岩体结构类型

（4） 岩石的软化性与软化系数 岩石的软化性是指岩石在水的作用下，强度及稳定性降低的一种 性质。岩石的软化性主要取决于岩石的矿物成分、结构和构造特 征。黏土矿物含量高、空隙率大、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。 通常用岩石的软化系数表示水对岩石强度的影响程度。即饱和岩 石试件的单轴抗压强度与干燥岩石试件单轴抗压强度之比 η0=Rcw/Rc≤1 式中η0——岩石的软化系数； Rcw——饱和岩石试件的单轴抗压强度(MPa)； Rc——干燥岩石试件的单轴抗压强度(MPa)。 (5) 岩石的抗冻性 岩石空隙中有水存在时，水结冰后体积膨胀，就会产生巨大的压 力。由于这种压力的作用，会促使岩石强度和稳定性受到破坏。 岩石抵抗这种冰冻作用的能力，称为岩石的抗冻性。可用强度损 失率和质量损失率表示。 强度损失率指饱和岩石在一定负温度（-25℃）条件下，冻融 10~25次（视工程具体要求而定，有的要求冻融100~200次或更 高），冻融前后的抗压强度之差与冻融前抗压强度的比值，用百 分数表示。

在野外可以采用下表来定性划分。注：1.表中的未风化 结构构 造未变，岩质新鲜。2.微风化 结构构造、矿物色泽基本未变， 部分裂隙面有铁锰质渲染。3.弱风化 结构构造部分破坏，矿物 色泽较明显变化，裂隙面出现风化矿物或存在风化夹层。4.强风 化 结构构造大部分破坏，矿物色泽明显变化，长石，云母等多 用化成次生矿物。5.全风化 结构构造全部破坏，矿物成分除石 英外，大部分风化成土状。
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必要的理论知识： 工程岩体的稳定问题是道路建设部门经常遇到的主要问题之一。科学评价岩体的稳定 性，对于道路工程的设计、施工及正常运营有着非常重要的作用，它不仅关系到道路 工程建设的成败和经济效益，更关系到我们每个人的切身利益。 7.1岩石的工程地质性质 岩石的工程地质性质包括物理性质、水理性质和力学性质三个主要方面。 7.1.1岩石的物理性质评价指标 物理性质是岩石的基本工程地质性质，主要包括重度和空隙性。 (1) 岩石的重度（γ） 岩石的重度是指单位体积岩石的重量。即： γ=WV 式中γ——岩石的重度（kN/m3）; W——岩石的重量（kN）; V——岩石的体积（包含空隙体积,m3）。 岩石的天然重度取决于矿物成分、空隙发育程度及其含水情况。 (2) 岩石的空隙性 岩石的空隙性是岩石孔隙性和裂隙性的统称。岩石空隙性常用空隙率表示。 岩石的空隙率（n）是指岩石空隙体积与岩石总体积之比，以百分数表示。即： n=VnV×100% 式中Vn——岩石中空隙总体积（cm3）; V——岩石总体积（cm3）。 岩石空隙率的大小，主要取决于岩石的结构和构造，同时也受风化和构造作用因素的 影响。一般坚硬岩石的空隙率小于3％；沉积岩空隙率较高，一般小于10%；部分砾 岩和充填胶结差的砂岩空隙率可达10%～20%。
情景7岩石的工程地质性质与岩体概念
【学习目标】 1. 熟悉岩石的工程地质特性； 2. 掌握岩体的内涵；了解岩体结构划分；初步认识软弱岩工程地 质性质；
【能力要求】 1. 能进行岩石指标测试； 2. 能完成施工现场岩体稳定性分析的原始资料收集、整理工作。


【导入案例】 2010年4月25日下午，台湾高速公路3号 线下行3.1公里处，基隆七堵玛东山区， 发生滑坡事故。整座山冲到高速公路上。 上方的大埔跨越桥断裂。塌方体长约 200m，宽约100m，面积约有两个足球场 大小。造成双向6线道全部中断。据称这 是台湾高速公路有史以来最严重的滑坡灾 害。 令人不解的是，这座山并不高，附近也没 有人为破坏，为何大量土石会以惊人的加 速度滑落？原来该路段地质结构属于由倾 斜砂、页岩地层构成的顺向坡，岩层倾角 约20°，在公路施工时进行了削坡处理， 设置预应力岩锚，以防止边坡滑动破坏。 初步推测，锚索可能受损，导致灾害发生。 随后有关部门已针对本地高速公路沿线路 堑地带，尤其是顺向坡路段全面检视，避 免类似问题再度发生。



7.1.2岩石的水理性质评价指标 岩石的水理性质是指岩石与水作用时的性质，包括吸水性、透水 性、溶解性、软化性、抗冻性等。 （1） 岩石的吸水性 岩石在一定试验条件下的吸水性能称为岩石的吸水性。它取决于 岩石空隙数量、大小、开闭程度和分布情况。表征岩石吸水性的 指标有吸水率、饱水率和饱水系数。 （2） 岩石的透水性 岩石的透水性，是指岩石允许水通过的能力。岩石透水性的大小， 主要取决于岩石中裂隙、孔隙及孔洞的大小和连通情况。岩石的 透水性用渗透参数（K）来表示。渗透系数等于水力坡降为1时， 水在岩石中的渗透速度，其单位用m/d或cm/s表示。 （3） 岩石的溶解性 岩石的溶解性，是指岩石溶解于水的性质，常用溶解度或溶解速 度来表示。在自然界中常见的可溶性岩石有石膏、岩盐、石灰岩、 白云岩及大理岩等。岩石的溶解性不但和岩石的化学成分有关， 而且还和水的性质有很大的关系。纯水几乎不具溶蚀能力，而富 含CO2的水，则具有较大的溶解能力。





7.1.3岩石力学性质及变形评价指标 岩石的力学性质指岩石在各种静力、动力作 用下所表现的性质，主要包括变形和强度。 而岩石的坚硬程度无疑是岩石力学性质的一 种表现。岩石受力作用破坏有压碎、拉断及 剪断等形式，故岩石的强度可分为抗压、抗 拉及抗剪强度。岩石的强度单位用MPa表示。 (1) 抗压强度 抗压强度是指岩石在单向压力作用下，抵抗 压碎破坏的能力，即： Fr=PA 式中Fr——岩石抗压强度（Pa）； P——岩石破坏时的压力（N）； A——岩石受压面面积（m2）。 岩石的最大抗压强度的量测，通常是在固定 的实验室中进行。为测试岩石的抗压强度， 其样品需制成立方体或圆柱体的形状，尺寸 视岩石的不同而异。 各种岩石抗压强度值差别很大，主要取决于 岩石的结构和构造，同时受矿物成分和岩石 生成条件的影响。抗压强度可用来划分岩石 的坚硬程度