第2章 岩石物理性质试验讲解

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第四节 岩石块体密度试验
岩石的块体密度是指单位体积的岩石质量，水中称 量法岩石块体密度按式（2-7）～（2-9）计算：
m0 0＝ w ms mw md d w ms mw
ms s w ms mw
（2-7） （2-8） （2-9）
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岩石的块体密度试验有量积法、水中称量法、密封 法三种：
1、量积法，适用于能制成规则试件的岩石； 2、水中称量法，适用于除遇水不崩解、不溶解和不 干缩湿胀的其他各类岩石。其优点有：（1）对岩石试 件的精度没有要求；（2）可连续测定岩石含水率、自 然吸水率和饱和吸水率等指标。用水中称量法比较规 则试件和不规则试件岩石块体密度成果见表2-20。
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测定岩石膨胀压力的试验方法有平衡—加压法、膨 胀—加压恢复法和加压—膨胀法三种试验方法。 岩石试件的含水率对测试成果的影响尤为明显，这 可以从表2-21看出。 由于膨胀岩石具有活动能力很强、分子结构极不稳 定和吸水后很快发生膨胀变形的特点，因此对岩石膨 胀特性稳定时间规定了观测标准和时间，见表2-22。
——岩土工程科学研究所
岩石力学
(Rock Mechanics)
孔纲强
2011年12月
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第二章 岩石物理性质试验
岩石含水率试验（重点）
主 要 内 容
岩石吸水性试验（重点） 岩石颗粒密度试验（重点） 岩石块体密度试验（重点） 岩石膨胀性试验（重点） 岩石耐崩解性试验（了解）
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Байду номын сангаас
第三节 岩石颗粒密度试验
岩石颗粒密度是岩石固相物质的质量与体积的比值， 采用比重瓶法 或水中称量法测定，分别按式（2-5）或 式（2-6）计算。
Lf
Kf
ms m f ms
Rf Rs
100%
（2-11）
100%
（2-12）
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岩石抗冻性试验一般采用直接冻融法，分为慢冻和 快冻两种，规程推荐采用慢速冻融方法。 岩石冻融损失评价包括两个指标： 1、强度损失系数； 2、质量损失系数；
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烘干标准有时间控制和称量控制两种，表2-24是由 实测资料用时间控制的例子。
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第七节 岩石抗冻性试验
岩石抗冻性是指岩石抵抗冻融破坏的性能，以冻融 质量损失率 L f 和冻融系数 K f 表示分别按式（2-11） 和式（2-12）计算：
ma md a＝ 100% md
（2-2）
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ms md s＝ 100% md
（2-3）
s k w＝ 100% a
表2-4反映了部分岩石的吸水率；
（2-4）
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另外，岩石吸水时间对试验成果的影响不能忽略。 采用自由吸水进行吸水性试验时，规程规定吸水性试 验浸水时间为试件全部被水淹没后48h。采用真空饱和 吸水性试验时，抽气时间不得少于4h。采用煮沸饱和 吸水性试验时，煮沸时间不得少于6h。 岩石不同浸水时间吸水率、煮沸时间及抽气时间比 较见表2-6～表2-8。 岩石吸水率与饱和吸水率之间存在着一定差别，其 差值取决于岩性和吸水方式，见表2-10。
md p＝ w m1 md m2
md p w md mw
（2-5） （2-6）
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部分岩石的颗粒密度见表2-11；
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岩石颗粒密度试验方法可分为两种：比重瓶法和水 中称量法。 表2-18是比重瓶法与水中称量法试验成果比较。 影响岩石颗粒密度的因素有很多： （1）试件粒径大小； （2）试件烘干时间； （3）比重瓶大小。
3、密封法，适用于不能用量积法或直接在水中称量 进行试验的岩石；
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第五节 岩石膨胀性试验
岩石膨胀性是指含亲水易膨胀的矿物（蒙托石类） 的岩石在水的作用下，吸收无定量的水分子，产生体 积膨胀的性质。 表征岩石膨胀性的指标有岩石自由膨胀率、侧向约 束膨胀率和体积不变条件下膨胀压力。
岩石试件的烘干标准国内外有两种规定： 1、时间控制，规定在指定的温度下烘干若干小时； 2、称量控制，规定在指定温度下烘至恒量。
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第二节 岩石吸水性试验
岩石吸水性采用自然吸水率、饱和吸水率和饱水系 数等指标表示。 岩石的自然吸水率、饱和吸水率和岩石饱水系数分 别按式（2-2）～（2-4）计算：
岩石抗冻性试验（了解）
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第一节 岩石含水率试验
岩石含水率反映了岩石在天然状态下的实际情况。 岩石含水率在实验室采用烘干法测定，按式（2-1） 计算：
m0 md 0＝ 100% md
（2-1）
烘干标准对岩石试件天然含水率测定的影响比较明 显。
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第六节 岩石耐崩解性试验
岩石的耐崩解性是指岩石在干湿交替作用下抵抗崩 Id 按式（2解的能力，通常以耐崩解性指数 Id 表示， 10）计算：
mr Id 100% md
（2-10）
胶结较好的岩石，往往需要2次以上的循环才能满 足，规定用第二次循环的崩解指数来表示，见表 2-23。