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岩体力学第二章岩体力学第二章第1页，共18页，编辑于2022年，星期六山东科技大学资源与环境工程学院第二章第二章 岩石的基本物理力学性质岩石的基本物理力学性质2.1 岩石的基本物理性质岩石的基本物理性质2.2 岩石的强度特性岩石的强度特性2.3 岩石的变形特性岩石的变形特性2.4 岩石的强度理论岩石的强度理论第2页，共18页，编辑于2022年，星期六山东科技大学资源与环境工程学院2.1 岩石的基本物理性质岩石的基本物理性质提纲提纲u岩石的密度指标岩石的密度指标岩石的密度指标岩石的密度指标u岩石的孔隙性岩石的孔隙性岩石的孔隙性岩石的孔隙性2.1岩石的基本物理性质岩石的基本物理性质u岩石的水理性质岩石的水理性质岩石的水理性质岩石的水理性质第3页，共18页，编辑于2022年，星期六山东科技大学资源与环境工程学院2.1 岩石的基本物理性质岩石的基本物理性质水水 Water固体固体 Solidma=0mwmsm质量质量VaVwVsVvV体积体积空气空气 水水 固体颗粒固体颗粒空气空气 Air第4页，共18页，编辑于2022年，星期六山东科技大学资源与环境工程学院2.1 岩石的基本物理性质岩石的基本物理性质（1 1）天然密度）天然密度）天然密度）天然密度 uu定义：岩石在定义：岩石在定义：岩石在定义：岩石在自然条件自然条件自然条件自然条件下，单位体积的质量下，单位体积的质量下，单位体积的质量下，单位体积的质量空气空气水水固体固体ma=0mwmsm质量质量VaVwVsVvV体积体积uu计算公式计算公式计算公式计算公式：uu试验方法：称重法试验方法：称重法试验方法：称重法试验方法：称重法+精度0.01gg/cm3量尺量尺量尺量尺天平天平天平天平一、岩石的密度指标一、岩石的密度指标第5页，共18页，编辑于2022年，星期六山东科技大学资源与环境工程学院2.1 岩石的基本物理性质岩石的基本物理性质uu含遇水溶解、遇水膨胀矿物成分的岩石含遇水溶解、遇水膨胀矿物成分的岩石含遇水溶解、遇水膨胀矿物成分的岩石含遇水溶解、遇水膨胀矿物成分的岩石量尺量尺量尺量尺石蜡石蜡石蜡石蜡+水槽水槽水槽水槽+天平天平天平天平第6页，共18页，编辑于2022年，星期六山东科技大学资源与环境工程学院2.1 岩石的基本物理性质岩石的基本物理性质（2 2）饱和密度）饱和密度）饱和密度）饱和密度uu定义：岩石中的定义：岩石中的定义：岩石中的定义：岩石中的孔隙全被水充填时孔隙全被水充填时孔隙全被水充填时孔隙全被水充填时单位体积的质量单位体积的质量单位体积的质量单位体积的质量水水水水固体固体mwmsm质量质量VwVsVvV体积体积uu计算公式：计算公式：计算公式：计算公式：g/cm3uu试验方法：浸水法、抽真空法、煮沸法试验方法：浸水法、抽真空法、煮沸法试验方法：浸水法、抽真空法、煮沸法试验方法：浸水法、抽真空法、煮沸法水槽水槽水槽水槽真空机真空机真空机真空机煮沸箱煮沸箱煮沸箱煮沸箱第7页，共18页，编辑于2022年，星期六山东科技大学资源与环境工程学院2.1 岩石的基本物理性质岩石的基本物理性质（3 3）干密度）干密度）干密度）干密度空气空气固体固体ma=0msm质量质量VaVsVvV体积体积u 定义：岩石定义：岩石定义：岩石定义：岩石孔隙中的水全部蒸发孔隙中的水全部蒸发孔隙中的水全部蒸发孔隙中的水全部蒸发，试件中仅有，试件中仅有，试件中仅有，试件中仅有 固体和气体的状态下，单位体积的质量固体和气体的状态下，单位体积的质量固体和气体的状态下，单位体积的质量固体和气体的状态下，单位体积的质量uu计算公式：计算公式：计算公式：计算公式：g/cm3uu试验方法：烘干法试验方法：烘干法试验方法：烘干法试验方法：烘干法温度：温度：温度：温度：105110105110时间：时间：时间：时间：24h24h+第8页，共18页，编辑于2022年，星期六山东科技大学资源与环境工程学院2.1 岩石的基本物理性质岩石的基本物理性质（4 4）重力密度）重力密度）重力密度）重力密度uu定义：单位体积中岩石的定义：单位体积中岩石的定义：单位体积中岩石的定义：单位体积中岩石的重量重量重量重量uu计算公式：计算公式：计算公式：计算公式：KN/mKN/m3 3空气空气水水固体固体ma=0mwmsm质量质量VaVwVsVvV体积体积第9页，共18页，编辑于2022年，星期六山东科技大学资源与环境工程学院2.1 岩石的基本物理性质岩石的基本物理性质（5 5）岩石的颗粒密度）岩石的颗粒密度）岩石的颗粒密度）岩石的颗粒密度空气空气水水固体固体ma=0mwmsm质量质量VaVwVsVvV体积体积uu定义：岩石定义：岩石定义：岩石定义：岩石固体物质的质量与固体的体积固体物质的质量与固体的体积固体物质的质量与固体的体积固体物质的质量与固体的体积之比之比之比之比uu计算公式：计算公式：计算公式：计算公式：g/cm3uu试验方法：比重瓶法试验方法：比重瓶法试验方法：比重瓶法试验方法：比重瓶法第10页，共18页，编辑于2022年，星期六山东科技大学资源与环境工程学院2.1 岩石的基本物理性质岩石的基本物理性质磨碎磨碎磨碎磨碎孔径孔径/mm0.250.1(0.075)过筛过筛过筛过筛烘干烘干烘干烘干称重称重称重称重测体积测体积测体积测体积煤油或纯水摇晃静置4h查表查表查表查表修正修正修正修正第11页，共18页，编辑于2022年，星期六山东科技大学资源与环境工程学院2.1 岩石的基本物理性质岩石的基本物理性质二、岩石的孔隙性二、岩石的孔隙性（1 1）岩石的孔隙比）岩石的孔隙比）岩石的孔隙比）岩石的孔隙比e euu定义：孔隙的体积与固体体积之比定义：孔隙的体积与固体体积之比定义：孔隙的体积与固体体积之比定义：孔隙的体积与固体体积之比uu计算公式：计算公式：计算公式：计算公式：空气空气水水固体固体ma=0mwmsm质量质量VaVwVsVvV体积体积（2 2）岩石的孔隙率）岩石的孔隙率）岩石的孔隙率）岩石的孔隙率n nuu定义：孔隙的体积与试件总体积的比值，以百分率表示定义：孔隙的体积与试件总体积的比值，以百分率表示定义：孔隙的体积与试件总体积的比值，以百分率表示定义：孔隙的体积与试件总体积的比值，以百分率表示uu计算公式：计算公式：计算公式：计算公式：第12页，共18页，编辑于2022年，星期六山东科技大学资源与环境工程学院2.1 岩石的基本物理性质岩石的基本物理性质uu试验方法：试验方法：试验方法：试验方法：压汞法压汞法压汞法压汞法间接法间接法间接法间接法干密度干密度干密度干密度岩石的颗粒密度岩石的颗粒密度岩石的颗粒密度岩石的颗粒密度uu孔隙比与孔隙率的关系孔隙比与孔隙率的关系孔隙比与孔隙率的关系孔隙比与孔隙率的关系压汞仪压汞仪压汞仪压汞仪第13页，共18页，编辑于2022年，星期六2.1 岩石的基本物理性质岩石的基本物理性质第14页，共18页，编辑于2022年，星期六山东科技大学资源与环境工程学院2.1 岩石的基本物理性质岩石的基本物理性质三、岩石的水理性质三、岩石的水理性质（1 1）岩石的含水率）岩石的含水率）岩石的含水率）岩石的含水率w wuu定义：岩石孔隙中定义：岩石孔隙中定义：岩石孔隙中定义：岩石孔隙中含水的质量与固体质量之含水的质量与固体质量之含水的质量与固体质量之含水的质量与固体质量之 比比比比的百分数的百分数的百分数的百分数空气空气水水固体固体ma=0mwmsm质量质量VaVwVsVvV体积体积uu计算公式：计算公式：计算公式：计算公式：uu试验方法：试验方法：试验方法：试验方法：燃烧法燃烧法燃烧法燃烧法铝盒铝盒铝盒铝盒支架支架支架支架天平天平天平天平酒精灯酒精灯酒精灯酒精灯第15页，共18页，编辑于2022年，星期六2.1 岩石的基本物理性质岩石的基本物理性质温度：105110时间：24h烘干法烘干法烘干法烘干法天平天平天平天平烘箱烘箱烘箱烘箱第16页，共18页，编辑于2022年，星期六山东科技大学资源与环境工程学院2.1 岩石的基本物理性质岩石的基本物理性质（2 2）岩石的渗透性）岩石的渗透性）岩石的渗透性）岩石的渗透性uu定义：岩石在一定的定义：岩石在一定的定义：岩石在一定的定义：岩石在一定的水力梯度作用水力梯度作用水力梯度作用水力梯度作用 下下下下，水穿透岩石的能力，水穿透岩石的能力，水穿透岩石的能力，水穿透岩石的能力uu计算公式：计算公式：计算公式：计算公式：m3/suu试验方法：达西法试验方法：达西法试验方法：达西法试验方法：达西法LAh1h2QQ透水石xy1856 年达西年达西(Darcy)在研究城市供水问题在研究城市供水问题时进行的渗流试验时进行的渗流试验第17页，共18页，编辑于2022年，星期六2.1 岩石的基本物理性质岩石的基本物理性质有一个有一个有一个有一个7cm7cm14cm7cm7cm14cm试样，其质量为试样，其质量为试样，其质量为试样，其质量为900g900g，用球磨机磨成岩粉并进，用球磨机磨成岩粉并进，用球磨机磨成岩粉并进，用球磨机磨成岩粉并进行风干，天平称得其质量为行风干，天平称得其质量为行风干，天平称得其质量为行风干，天平称得其质量为870g870g，取其中岩粉，取其中岩粉，取其中岩粉，取其中岩粉100g100g作颗粒密度实验，作颗粒密度实验，作颗粒密度实验，作颗粒密度实验，岩粉装入李氏瓶前，煤油的读数为岩粉装入李氏瓶前，煤油的读数为岩粉装入李氏瓶前，煤油的读数为岩粉装入李氏瓶前，煤油的读数为0.9cm0.9cm3 3，装入岩粉后静置半小时，装入岩粉后静置半小时，装入岩粉后静置半小时，装入岩粉后静置半小时，得读数为得读数为得读数为得读数为26.7cm26.7cm3 3，求：该岩石的天然密度、干密度、颗粒密度、，求：该岩石的天然密度、干密度、颗粒密度、，求：该岩石的天然密度、干密度、颗粒密度、，求：该岩石的天然密度、干密度、颗粒密度、岩石天然孔隙率（不计煤油随温度的体积变化）。岩石天然孔隙率（不计煤油随温度的体积变化）。岩石天然孔隙率（不计煤油随温度的体积变化）。岩石天然孔隙率（不计煤油随温度的体积变化）。P48 10P48 10 第18页，共18页，编辑于2022年，星期六