第二章 岩块的物理力学性质

1、 2.2 岩石的物理性质岩石的物理性质一、岩石的密度二、岩石的空隙性 2.3 岩石的水理性质岩石的水理性质一、岩石的吸水性二、岩石的软化性三、岩石的抗冻性四、岩石的透水性 五、岩石的膨胀性 六、岩石的崩解性l 岩石和土一样，也是由固体、液体和 气体三相组成的。l定义：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。1、岩石的密度2、岩石的空隙性l 1、颗粒密度(s) s= ms/Vsl 2、块体密度() =m/Vl 注意： （1）s与的区别 (s) （2）s与的单位 （g/cm3 kN/m3） （3）测试方法（s-比重瓶法；-量积法）总空隙率(n)总开空隙率(no)大开空隙率(

2、nb)小开空隙率(na)闭空隙率(nc)%10000VVnv%100VVnvbbbvaannVVn0%1000%100nnVVnvcc1dssVVVe岩石的空隙(裂隙、孔隙) 闭空隙开空隙大开空隙小开空隙%100)1 (%100sdvVVn空隙比岩石空隙率定义：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： 1.吸水性2.软化性3.抗冻性4.透水性定义：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)：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 %1001swammW %100ddawaVbbWWVVn

3、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%1002swpmmW3.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。 %100dd00WpWVVnwpVl岩石浸水饱和后强度降低的性质，称为软化性，l软化系数(KR)为岩石试件的饱和抗压强度(cw)与干抗压强度(c)的比值ccwRKl岩石中含有较多的亲水性和可溶性矿物，大开空隙较多，岩石的软化性较强，软化系数较小。lKR0.75，岩石的软化性弱，工程地质性质较好lKR0.7

4、5，岩石软化性较强，工程地质性质较差l岩石抵抗冻融破坏的能力，称为抗冻性。l抗冻系数(Rd)：岩石试件经反复冻融后的干抗压强度(c2)与冻融前干抗压强度(c1)之比，用百分数表示%10012ccdR%100121sssmmmmKl质量损失率(Km)：冻融试验前后干质量之差(ms1ms2)与试验前干质量(ms1)之比，以百分数表示lRd75，Km2，抗冻性高l吸水率Wa5、软化系数KR0.75，饱水系数小于0.8的岩石，抗冻性高。l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。l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KJU l由于热

5、交换的发生，导致岩石力学性质的变化，产生独特的岩石力学问题。l1、比热容l2、导热系数l3、热膨胀系数l4、温度对岩石特性的影响l在岩石内部及其与外界进行热交换时，岩石吸收热能的能力，称为岩石的热容性。C为岩石的比热容(J(kgK)，其含义为使单位质量岩石的温度升高IK(开尔文)时所需要的热量。l设干重为x1g的岩石中含有x2g的水，则比热容为：lCd，Cw为干燥岩石与水的比热容。l差示扫描量热法(DSC法)(12TTCmQ2121xxxCxCCwdl岩石传导热量的能力，称为热传导性，常用导热系数表示。lk为导热系数(W(mK)，含义为当 等于1时单位时间内通过单位面积岩石的热量。l岩石的比热容(C)与导热系数(k)间存在如下关系：l为岩石的密度，为岩石的热扩散率(cm2/s)dtdxdTkAQdxdTCkl岩石在温度升高时体积膨胀，温度降低时体积收缩的性质，称为岩石的热膨胀性，用线膨胀(收缩)系数或体膨胀(收缩)系数表示。l当岩石试件的温度从T1升高至了T2时，由于膨胀使试件伸长l，伸长量l用下式表示：l