华北水利水电学院：《岩石力学》课程教学课件（PPT讲稿）第一章 岩石的物理性质

第1章岩石的物理性质 华北水利水电学院岩土工程系 岩石力学课程组

第1章 岩石的物理性质 华北水利水电学院岩土工程系 岩石力学课程组

第1章岩石的物理性质 1.1岩土体的特性: 岩土体是地壳的物质组成。岩体是地壳表层圈层,经建造和改造 而形成的具一定组分和结构的地质体。 岩石是由矿物的组成的,按成因岩石可划分为岩浆岩、沉积岩和变 质岩。成因类型不一样,差别也很大,因此,工程性质极为多样。 1)岩浆岩的性质 岩浆岩具有较高的力学强度,可作为各种建筑物良好的地基及天然 建筑石料。但各类岩石的工程性质差异很大

▪ 岩土体是地壳的物质组成。岩体是地壳表层圈层，经建造和改造 而形成的具一定组分和结构的地质体。 ▪岩石是由矿物的组成的，按成因岩石可划分为岩浆岩、沉积岩和变 质岩。成因类型不一样，差别也很大，因此，工程性质极为多样。 ▪1）岩浆岩的性质 ▪岩浆岩具有较高的力学强度，可作为各种建筑物良好的地基及天然 建筑石料。但各类岩石的工程性质差异很大。 ➢ 1.1 岩土体的特性： 第1章 岩石的物理性质

第1章岩石的物理性质 1.1岩土体的特性: 沉积岩的性质 碎屑岩的工程地质性质一般较好,但其胶结物的成分和胶结类型影响显 者 粘土岩和页岩的性质相近,抗压强度和抗剪强度低,受力后变形量大, 浸水后易软化和泥化 化学岩和生物化学岩抗水性弱,常具不同程度的可溶性。常常导致地基 和边坡的失稳

▪沉积岩的性质 ▪碎屑岩的工程地质性质一般较好，但其胶结物的成分和胶结类型影响显 著； ▪粘土岩和页岩的性质相近，抗压强度和抗剪强度低，受力后变形量大， 浸水后易软化和泥化； ▪化学岩和生物化学岩抗水性弱，常具不同程度的可溶性。常常导致地基 和边坡的失稳。 ➢ 1.1 岩土体的特性： 第1章 岩石的物理性质

第1章岩石的物理性质 1.1岩土体的特性: 变质岩的性质 变质岩的工程性质与原岩密切相关,往往与原岩的性质相似或相近。 变质岩的片理构造(包括板状、千枚状、片状及片麻状构造)会使岩石具 有各向异性特征,水工建筑中应注意研究其在垂直及平行于片理构造方 向上工程性质的变化。 岩体是地壳表层圈层,经建造和改造而形成的具一定组分和结构的地质 体。岩体在一般情况下是非均质的、各向异性的不连续体

▪变质岩的性质 ▪变质岩的工程性质与原岩密切相关，往往与原岩的性质相似或相近。 ▪变质岩的片理构造(包括板状、千枚状、片状及片麻状构造)会使岩石具 有各向异性特征，水工建筑中应注意研究其在垂直及平行于片理构造方 向上工程性质的变化。 ▪岩体是地壳表层圈层，经建造和改造而形成的具一定组分和结构的地质 体。岩体在一般情况下是非均质的、各向异性的不连续体。 ➢ 1.1 岩土体的特性： 第1章 岩石的物理性质

1.2物理性质指标 物理性质: 岩石的密度 岩石密度( rock density)是指单位体积内岩石的质量,单位为 g/cm。 它是研究岩石风化、岩体稳定性、围岩压力和选取建筑材料等必需的参 岩石密度又分为颗粒密度和块体密度:

▪岩石的密度 岩石密度（rock density）是指单位体积内岩石的质量，单位为 g/cm3。 ▪它是研究岩石风化、岩体稳定性、围岩压力和选取建筑材料等必需的参 数； ▪岩石密度又分为颗粒密度和块体密度： ➢ 物理性质： 1.2 物理性质指标

1.2物理性质指标 物理性质: 颗粒密度 岩石的颗粒密度(p。)是指岩石固体相部分的质量与其体积的比值。 它不包括空隙在内,因此其大小仅取决于组成岩石的矿物密度及其含 量 岩石的颗粒密度属实测指标,常用比重瓶法进行测定

▪颗粒密度 ▪岩石的颗粒密度（ρs）是指岩石固体相部分的质量与其体积的比值。 它不包括空隙在内，因此其大小仅取决于组成岩石的矿物密度及其含 量。 ▪岩石的颗粒密度属实测指标，常用比重瓶法进行测定。 ➢ 物理性质： 1.2 物理性质指标

1.2物理性质指标 物理性质: 块体密度 块体密度(或岩石密度)是指岩石单位体积内的质量,按岩石试件 的含水状态,又有干密度(pa)、饱和密度(psat)、和天然密度 (p)之分,在未指明含水状态时一般是指岩石的天然密度。 p p sat P=" 1-3)

▪块体密度 ▪块体密度（或岩石密度）是指岩石单位体积内的质量，按岩石试件 的含水状态，又有干密度（ρd）、饱和密度（ρsat）、和天然密度 （ρ）之分，在未指明含水状态时一般是指岩石的天然密度。 ρd = （1-1） ρsat= （1-2） （1-3） ➢ 物理性质： 1.2 物理性质指标 V ms V msat V m  =

1.2物理性质指标 物理性质: 岩石的空隙性 岩石的空隙率分为总空隙率(n)、总开空隙率(n0)、大开空隙率 (n)、小开空隙率(n)和闭空隙率(n)几种,各自的定义如下 n□100%=(1+1)100% 1-4) 100% 1-5) 100 圈100n 00%

▪岩石的空隙性 ▪岩石的空隙率分为总空隙率（n）、总开空隙率（n0）、大开空隙率 （nb）、小开空隙率（na）和闭空隙率(nc )几种，各自的定义如下： ▪ n= 100%=(1- )100% （1-4） ▪ n0= 100% （1-5） ▪ nb= 100% （1-6） ▪ na= 100%=n0-nb （1-7） ▪ nc = 100%=n-n0 （1-8） ➢ 物理性质： 1.2 物理性质指标 V VV s d   V VV 0 V VVb V VVa V VVc

1.2物理性质指标 岩石的水理性质: 岩石在水溶液作用下表现出来的性质,称为水理性质。主要有吸水 性、软化性、抗冻性、渗透性、膨胀性及崩解性等。 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(On)是指岩石试件在大气压力条件下自由 吸入水的质量(m1)与岩样干质量(m)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。 sm×100%

▪岩石在水溶液作用下表现出来的性质，称为水理性质。主要有吸水 性、软化性、抗冻性、渗透性、膨胀性及崩解性等。 ▪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。 ➢ 岩石的水理性质： 1.2 物理性质指标 = 1 100% s W m m 

1.2物理性质指标 岩石的水理性质: 饱和吸水率 岩石的饱和吸水率(0)是指岩石在高压(一般压力为15Mpa)或真空 条件下吸入水的质量(m2)与岩样干质量(m)之比,用百分数表示, 100 (1-11) 在高压(或真空)条件下,总开空隙率可表示为: no×100%=2 (1-12) 它反映了岩石总开空隙率的发育程度,因此亦可间接地用它来判定岩石的 风化能力和抗冻性

▪饱和吸水率 ▪岩石的饱和吸水率（ρ）是指岩石在高压（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， ➢ 岩石的水理性质： 1.2 物理性质指标 p = m w × s 100% （1-11） m 2 在高压（或真空）条件下，总开空隙率可表示为： n0= ×100%= =ρdP （1-12） 它反映了岩石总开空隙率的发育程度，因此亦可间接地用它来判定岩石的 风化能力和抗冻性。 V Vv0 w d p   