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1、1/49,第四章 岩石和岩体的工程性质,第二节 岩体的水理性质,第三节 岩体的主要力学性质,主要内容,第五节 特殊土的工程地质性质,第一节 岩石的物理性质,第四节 岩石和岩土的工程分类,2/49,第一节岩石的物理性质,岩石：矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集形成的自然物体。 （岩石 = 矿物颗粒 + 胶结物 + 孔隙 + 水） 岩石含：固相、液相、气相。,Vs,Vn,3/49,物理性质(physical properties) 一、岩石的密度与重度（容重） 1、岩石的密度 ： 单位体积物质的质量 （1）天然密度 （2）干密度 （3）饱和密度,Vn,Vs,Ms,Mw,4/49,2、重度（ ）：
2、 单位体积岩石的重力。 （1）天然容重天然含水状态下, （2）干容重105110烘干24小时（至恒重）d （3）饱和容重岩石孔隙吸水饱和（水浸48小时）状态下, sat,5/49,4、岩石的相对密度（比重）ds： 比重岩石固体部分的重量和4同体积纯水重量的比值。,6/49,二、岩石的孔隙性反映裂隙赋存于发育状态。 1、孔隙率n孔隙体积占总体积的百分比。 2、孔隙比e岩石中各类孔隙总体积与岩石实体体积之比。 ne关系： 岩石的孔隙性对围岩强度、变形、含水影响很大。,7/49,吸水率：常压条件下，岩石吸入水分的质量与干燥岩石质量之比。 饱水率：高压或真空条件下，岩石吸入水分的质量与干燥岩石质量之比
3、。 饱水系数：岩石的吸水率与饱水率的比值。其值越大，岩石的抗冻性越差。,第二节 水理性质,8/49,软化性：指岩石在水的作用下强度降低的性质。 渗透性(permeability)：在一定水压力下，穿透岩石的能力。反映裂隙连通的程度。,9/49,第三节 岩石的力学性质 变形指标和力学指标 一：变形指标 1、一般岩石的变形： 瞬时弹性变形 后效弹性变形 塑性变形,10/49,2、变形指标 弹性模量： E 是应力与弹性应变的比值。 变形模量： 是应力与总应变的比值。 泊松比：（变形传递能力） 是横向应变与纵向应变比值,11/49,二、强度指标： 抗压强度(compressive strength)：
4、 岩石受压时抵抗破坏的能力。 抗拉强度(tensile strength)： 岩石受拉时抵抗破坏的能力。 抗剪强度(shear strength)： 岩石抵抗剪切破坏的能力。,12/49,1、 单轴抗压强度： （1）、试验测试： 试验设备：普通压力机（60t、100t、200t）,单轴压缩试验机,13/49,（2）试件破坏形式： X型共轭斜面剪切破坏软塑性岩石多发生，属压剪破坏； 劈裂破坏脆硬型岩石多发生,14/49,2、抗剪强度可分为以下三种强度： ( a ) 抗剪断强度：在垂直压力作用下的岩石剪切强度。 ( b ) 抗剪强度：沿着已有的破裂面发生剪切时的强度。 ( c ) 抗切强度：压应力
5、等于零时的剪切强度。,图 71 岩石的三种抗剪强度试验,15/49,3、抗剪强度测试： 倾斜压模法,16/49,4、岩石的极限平衡条件,应力圆与强度线相离：,强度线,应力圆与强度线相切：,应力圆与强度线相割：,极限应力圆,f,弹性平衡状态,=f,极限平衡状态,f,破坏状态,17/49,莫尔库仑破坏准则,莫尔应力圆与库仑强度线相切的应力状态作为土的破坏准则,18/49,第四节 岩石和岩体的工程分类,1.岩土工程勘察规范(GB500212001) 根据岩块的饱和单轴抗压强度标准值Rc划分岩石的坚硬程度:,5,15,30,60,Rc,极软岩,软岩,较软岩,较坚硬岩,坚硬岩,19/49,2.岩土工程勘察规范(GB500212001) 根据岩体的完整性指数划分岩石的完整程度:,0.15,0.35,0.55,0.75,完整性指数,极破碎,破碎,较破碎,较完整,完整,岩体压缩波速度与岩块压缩波速度之比的平方,20/49,3.岩土工程勘察规范(GB500212001) 根据岩石坚硬程度和岩体完整程度综合分五个岩体基本质量等级 :,
