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1、第四章第四章 岩石和岩体的工程性质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1岩石及特殊土第一节岩石的物理性质岩石的物理性质 岩石：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（岩石 = 矿物颗粒矿物颗粒 + 胶结物胶结物 + 孔隙孔隙 + 水）水）岩石含：固相、液相、气相。VsVn2岩石及特殊土物理性质(physical properties) 一、岩石的密度与重度（容重）一、岩石的密度与重度（容重）1、岩石的密度岩石的密度 ：单位体积物质的质量单位体积物质的
2、质量（1）天然密度）天然密度（2）干密度）干密度（3）饱和密度）饱和密度 VnVsMsMw3岩石及特殊土2、重度、重度（ ）：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, sat4岩石及特殊土 4、岩石的相对密度（比重）、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。 5岩石及特殊土二、岩石的孔隙性二、岩石的孔隙性反映裂隙赋存于发育状态。 1 1、孔隙率、孔隙率n n孔隙体积占总体积的百分比。 2 2、孔隙比孔隙比e e岩石中各类孔隙总体积与岩石实体体积
3、之比。 ne关系： 岩石的孔隙性对围岩强度、变形、含水影响很大。6岩石及特殊土吸水率：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：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。饱水系数：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7岩石及特殊土软化性：软化性：指岩石在水的作用下强度降低的性质。渗透性渗透性(permeability)：在一定水压力下，穿透岩石的能力。反映裂隙连通的程度。8岩石及特殊土 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：、一般岩石的变形： 瞬时弹性变形后效弹性变形塑性
4、变形 9岩石及特殊土2、变形指标弹性模量弹性模量：E 是应力与弹性应变的比值。变形模量变形模量：是应力与总应变的比值。泊松比泊松比：（变形传递能力） 是横向应变与纵向应变比值10岩石及特殊土二、强度指标：二、强度指标： 抗压强度抗压强度(compressive strength)： 岩石受压时抵抗破坏的能力。 抗拉强度抗拉强度(tensile strength)： 岩石受拉时抵抗破坏的能力。 抗剪强度抗剪强度(shear strength)： 岩石抵抗剪切破坏的能力。11岩石及特殊土1、 单轴抗压强度：单轴抗压强度：（1）、试验测试：）、试验测试：试验设备：试验设备：普通压力机（60t、100
5、t、200t）单轴压缩试验机12岩石及特殊土（2）试件破坏形式：）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13岩石及特殊土2、抗剪强度可分为以下三种强度：、抗剪强度可分为以下三种强度：( a ) 抗剪断强度：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：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：抗切强度：压应力等于零时的剪切强度。图 71 岩石的三种抗剪强度试验14岩石及特殊土3、抗剪强度测试：、抗剪强度测试：倾斜压模法倾斜压模法 15岩石及特殊土4 4、岩石的极限平衡条件、岩石的极限平衡条件应力圆
6、与强度线应力圆与强度线相离：相离： 强度线强度线应力圆与强度线应力圆与强度线相切：相切：应力圆与强度线应力圆与强度线相割：相割：极限应极限应力圆力圆f 破坏状态破坏状态 16岩石及特殊土莫尔库仑破坏准则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土的破坏准则 强度线强度线 17岩石及特殊土第四节 岩石和岩体的工程分类1.1.岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范(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: 5153060Rc极软岩软岩较软岩较坚硬岩坚硬岩18岩石及特殊土2.2.岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范(GB500212001)根据岩体的完整性指数划分岩石的完整程度: 0.150.350.550.75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 19岩石及特殊土3.3.岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范(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 : 完整程度坚硬程度完整较完整较破碎破碎极破碎坚硬岩IIIIIIIVV较硬岩IIIIIIVIVV较软岩IIIIVIVVV软岩IVIVVVV极软岩VVVVV20岩石及特殊土
