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
•岩石和土一样，也是由固体、液体和气体三 相组成的。
•物理性质：物理性质是指岩石由于三相组成 的相对比例关系不同所表现的物理状态。
第二节 岩石的物理、水理性质
➢岩石:矿物、岩屑的集合体。 ➢结构面:指地质历史发展过程中，在岩体内形成的具有 一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的地质界面或带。 ➢岩块:指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最 小岩石单元体。 ➢岩体:指地质历史过程中形成的，由岩块和结构面网络 组成的，具有一定的结构并赋存于一定的天然应力状态 和地下水等地质环境中的地质体。
它不包括空隙，故其大小仅取决于组成岩石的矿物密度及其含量。 2、岩石块体密度(ρ)：指岩块质量与其体积之比值，即岩块单位体积
的质量。 ρ=m/V • 注意： （1）ρs与ρ的区别 (ρs>ρ) （2）ρs与ρ的单位 （g/cm3, kN/m3） （3）测试方法（ρs---比重瓶法；ρ--量积法）
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Wp
mw2 ms
100%
n0V V V010% 0 dW wpdWp
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工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
3.饱水系数
• 岩数石。的它吸反水映率了(岩W石a)与中饱大和、吸小水开率空(隙Wp的)之相比对，比称例为关饱系水。系
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四、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。用软 化系数表示。
• 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。 KR
• 闭空隙率(nc)
e VV s 1 Vs d
nc V V vc10% 0nn0
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工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
三、岩石的吸水性
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。常用吸水率、饱和吸水率和饱水系数等 指标表示。