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1、上节回顾上节回顾Reviewq岩石力学研究的对象及特点岩石力学研究的对象及特点q岩石力学研究的主要内容岩石力学研究的主要内容q岩石力学的研究方法岩石力学的研究方法本节内容本节内容Next 我们将进入岩石力学的重要内容我们将进入岩石力学的重要内容岩石的物理性质的学习中岩石的物理性质的学习中1岩石岩石/岩体性质岩体性质包括密度、容重、包括密度、容重、包括密度、容重、包括密度、容重、含水率、抗冻等性含水率、抗冻等性含水率、抗冻等性含水率、抗冻等性质质质质包括弹性包括弹性包括弹性包括弹性/ /变形模变形模变形模变形模量、抗拉、抗压、量、抗拉、抗压、量、抗拉、抗压、量、抗拉、抗压、抗剪强度等抗剪强度等抗
2、剪强度等抗剪强度等2第二章第二章岩石的物理性状（性质）岩石的物理性状（性质）Chapter2PhysicalPropertiesofRock3 目的及要求：了解工程实践中最关注的岩石的目的及要求：了解工程实践中最关注的岩石的工程性质（即物理性质、力学性质和水理性质）；工程性质（即物理性质、力学性质和水理性质）；要求熟悉各种岩石物理性质的具体含义和测试过程要求熟悉各种岩石物理性质的具体含义和测试过程与手段；掌握岩石物理性质的工程意义；岩石与岩与手段；掌握岩石物理性质的工程意义；岩石与岩体的工程分类；体的工程分类； 重点：岩石的物理性质指标和岩石的渗透与水理重点：岩石的物理性质指标和岩石的渗透与水
3、理性质。性质。 难点：各类岩石物理参数的计算公式与测试方法、难点：各类岩石物理参数的计算公式与测试方法、裂隙统计方面的内容。裂隙统计方面的内容。 学习提示学习提示LearningHints42.1 岩体的结构特性岩体的结构特性52.1 岩体的结构特性岩体的结构特性岩石（根据成因）可分为：岩石（根据成因）可分为：岩浆岩岩浆岩沉积岩沉积岩变质岩变质岩在已有岩石的基础上，经过变质混合作用在已有岩石的基础上，经过变质混合作用后形成的；后形成的；海洋、湖泊沉积形成海洋、湖泊沉积形成特点：层状，同一特点：层状，同一时期时期 性质相近；性质相近；岩浆喷发、坚硬、均一；也叫火成岩岩浆喷发、坚硬、均一；也叫火成
4、岩62.1 岩体的结构特性岩体的结构特性岩体的组成岩体的组成72.1 岩体的结构特性岩体的结构特性岩体的结构岩体的结构p结构体结构体(structuralelement)指岩体中被结构面切割围限的岩石指岩体中被结构面切割围限的岩石块体。它不同于岩块的概念。块体。它不同于岩块的概念。p结构体的规模取决于结构面的密度，密度愈小，结构体的规结构体的规模取决于结构面的密度，密度愈小，结构体的规模愈大模愈大,与结构面对应与结构面对应,划分为五级。划分为五级。p常用块度模数（单位体积内的常用块度模数（单位体积内的级结构体数级结构体数)或结构体体积来或结构体体积来表示结构体规模。表示结构体规模。82.1 岩
5、体的结构特性岩体的结构特性岩体的结构岩体的结构92.1 岩体的结构特性岩体的结构特性岩石（根据成因）可分为：岩石（根据成因）可分为：淤积淤积地质体地质体( (岩体岩体) )结构面结构面结构体结构体结构面少，连续性差，闭合结构面少，连续性差，闭合结构面少，连续性差，闭合结构面少，连续性差，闭合 巨型（原型）结构巨型（原型）结构巨型（原型）结构巨型（原型）结构结构面较发育结构面较发育结构面较发育结构面较发育 块状结构块状结构块状结构块状结构结构面极发育结构面极发育结构面极发育结构面极发育 破裂（散体）结构破裂（散体）结构破裂（散体）结构破裂（散体）结构根据相根据相对组合对组合关系划关系划分岩体分岩
6、体的结构的结构102.1 岩体的结构特性岩体的结构特性岩体结岩体结构类型构类型岩体地质类型岩体地质类型主要主要结构结构形状形状结构面发育情况结构面发育情况岩土工程特征岩土工程特征可能发生的岩土可能发生的岩土工程问题工程问题整体状整体状结结构构均质，巨块状岩浆均质，巨块状岩浆岩、变质岩，巨厚岩、变质岩，巨厚层沉积岩、正变质层沉积岩、正变质岩岩巨块巨块状状以原生构造节理为主，多呈闭合以原生构造节理为主，多呈闭合型，裂隙结构面间距大于型，裂隙结构面间距大于15m，一般不超过，一般不超过12组，组，无危险结构面组成的落石掉块无危险结构面组成的落石掉块整体性强度高，岩体稳定，整体性强度高，岩体稳定，可视
7、为均质弹性各向同性可视为均质弹性各向同性体体不稳定结构体的不稳定结构体的局部滑动或坍塌，局部滑动或坍塌，深埋洞室的岩爆深埋洞室的岩爆块状结块状结构构厚层状沉积岩、正厚层状沉积岩、正变质岩、块状岩浆变质岩、块状岩浆岩、变质岩岩、变质岩块状、块状、柱柱状状只具有少量贯穿性较好的节理裂只具有少量贯穿性较好的节理裂隙，裂隙结构面间距隙，裂隙结构面间距0.71.5m。一般为一般为23组，有少量分离体组，有少量分离体整体强度较高，结构面互整体强度较高，结构面互相牵制，岩体基本稳定，相牵制，岩体基本稳定，接近弹性各向同性体接近弹性各向同性体层状结层状结构构多韵律的薄层及中多韵律的薄层及中厚层状沉积岩、副厚层
8、状沉积岩、副变质岩变质岩层状、层状、板状、板状、透镜透镜体体有层理、片理、节理，常有层间有层理、片理、节理，常有层间错动面错动面接近均一的各向异性体，接近均一的各向异性体，其变形及强度特征受层面其变形及强度特征受层面及岩层组合控制，可视为及岩层组合控制，可视为弹塑性体，稳定性较差弹塑性体，稳定性较差不稳定结构体可不稳定结构体可能产生滑塌，特能产生滑塌，特别是岩层的弯张别是岩层的弯张破坏及软弱岩层破坏及软弱岩层的塑性变形的塑性变形碎裂状碎裂状结构结构构造影响严重的破构造影响严重的破碎岩层碎岩层块状块状断层、断层破碎带、片理、层理断层、断层破碎带、片理、层理及层间结构面较发育，裂隙结构及层间结构面
9、较发育，裂隙结构面间距面间距0.250.5m，一般在，一般在3组以组以上，由许多分离体形成上，由许多分离体形成完整性破坏较大，整体强完整性破坏较大，整体强度很低，并受断裂等软弱度很低，并受断裂等软弱结构面控制，多呈弹塑性结构面控制，多呈弹塑性介质，稳定性很差介质，稳定性很差易引起规模较大易引起规模较大的岩体失稳，地的岩体失稳，地下水加剧岩体失下水加剧岩体失稳稳散体状散体状结构结构构造影响剧烈的断构造影响剧烈的断层破碎带，强风化层破碎带，强风化带，全风化带带，全风化带碎屑碎屑状颗状颗粒状粒状断层破碎带交叉，构造及风化裂断层破碎带交叉，构造及风化裂隙密集，结构面及组合错综复杂，隙密集，结构面及组合
10、错综复杂，并多充填粘性土，形成许多大小并多充填粘性土，形成许多大小不一的分离岩块不一的分离岩块完整性遭到极大破坏，稳完整性遭到极大破坏，稳定性极差，岩体属性接近定性极差，岩体属性接近松散体介质松散体介质易引起规模较大易引起规模较大的岩体失稳，地的岩体失稳，地下水加剧岩体失下水加剧岩体失稳稳岩体的结构类型岩体的结构类型112.1 岩体的结构特性岩体的结构特性岩体结构面的特征岩体结构面的特征结构面的成因类型结构面的成因类型122.1 岩体的结构特性岩体的结构特性岩体结构面的特征岩体结构面的特征结构面的成因类型结构面的成因类型132.1 岩体的结构特性岩体的结构特性岩体结构面的特征岩体结构面的特征结
11、构面的成因类型结构面的成因类型142.1 岩体的结构特性岩体的结构特性岩体结构面的特征岩体结构面的特征结构面的成因类型结构面的成因类型成因类型成因类型地质类型地质类型主主要要特特征征工程地质评价工程地质评价产产状状分分布布性性质质原原生生结结构构面面沉积结沉积结构面构面1层理层面层理层面2软弱夹层软弱夹层3不整合面、假整合面不整合面、假整合面4沉积间断面沉积间断面一般与岩层产状一般与岩层产状一致，为层间结一致，为层间结构面构面海相岩层中此类结构海相岩层中此类结构面分布稳定，陆相岩面分布稳定，陆相岩层中呈交错状，易尖层中呈交错状，易尖灭灭层面、软弱夹层等结构面较为平层面、软弱夹层等结构面较为平整
12、；不整合面及沉积间断面多由整；不整合面及沉积间断面多由碎屑泥质物构成，且不平整碎屑泥质物构成，且不平整国内外较大的坝基滑动及滑坡很多由国内外较大的坝基滑动及滑坡很多由此类结构面所造成的，如奥斯汀、圣此类结构面所造成的，如奥斯汀、圣弗朗西斯、马尔帕塞坝的破坏，瓦依弗朗西斯、马尔帕塞坝的破坏，瓦依昂水库附近的巨大滑坡昂水库附近的巨大滑坡岩浆岩岩浆岩结构面结构面1侵入体与围岩接触面侵入体与围岩接触面2岩脉岩墙接触面岩脉岩墙接触面3原生冷凝节理原生冷凝节理岩脉受构造结构岩脉受构造结构面控制，而原生面控制，而原生节理受岩体接触节理受岩体接触面控制面控制接触面延伸较远，比接触面延伸较远，比较稳定，而原生节
13、理较稳定，而原生节理往往短小密集往往短小密集与围岩接触面可具熔合及破碎两与围岩接触面可具熔合及破碎两种不同的特征，原生节理一般为种不同的特征，原生节理一般为张裂面，较粗糙不平张裂面，较粗糙不平一般不造成大规模的岩体破坏，但有一般不造成大规模的岩体破坏，但有时与构造断裂配合，也可形成岩体的时与构造断裂配合，也可形成岩体的滑移，如有的坝肩局部滑移滑移，如有的坝肩局部滑移变质结变质结构面构面1片理片理2片岩软弱夹层片岩软弱夹层产状与岩层或构产状与岩层或构造方向一致造方向一致片理短小，分布极密，片理短小，分布极密，片岩软弱夹层延展较片岩软弱夹层延展较远，具固定层次远，具固定层次结构面光滑平直，片理在岩
14、层深结构面光滑平直，片理在岩层深部往往闭合成隐蔽结构面，片岩部往往闭合成隐蔽结构面，片岩软弱夹层具片状矿物，呈鳞片状软弱夹层具片状矿物，呈鳞片状在变质较浅的沉积岩，如千枚岩等路在变质较浅的沉积岩，如千枚岩等路堑边坡常见塌方。片岩夹层有时对工堑边坡常见塌方。片岩夹层有时对工程及地下洞体稳定也有影响程及地下洞体稳定也有影响构造结构面构造结构面1节理（节理（X型节理、张型节理、张节理）节理）2断层（冲断层、捩断断层（冲断层、捩断层、横断层）层、横断层）3层间错动层间错动4羽状裂隙、劈理羽状裂隙、劈理产状与构造线呈产状与构造线呈一定关系，层间一定关系，层间错动与岩层一致错动与岩层一致张性断裂较短小，剪
15、张性断裂较短小，剪切断裂延展较远，压切断裂延展较远，压性断裂规模巨大，但性断裂规模巨大，但有时为横断层切割成有时为横断层切割成不连续状不连续状张性断裂不平整，常具次生充填，张性断裂不平整，常具次生充填，呈锯齿状，剪切断裂较平直，具呈锯齿状，剪切断裂较平直，具羽状裂隙，压性断层具多种构造羽状裂隙，压性断层具多种构造岩，成带状分布，往往含断层泥、岩，成带状分布，往往含断层泥、糜棱岩糜棱岩对岩体稳定影响很大，在上述许多岩对岩体稳定影响很大，在上述许多岩体破坏过程中，大都有构造结构面的体破坏过程中，大都有构造结构面的配合作用。此外常造成边坡及地下工配合作用。此外常造成边坡及地下工程的塌方、冒顶程的塌方
16、、冒顶次生结构面次生结构面1卸荷裂隙卸荷裂隙2风化裂隙风化裂隙3风化夹层风化夹层4泥化夹层泥化夹层5次生夹泥层次生夹泥层受地形及原结构受地形及原结构面控制面控制分布上往往呈不连续分布上往往呈不连续状，透镜状，延展性状，透镜状，延展性差，且主要在地表风差，且主要在地表风化带内发育化带内发育一般为泥质物充填，水理性质很一般为泥质物充填，水理性质很差差在天然及人工边坡上造成危害，有时在天然及人工边坡上造成危害，有时对坝基、坝肩及浅埋隧洞等工程亦有对坝基、坝肩及浅埋隧洞等工程亦有影响，但一般在施工中予以清基处理影响，但一般在施工中予以清基处理152.1 岩体的结构特性岩体的结构特性岩体结构面的特征岩体
17、结构面的特征结构面的规模结构面的规模162.1 岩体的结构特性岩体的结构特性岩体结构面的特征岩体结构面的特征产状产状走向：指岩层层面与水平面交线的方位角，其表示岩层在空间延伸的方向，走向：指岩层层面与水平面交线的方位角，其表示岩层在空间延伸的方向，如图中如图中AB线。线。倾向：指垂直走向顺倾斜面向下引出的直线在水平面的投影的方位角，表示倾向：指垂直走向顺倾斜面向下引出的直线在水平面的投影的方位角，表示岩层在空间的倾斜方向，如图中岩层在空间的倾斜方向，如图中CD线。线。倾角：指岩层层面与水平面所夹的锐角，表示岩层在空间倾斜角度的大小，倾角：指岩层层面与水平面所夹的锐角，表示岩层在空间倾斜角度的大
18、小，如图中如图中。可见，用岩层产状的三个要素，能表达经过构造变动后的构造形态在空间的可见，用岩层产状的三个要素，能表达经过构造变动后的构造形态在空间的位置。位置。172.1 岩体的结构特性岩体的结构特性岩体结构面的特征岩体结构面的特征产状产状182.1 岩体的结构特性岩体的结构特性岩体结构面的特征岩体结构面的特征产状产状192.1 岩体的结构特性岩体的结构特性岩体结构面的特征岩体结构面的特征产状产状测量走向时，使罗盘的长边紧贴层面，将罗盘放平，水准泡居中，读指北针所示的方位角，就是岩层的走向。测量倾向时，将罗盘的短边紧贴层面，注意将罗盘的北端朝向岩层的倾斜方向，水准泡居中，读指北针所示的方位角
19、，就是岩层的倾向。测量倾角时，需将罗盘横着竖起来，使长边与岩层的走向垂直，紧贴层面，等倾斜器上的水准泡居中后，读悬锤所示的角度，就是岩层的倾角。一组走向为北西320，倾向南西230，倾角35的岩层产状，可写成：N320W，S230W，35202.2 岩石的不连续性、不均匀性及各向异性岩石的不连续性、不均匀性及各向异性 由于岩石中存在各种规模的由于岩石中存在各种规模的结构面结构面（断（断裂带、断层、节理、裂隙）裂带、断层、节理、裂隙） 致使岩石的物理力学性质致使岩石的物理力学性质不连续、不不连续、不均匀、各向异性均匀、各向异性因此，有必要引入刻划因此，有必要引入刻划不均一程度不均一程度的参数。的
20、参数。212.2 岩石的不连续性、不均匀性及各向异性岩石的不连续性、不均匀性及各向异性2.2.1 岩石的裂隙性岩石的裂隙性 通常采用通常采用裂隙率裂隙率作为定量评作为定量评价价( (描述描述) )裂隙切割的程度。裂隙切割的程度。222.2.1 岩石的裂隙性岩石的裂隙性q 单向裂隙单向裂隙a) 沿一组裂隙面法向统计沿一组裂隙面法向统计 含义：单位长度上裂隙含义：单位长度上裂隙条数（条条数（条m）。）。显然：显然： 岩体切割越破岩体切割越破碎。碎。2.2 岩石的不连续性、不均匀性及各向异性岩石的不连续性、不均匀性及各向异性232.2 岩石的不连续性、不均匀性及各向异性岩石的不连续性、不均匀性及各向
21、异性2.2.1 岩石的裂隙性岩石的裂隙性q 单向裂隙单向裂隙b) 沿裂隙面方向沿裂隙面方向 （连通率）（连通率） a裂隙面长度；裂隙面长度；b岩桥长度；岩桥长度；242.2 岩石的不连续性、不均匀性及各向异性岩石的不连续性、不均匀性及各向异性2.2.1 岩石的裂隙性岩石的裂隙性q 平面裂隙率平面裂隙率概念：指岩石单位面积上各类裂隙面积所占比重。概念：指岩石单位面积上各类裂隙面积所占比重。 第第i i条裂隙长度；条裂隙长度； 第第i i条裂隙宽度；条裂隙宽度；讨论讨论 的两种极限情况：的两种极限情况：(1) 时，无裂隙；时，无裂隙；(2) 时，全部被裂隙充满；时，全部被裂隙充满；252.2 岩石
22、的不连续性、不均匀性及各向异性岩石的不连续性、不均匀性及各向异性2.2.2 各向异性各向异性q 正交各向异性（三个材料主轴、定义材料参数）正交各向异性（三个材料主轴、定义材料参数） 概念：岩石的强度、变形指标（力学性质）随空间方位不概念：岩石的强度、变形指标（力学性质）随空间方位不同而异的特性。同而异的特性。(从岩石的不同方向施加荷载，其抵抗破坏的能从岩石的不同方向施加荷载，其抵抗破坏的能力不同力不同) 三个材料主轴方向三个材料主轴方向力学性力学性质不同质不同 表征各向异性材料的参数表征各向异性材料的参数9个！个！262.2 岩石的不连续性、不均匀性及各向异性岩石的不连续性、不均匀性及各向异性
23、2.2.2 各向异性各向异性 概念：岩石的强度、变形指标（力学性质）随空间方位不概念：岩石的强度、变形指标（力学性质）随空间方位不同而异的特性。同而异的特性。q 横观各向同性（层状）横观各向同性（层状） 层面内层面内 力学性质相同（多向同性面）；力学性质相同（多向同性面）； 层层 间间 力学性质差异；力学性质差异； 涉及涉及5个参数：个参数：272.3 岩石的物理性质指标岩石的物理性质指标 在前面说到，岩石力学问题的研究首先在前面说到，岩石力学问题的研究首先应从岩石的基本物理力学性质研究入手，本应从岩石的基本物理力学性质研究入手，本节介绍岩石（块）的基本物理性质的主要指节介绍岩石（块）的基本物
24、理性质的主要指标及测试方法。标及测试方法。中华人民共和国水利部中华人民共和国水利部. 水利水电工程岩石试验规程水利水电工程岩石试验规程SL264-2001S.中华人民共和国行业标准中华人民共和国行业标准, 2001年282.3 岩石的物理性质指标岩石的物理性质指标物理性质物理性质水理性质水理性质容重容重/ /密度密度空隙性空隙性吸水性吸水性软化性软化性抗冻性抗冻性抗冻性抗冻性292.3 岩石的物理性质指标岩石的物理性质指标岩体属于三相体岩体属于三相体（固（固Solid、液、液Liquid、气、气Gas）孔隙（含水、空气等）孔隙（含水、空气等）矿物颗粒矿物颗粒302.3 岩石的物理性质指标岩石的
25、物理性质指标2.3.1 岩石的容重岩石的容重 指单位体积岩石的重量。指单位体积岩石的重量。 由于岩样中含有水分，根据由于岩样中含有水分，根据由于岩样中含有水分，根据由于岩样中含有水分，根据“w”“w”“w”“w”的的的的不同含义，可分为：不同含义，可分为：不同含义，可分为：不同含义，可分为：q 干容重（烘干状态）干容重（烘干状态）体积体积V的确定：标准件的确定：标准件 直接量直接量A、H； 非标准件非标准件 用阿基米德原理用阿基米德原理q 天然容重天然容重天然状态（大气压力室温条件下含水量）天然状态（大气压力室温条件下含水量）312.3 岩石的物理性质指标岩石的物理性质指标2.3.1 岩石的容
26、重岩石的容重q 饱和容重饱和容重测定方法：煮沸或测定方法：煮沸或抽真空抽真空充分饱和充分饱和称重称重Ws 岩石的容重在一定程度上反映岩石的容重在一定程度上反映岩石的力学性质情况。通常，岩石岩石的力学性质情况。通常，岩石的容重越大，则它的性质越好，反的容重越大，则它的性质越好，反之越差。之越差。322.3 岩石的物理性质指标岩石的物理性质指标2.3.2 比重比重 指岩石干重量指岩石干重量指岩石干重量指岩石干重量WdWd除以岩石的实体积（不含孔隙体积）除以岩石的实体积（不含孔隙体积）除以岩石的实体积（不含孔隙体积）除以岩石的实体积（不含孔隙体积）VsVs的干容重与的干容重与的干容重与的干容重与4c
27、4c水的容重的比值。水的容重的比值。水的容重的比值。水的容重的比值。式中：式中：式中：式中： 绝对干燥时体积为绝对干燥时体积为绝对干燥时体积为绝对干燥时体积为V V的岩石重量（的岩石重量（的岩石重量（的岩石重量（kNkN）；）；）；）； 岩石的实体体积（不包含孔隙体积）（岩石的实体体积（不包含孔隙体积）（岩石的实体体积（不包含孔隙体积）（岩石的实体体积（不包含孔隙体积）（mm3 3）；）；）；）； 水的容重（在水的容重（在水的容重（在水的容重（在4 4时等于时等于时等于时等于1010）（）（）（）（kN/mkN/m3 3）；）；）；）；332.3 岩石的物理性质指标岩石的物理性质指标2.3.3
28、 孔隙率孔隙率 指岩石内孔隙体积与总体积之比。用下式表示：指岩石内孔隙体积与总体积之比。用下式表示：指岩石内孔隙体积与总体积之比。用下式表示：指岩石内孔隙体积与总体积之比。用下式表示： 根据干容重根据干容重根据干容重根据干容重 s s和比重和比重和比重和比重GGs s也可以推导出孔隙率：也可以推导出孔隙率：也可以推导出孔隙率：也可以推导出孔隙率：342.3 岩石的物理性质指标岩石的物理性质指标2.3.3 孔隙率孔隙率352.3 岩石的物理性质指标岩石的物理性质指标2.3.4 天然含水量天然含水量 指指指指天然状态天然状态天然状态天然状态下，岩石的含水量与岩石干重比值的百分比。下，岩石的含水量与
29、岩石干重比值的百分比。下，岩石的含水量与岩石干重比值的百分比。下，岩石的含水量与岩石干重比值的百分比。用下式表示：用下式表示：用下式表示：用下式表示：式中：式中：式中：式中： 岩石的烘干前质量；岩石的烘干前质量；岩石的烘干前质量；岩石的烘干前质量； 水的质量（一个大气压和室温条件）；水的质量（一个大气压和室温条件）；水的质量（一个大气压和室温条件）；水的质量（一个大气压和室温条件）； 岩石烘干前的质量（天然质量）；岩石烘干前的质量（天然质量）；岩石烘干前的质量（天然质量）；岩石烘干前的质量（天然质量）；362.3岩石的物理性质指标岩石的物理性质指标2.3.5自然吸水率自然吸水率指岩石在指岩石在
30、指岩石在指岩石在常温条件常温条件常温条件常温条件下浸水下浸水下浸水下浸水4848小时后，岩石内的含水量与岩小时后，岩石内的含水量与岩小时后，岩石内的含水量与岩小时后，岩石内的含水量与岩石干容重的比值。用下式表示：石干容重的比值。用下式表示：石干容重的比值。用下式表示：石干容重的比值。用下式表示：式中：式中：式中：式中：岩石的干重量；岩石的干重量；岩石的干重量；岩石的干重量；浸水浸水浸水浸水4848小时后岩石的重量；小时后岩石的重量；小时后岩石的重量；小时后岩石的重量；372.3岩石的物理性质指标岩石的物理性质指标2.3.6饱和吸水率饱和吸水率指岩样在指岩样在指岩样在指岩样在强制状态（真空、煮沸
31、或高压）强制状态（真空、煮沸或高压）强制状态（真空、煮沸或高压）强制状态（真空、煮沸或高压）下，岩样最大吸下，岩样最大吸下，岩样最大吸下，岩样最大吸水量与岩石干重量比值。用下式表示：水量与岩石干重量比值。用下式表示：水量与岩石干重量比值。用下式表示：水量与岩石干重量比值。用下式表示：式中：式中：式中：式中：岩石的干质量；岩石的干质量；岩石的干质量；岩石的干质量；岩石在强制条件下的质量（吸入水岩石干重）；岩石在强制条件下的质量（吸入水岩石干重）；岩石在强制条件下的质量（吸入水岩石干重）；岩石在强制条件下的质量（吸入水岩石干重）；测定方法：煮沸法或测定方法：煮沸法或真空抽气法，用高压真空抽气法，用
32、高压法可能会提高饱和程法可能会提高饱和程度，但设备复杂度，但设备复杂382.3 岩石的物理性质指标岩石的物理性质指标2.3.7 饱水系数饱水系数 指岩石吸水率与饱水率的比值百分率。用下式表示：指岩石吸水率与饱水率的比值百分率。用下式表示：指岩石吸水率与饱水率的比值百分率。用下式表示：指岩石吸水率与饱水率的比值百分率。用下式表示：（一般饱水系数介于（一般饱水系数介于（一般饱水系数介于（一般饱水系数介于0.50.50.80.8之间）之间）之间）之间）392.3 岩石的物理性质指标岩石的物理性质指标2.3.7 饱水系数饱水系数 K91时：冻结过程中，水结成冰的相变现象时：冻结过程中，水结成冰的相变现
33、象会对岩石中的孔隙和裂隙产生会对岩石中的孔隙和裂隙产生“冰劈冰劈”作用，造成岩石作用，造成岩石胀烈破坏。胀烈破坏。饱水系数对饱水系数对岩石抗冻性岩石抗冻性具有重要影响，试验证明：具有重要影响，试验证明： KK1。542.3.10 渗透性渗透性q 渗透系数的实验室测定渗透系数的实验室测定渗透系数的实验室测定渗透系数的实验室测定或或或或应用了水力学中的达应用了水力学中的达应用了水力学中的达应用了水力学中的达西西西西(Darcy)(Darcy)定律定律定律定律2.3 岩石的物理性质指标岩石的物理性质指标552.3 岩石的物理性质指标岩石的物理性质指标2.3.10 渗透性渗透性q 渗透系数的现场测定渗
34、透系数的现场测定渗透系数的现场测定渗透系数的现场测定现场抽水试验现场抽水试验 Borehole Pumping Test稳定流抽水试验稳定流抽水试验非稳定流抽水试验非稳定流抽水试验自由振荡法试验自由振荡法试验562.3 岩石的物理性质指标岩石的物理性质指标2.3.10 渗透性渗透性q 渗透系数的现场测定渗透系数的现场测定渗透系数的现场测定渗透系数的现场测定中华人民共和国电力部中华人民共和国电力部. 水利水电工程钻孔抽水水利水电工程钻孔抽水试验规程（试验规程（DL/T5213-2005S.中华人民共和国中华人民共和国行业标准行业标准, 2005年572.4岩体的工程分类岩体的工程分类582.4岩
35、体的工程分类岩体的工程分类592.4岩体的工程分类岩体的工程分类2.4.1岩体质量指标岩体质量指标RQD分类分类RQD(RockQualityDesignation)RQD(RockQualityDesignation)的岩石质量指标是迪尔的岩石质量指标是迪尔的岩石质量指标是迪尔的岩石质量指标是迪尔19641964年提出的。年提出的。年提出的。年提出的。RQDRQD是根据修正岩芯采取率进行计算的。其中：是根据修正岩芯采取率进行计算的。其中：是根据修正岩芯采取率进行计算的。其中：是根据修正岩芯采取率进行计算的。其中：602.4岩体的工程分类岩体的工程分类2.4.1岩体质量指标岩体质量指标RQD分
36、类分类显然，显然，显然，显然，RQDRQD值的大小反映了岩体的完整程度，可将岩体分值的大小反映了岩体的完整程度，可将岩体分值的大小反映了岩体的完整程度，可将岩体分值的大小反映了岩体的完整程度，可将岩体分为为为为类。类。类。类。等级等级等级等级岩石质量描述岩石质量描述岩石质量描述岩石质量描述RQDRQD值值值值(%)(%) 极好的极好的极好的极好的9090100100好的好的好的好的75759090不足的不足的不足的不足的50507575劣的劣的劣的劣的25255050 极劣的极劣的极劣的极劣的0 02525NOTENOTE：岩体的质量不仅涉及：岩体的质量不仅涉及：岩体的质量不仅涉及：岩体的质量
37、不仅涉及RQDRQD，还涉及如节理数组、粗糙，还涉及如节理数组、粗糙，还涉及如节理数组、粗糙，还涉及如节理数组、粗糙程度、地下水发育程度等。程度、地下水发育程度等。程度、地下水发育程度等。程度、地下水发育程度等。612.4岩体的工程分类岩体的工程分类2.4.2岩体质量评分岩体质量评分(RMR)地质力学围岩分类地质力学围岩分类RMRRMR（RockMassRatingRockMassRating）由比尼卫斯基（）由比尼卫斯基（）由比尼卫斯基（）由比尼卫斯基（BienawskiBienawski，19731973）提出，后经多次修改，于）提出，后经多次修改，于）提出，后经多次修改，于）提出，后经多
38、次修改，于19891989年发表在工程岩体分类年发表在工程岩体分类年发表在工程岩体分类年发表在工程岩体分类一书中。一书中。一书中。一书中。该分类系统由岩块强度、该分类系统由岩块强度、该分类系统由岩块强度、该分类系统由岩块强度、RQDRQD值、节理间距、节理条件及值、节理间距、节理条件及值、节理间距、节理条件及值、节理间距、节理条件及地下水地下水地下水地下水5 5类指标组成。具体做法为：类指标组成。具体做法为：类指标组成。具体做法为：类指标组成。具体做法为：1)1)根据各类指标的数值，逐次计分，求和得总分根据各类指标的数值，逐次计分，求和得总分根据各类指标的数值，逐次计分，求和得总分根据各类指标
39、的数值，逐次计分，求和得总分RMRRMR值（值（值（值（P27P27页页页页表表表表2-102-10）2)2)根据节理、裂隙的产状变化对根据节理、裂隙的产状变化对根据节理、裂隙的产状变化对根据节理、裂隙的产状变化对RMRRMR的初值进行修正（的初值进行修正（的初值进行修正（的初值进行修正（P27P27页表页表页表页表2-112-11） ，以强调节理、裂隙对岩体稳定的不利影响。，以强调节理、裂隙对岩体稳定的不利影响。，以强调节理、裂隙对岩体稳定的不利影响。，以强调节理、裂隙对岩体稳定的不利影响。622.4岩体的工程分类岩体的工程分类2.4.2岩体质量评分岩体质量评分(RMR)地质力学围岩分类地质
40、力学围岩分类岩体工程分类的参数及评价标准岩体工程分类的参数及评价标准1完整岩石的强度完整岩石的强度(Mpa)点荷载指数点荷载指数104102412此低值区最好采用单轴抗此低值区最好采用单轴抗压强度压强度单轴抗压强度单轴抗压强度250100250501002550525151评分评分1512742102RQD值值9010075905075255025评分评分201713833节理间距（节理间距（cm)2006020020606206评分评分201510854节理状态节理状态裂开面很粗糙节理裂开面很粗糙节理不连通，未张开，不连通，未张开，两壁岩石未风化两壁岩石未风化裂开面稍粗裂开面稍粗糙裂开宽度糙
41、裂开宽度1mm两壁两壁轻度风化轻度风化裂开面稍粗裂开面稍粗糙裂开宽度糙裂开宽度1mm两壁两壁高度风化高度风化裂开面夹泥厚度裂开面夹泥厚度小于小于5mm或裂开或裂开宽度宽度15mm，节理连通节理连通裂开面夹泥厚度大于裂开面夹泥厚度大于5mm或裂开宽度大于或裂开宽度大于5mm，节节理连通理连通评分评分3025201005地下水状地下水状况况隧洞中每隧洞中每10m长段涌水长段涌水量（量（L/min）010102525125125节理水压力节理水压力/大主应力大主应力00.00.10.10.20.20.50.5隧洞干燥程度隧洞干燥程度干燥干燥稍潮湿稍潮湿潮湿潮湿滴水滴水涌水涌水评分评分15107406
42、32.4岩体的工程分类岩体的工程分类2.4.2岩体质量评分岩体质量评分(RMR)地质力学围岩分类地质力学围岩分类按节理方向的修正评分值按节理方向的修正评分值节理走向和倾角节理走向和倾角非常有利非常有利有利有利一般一般不利不利非常不利非常不利评分值评分值隧洞隧洞0-2-5-10-12地基地基0-2-7-15-25边坡边坡0-5-25-50-60按总评分确定的岩体类别按总评分确定的岩体类别评分值评分值1008180616041402120分类级分类级质量描述质量描述很好的岩体很好的岩体好岩体好岩体中等岩体中等岩体差的岩体差的岩体很差的岩体很差的岩体642.4 岩体的工程分类岩体的工程分类2.4.2
43、 岩体质量评分岩体质量评分(RMR)地质力学围岩分类地质力学围岩分类覆盖层覆盖层652.4岩体的工程分类岩体的工程分类2.4.3巴顿岩体质量巴顿岩体质量(Q)分类分类pp分类指标：分类指标：分类指标：分类指标：QQ值值值值 RQDRQD岩石质量指标；岩石质量指标；岩石质量指标；岩石质量指标； JnJn节理组数；节理组数；节理组数；节理组数； JrJr节理粗糙系数；节理粗糙系数；节理粗糙系数；节理粗糙系数；JaJa节理蚀变系数；节理蚀变系数；节理蚀变系数；节理蚀变系数； JwJw节理水折减系数；节理水折减系数；节理水折减系数；节理水折减系数； SRFSRF应力折减系数。应力折减系数。应力折减系数
44、。应力折减系数。 JwJw/SRF/SRF水与其它应力存在时对岩体质量的影响水与其它应力存在时对岩体质量的影响水与其它应力存在时对岩体质量的影响水与其它应力存在时对岩体质量的影响 RQD/RQD/JnJn岩体的完整性；岩体的完整性；岩体的完整性；岩体的完整性； Jr/JaJr/Ja结构面结构面结构面结构面( (节理节理节理节理) )的形态、充填物特征及其次生变化程度；的形态、充填物特征及其次生变化程度；的形态、充填物特征及其次生变化程度；的形态、充填物特征及其次生变化程度；pp分类方法分类方法分类方法分类方法确定各参数的数值，求得确定各参数的数值，求得确定各参数的数值，求得确定各参数的数值，求
45、得QQ值，以值，以值，以值，以QQ值为依据将岩体分为值为依据将岩体分为值为依据将岩体分为值为依据将岩体分为9 9类。类。类。类。662.4岩体的工程分类岩体的工程分类2.4.3巴顿岩体质量巴顿岩体质量(Q)分类分类672.4岩体的工程分类岩体的工程分类2.4.4其他分类方法其他分类方法按不同的专业确立的岩体分类体系按不同的专业确立的岩体分类体系，如水工隧洞，如水工隧洞设计规范铁路隧道设计规范等，均有系统的分设计规范铁路隧道设计规范等，均有系统的分类体系。类体系。重要的大型水电工程重要的大型水电工程（如二滩、官地、锦屏、溪洛（如二滩、官地、锦屏、溪洛渡等），也有独立的分类体系（岩体结构特征，风化渡等），也有独立的分类体系（岩体结构特征，风化卸荷，地下水等卸荷，地下水等）68
