1、關于巖石的基本物理性質第1頁，共15頁，2022年，5月20日，23點34分，星期三顆粒密度巖石的顆粒密度（s）是指巖石固體相部分的質量與其體積的比值。它不包括空隙在內，因此其大小僅取決于組成巖石的礦物密度及其含量。巖石的顆粒密度屬實測指標，常用比重瓶法進行測定。 物理性質：1.2.2 巖石的基本物理性質第2頁，共15頁，2022年，5月20日，23點34分，星期三塊體密度塊體密度（或巖石密度）是指巖石單位體積內的質量，按巖石試件的含水狀態，又有干密度（d）、飽和密度（sat）、和天然密度（）之分，在未指明含水狀態時一般是指巖石的天然密度。 d= （1-16） sat= （1-17） （1-1

2、8） 物理性質：1.2.2 巖石的基本物理性質第3頁，共15頁，2022年，5月20日，23點34分，星期三巖石的空隙性巖石的空隙率分為總空隙率（n）、總開空隙率（n0）、大開空隙率（nb）、小開空隙率（na）和閉空隙率(nc)幾種，各自的定義如下： 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） 物理性質：1.2.2 巖石的基本物理性質第4頁，共15頁，2022年，5月20日，23點34分，星期三巖石在水溶液作用下表現出來的性質，稱為水理性質

3、。主要有吸水性、軟化性、抗凍性、滲透性、膨脹性及崩解性等。1) 巖石的吸水性巖石在一定的試驗條件下吸收水分的能力，稱為巖石的吸水性。常用吸水率，飽和吸水率與飽水系數等指標表示。(1）吸水率：巖石的吸水率（a）是指巖石試件在大氣壓力條件下自由吸入水的質量（mw1）與巖樣干質量（ms）之比，用百分數表示，巖石的顆粒密度屬實測指標，常用比重瓶法進行測定。 巖石的水理性質：1.2 .3 巖石的水理性質第5頁，共15頁，2022年，5月20日，23點34分，星期三飽和吸水率巖石的飽和吸水率（）是指巖石在高壓（一般壓力為15Mpa）或真空條件下吸入水的質量（mw2）與巖樣干質量（ms）之比,用百分數表示，

4、 巖石的水理性質：1.2 .3 巖石的水理性質 p= 100% （1-11）在高壓（或真空）條件下，總開空隙率可表示為：n0= 100%= =dP （1-12）它反映了巖石總開空隙率的發育程度，因此亦可間接地用它來判定巖石的風化能力和抗凍性。 第6頁，共15頁，2022年，5月20日，23點34分，星期三飽水系數巖石的吸水率（a）與飽和吸水率（p）之比，稱為飽水系數。它反映了巖石中大、小開空隙的相對比例關系。一般說來，飽水系數愈大，巖石中的大開空隙相對愈多，而小開空隙相對愈少。飽水系數大，說明常壓下吸水后余留的空隙就愈少，巖石愈容易被凍脹破壞，因而其抗凍性差。 巖石的水理性質：1.2 .3 巖

5、石的水理性質第7頁，共15頁，2022年，5月20日，23點34分，星期三巖石的軟化性巖石浸水飽和后強度降低的性質，稱為軟化性，用軟化系數（KR）表示。KR定義為巖石試件的飽和抗壓強度（Rcw）與干壓強度的比值，即： （1-13）KR愈小則巖石軟化性愈強。研究表明：巖石的軟化性取決于巖石的礦物組成與空隙性。當巖石中含有較多的親水性和可溶性礦物，且含大開空隙較多時，巖石的軟化性較強，軟化系數較小。 巖石的水理性質：1.2 .3 巖石的水理性質第8頁，共15頁，2022年，5月20日，23點34分，星期三巖石的抗凍性巖石抵抗凍融破壞的能力，稱為抗凍性。常用凍融系數和質量損失率來表示。凍融系數（Rd

6、）是指巖石試件經反復凍融后的干抗壓強度（Rc2）與凍融前干抗壓強度（Rc1）之比，用百分數表示， 質量損失率（Km）是指凍融試驗前后干質量之差（ms1-ms2）與試驗前干質量（ms1）之比，以百分數表示即 巖石的水理性質：1.2 .3 巖石的水理性質第9頁，共15頁，2022年，5月20日，23點34分，星期三 巖石的膨脹性巖石的膨脹性是指巖石浸水后體積增大的性質。大多數結晶巖和化學巖是不具有膨脹性的，這是因為巖石中的礦物親水性小和結構聯結力強的緣故。如果巖石中含有絹云母、石墨和綠泥石一類礦物，由于這些礦物結晶具有片狀結構的特點，水可能滲進片狀層之間，同樣產生楔劈效應，有時也會引起巖石體積增大

7、。巖石膨脹大小一般用膨脹力和膨脹率兩項指標表示，這些指標可通過室內試驗確定。目前國內大多采用土的固結儀和膨脹儀的方法測定巖石的膨脹性。 巖石的水理性質：1.2 .3 巖石的水理性質第10頁，共15頁，2022年，5月20日，23點34分，星期三巖石的崩解性巖石的崩解性是指巖石與水相互作用時失去粘結性并變成完全喪失強度的松散物質的性能。這種現象是由于水化過程中削弱了巖石內部的結構聯絡引起的。常見于由可溶鹽和粘土質膠結的沉積巖地層中。巖石崩解性一般用巖石的耐崩解性指數表示。這項指標可以在實驗室內做干濕循環試驗確定。 巖石的水理性質：1.2 .3 巖石的水理性質第11頁，共15頁，2022年，5月2

8、0日，23點34分，星期三巖體工程分類既是工程巖體穩定性分析的基礎，也是評價巖體工程地質條件的一個重要途徑。巖體工程分類實際上是通過巖體的一些簡單和容易實測的指標，把工程地質條件和巖體的力學性質聯系起來，并借鑒已建工程設計、施工和處理等方面成功與失敗的經驗教訓，對巖體進行歸類的一種工作方法。其目的是通過分類，概括地反映各類工程巖體的質量好壞，預測可能出現的巖體力學問題。為工程設計、加固、建筑物選型和施工方法選擇等提供參數和依據。目前國內外已提出的巖體分類方案得到大家共識的有數十種之多，多以考慮地下洞室圍巖穩定性為主。有定性的，也有定量或半定量的，有單一因素分類，也有考慮多種因素的綜合分類。各種

9、方案所考慮的原則和因素也不盡相同，但巖體的完整性和成層條件、巖塊強度、結構面發育情況和地下水等因素都不同程度地考慮到了。下面主要介紹幾種國內外在水工建設工程中應用較廣、影響較大的分類方法。 1.4.1 巖體的工程分類第12頁，共15頁，2022年，5月20日，23點34分，星期三美國伊利諾斯大學用巖體質量指標RQD來表示巖石的完整性。采用直徑為75mm的雙層巖心管金剛石鉆進，提取直徑為54mm的巖心，將長度小于10cm的破碎巖心及軟弱物質剔除，然后測量大于或等于10cm長柱狀巖心的總長度(Lp)。用這一有效的巖心長度與采集巖心段的鉆孔總進尺(L)之比，取其百分數就是RQD。按照RQD值大小可把

10、巖石分成五個質量等級 按巖體質量指標分級：1.4.1 巖體的工程分類第13頁，共15頁，2022年，5月20日，23點34分，星期三2）巖石按風化程度分類國標巖土工程勘察規范（GB500212002）中提出巖石按風化程度分類見表1-10。 巖石的工程分類1.4.2 巖石的工程分類風化程度野外特征風化程度參數指標壓縮波速度vp(m/s)波速比kv風化程度kt未風化巖質新鮮，偶見分化痕跡50000.91.00.91.0微風化結構基本未變，僅節理面有渲染或略有變色。有少量風化裂隙400050000.80.90.80.9中等風化結構部分破壞，沿節理面有次生礦物。風化裂隙發育，巖體被切割成巖塊。用鎬難挖，巖芯鉆方可鉆進200040000.60.80.40.8強風化結構大部分破壞，礦物成分顯著變化，分化裂隙發育，巖體破碎。用鎬可挖掘，干鉆不易鉆進100020000.40.60.