(精品)岩石的物理性质.ppt

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1、2.1 岩石的物理性质岩石的物理性质2.2 岩石的热学性质岩石的热学性质2.3 岩块的变形性质岩块的变形性质2.4 岩块的强度性质岩块的强度性质第二章第二章 岩石的物理力学性质岩石的物理力学性质12.1 岩石的物理性质岩石的物理性质岩石也是由固体、液体和气体三相组成的。l 定义：物理性质是指岩石三相组成部分的相对比例关系不同所表现的物理状态。岩石在水溶液作用下表现出来的性质，称为水理性质。岩石的密度岩石的空隙性 吸水性 软化性 抗冻性 透水性msmwo水气V0VWVSVV固2一、岩石密度1、颗粒密度s（比重Gs）s=ms/Vs 岩石的比重(Gs)岩石固体部分的重量和4C时与同体积纯水重量的比值

2、。无单位 msmwo水气V0VWVSVV固岩石固体部分的体积岩石固体部分的重量4C时单位体积水的重量s的单位（g/cm3）s测试方法比重瓶法；32 2、块块体体密密度度(岩岩石石密密度度)岩块单位体积内的质量。与矿物组成、岩石的孔隙性及含水状态有关。测试方法：测试方法：量积法（规则试样）水中法或蜡封法（不规则试样）容重容重容重容重是工是工程岩体稳程岩体稳定性分析定性分析计算及岩计算及岩体压力计体压力计算的基本算的基本参数参数干密度干密度饱和密度饱和密度天然密度天然密度按试按试件含件含水状水状态分态分单位：单位：单位：单位：105110C,烘24h单位：单位：单位：单位：干容重干容重饱和容重饱和

3、容重天然容重天然容重岩石岩石容重容重4常见岩石的物理性质指标值(部分)颗颗粒密度与粒密度与粒密度与粒密度与块块体密度不体密度不体密度不体密度不一一一一样样：(s)颗颗粒密度粒密度粒密度粒密度不包括孔隙，其大小只与矿物密度及其含量有关。块块体密度体密度体密度体密度，不仅与矿物组成有关，还与岩石的空隙性及含水状态密切相关。5总空隙率(n)总开空隙率(no)大开空隙率(nb)小开空隙率(na)闭空隙率(nc)岩石的空隙(裂隙、孔隙)闭空隙开空隙大开空隙小开空隙空隙比岩石空隙率二、空隙性6工程意义：工程意义：工程意义：工程意义：是岩石物理性质的是岩石物理性质的是岩石物理性质的是岩石物理性质的一个重要指

4、标一个重要指标一个重要指标一个重要指标。对岩块和岩体的水对岩块和岩体的水理、热学性质及力学理、热学性质及力学性质影响很大。性质影响很大。空隙率愈大空隙率愈大岩石岩石中的孔隙和裂隙愈多中的孔隙和裂隙愈多岩石的力学性质越岩石的力学性质越差差(岩石的强度愈小、岩石的强度愈小、塑性变形越大），渗塑性变形越大），渗透性愈大，抗风化能透性愈大，抗风化能力愈差等。力愈差等。7三、吸水性 定义：岩石在一定的试验条件下吸收水 分的能力，称为岩石的吸水性。1.吸水率(Wa)是指岩石试件在大气压力和室温条件下自由吸入水的质量(mw1)与岩样干质量(ms)之比，用百分数表示，即82.饱和吸水率岩石的饱和吸水率(Wp)

5、是指岩石试件在高压(一般压力为15MPa)或真空条件下吸入水的质量(mw2)与岩样干质量(ms)之比，用百分数表示，即3.饱水系数岩石的吸水率(Wa)与饱和吸水率(Wp)之比，称为饱水系数。它反映了岩石中大、小开空隙的相对比例关系。910四、软化性软化系数(KR)为岩石试件的饱和抗压强度(cw)与干抗压强度(c)的比值，即岩石中含有较多的亲水性和可溶性矿物，且含大开空隙较多时，岩石的软化性较强，软化系数较小。软化系数KR0.75时，岩石的软化性弱，同时也说明岩石的抗冻性和抗风化能力强。而KR0.75的岩石则是软化性较强和工程地质性质较差的岩石岩石浸水饱和后强度降低的性质，称为软化性，11工程意

6、义：工程意义：岩岩石石的的软软化化系系数数愈愈小小，说说明明岩岩石石吸吸水水饱饱和和后后其其抗抗压压强强度度降降低低的的越越多多,岩岩石石软软化化性性愈愈强强。如如粘粘土土岩岩和和泥泥质质胶胶结结的的岩岩石石，其其KR一一般般为为0.40.40.60.6。对水下建筑影响大。对水下建筑影响大。另外，软化系数是评价另外，软化系数是评价岩石力学性质的一个重要物岩石力学性质的一个重要物理性质指标。理性质指标。12五、抗冻性岩石抵抗冻融破坏的能力，称为抗冻性。抗冻系数(Rd)是指岩石试件经反复冻融后的干抗压强度(c2)与冻融前干抗压强度(c1)之比，用百分数表示，即质量损失率(Km)是指冻融试验前后干质

7、量之差(ms1ms2)与试验前干质量(ms1)之比，以百分数表示，即Rd75，Km2时，为抗冻性高的岩石；13六、岩石的透水性在一定的水力梯度或压力差作用下，岩石能被水透过的性质，称为透水性。常用渗透系数渗透系数来表征。一般认为，水在岩石中的流动，如同水在土中流动一样，也服从于线性渗流规律达西定律，即：渗透系数渗透系数数值上等于水力梯度为1时的渗透流速，cm/s或m/d水力梯度渗透流速渗渗透透系系数数大小主要取决于岩石空隙的数量、大小、方向及其连通性等，水只能通过连同的空隙渗透。因此，裂裂隙隙岩岩体体的的渗渗透系数（透水性）远大于岩块的渗透系数，透系数（透水性）远大于岩块的渗透系数，1415一

8、、热容性一、热容性二、导热性二、导热性三、热膨胀性三、热膨胀性四、温度对岩石性质的影响四、温度对岩石性质的影响2.2 岩石的热学性质岩石的热学性质16一、热容性一、热容性 在岩石内部及其外部进行热交换时，岩石吸收热能的能力，称为岩石的热容性热容性。式中：C为岩石的比热（比热（J/(kg.K)）17二、导热性二、导热性 岩石传导热的能力，称为岩石的热传导性。用导热系数导热系数表示。表示。式中：k为导热系数（导热系数（w/(m.K）式中：为岩石的热扩散率（热扩散率（cm2/s）18三、热膨胀性三、热膨胀性 岩石在温度升高时体积膨胀，温度降低时体积收缩的性质，称为热膨胀性。用线膨胀（收缩）系数系数表示。表示。式中：为线膨胀系数（线膨胀系数（1/K）1920四、温度对岩石性质的影响四、温度对岩石性质的影响2122在高的温度下，温度改变10C可在岩石内产生0.4-0.5Mpa的热应力变化23