第五章 岩石和岩体工程地质性质41447

工程地质学 EngineeringGeology 适用专业 测量工程 主讲教师 何书教学单位 资环学院2010年4月 第五章岩石与岩体的工程地质性质 5 1岩石的工程地质性质 5 2岩体的工程地质性质 5 1岩石的工程地质性质 一 岩石的主要物理性质 一 岩石的主要物理性质 比重与重度 重度 是指岩石单位体积的重量 比重 是岩石固体部分 不包括孔隙 的重力与同体积水在4摄氏度时的比值 孔隙性 孔隙性 反映岩石中各孔隙的发育程度 对岩石的强度和稳定性产生重要的影响 孔隙率 n 指岩石的孔隙体积与岩石全体积V之比n Vn V 100 一 岩石的主要物理性质 吸水性 反映岩石在一定条件下的吸水能力 吸水率 W 岩石在常压下的吸水能力 其数值为吸收水的重量 gw1 与岩石的干重 gd 之比 饱水率 W2 岩石在一定的高压条件下 一般为150个大气压 或在真空条件下吸水的重量 gw2 与岩石干重 gd 之比 一 岩石的主要物理性质 软化性 岩石受水作用后 强度和稳定性发生变化的性质 称为岩石的软化性 软化系数 是浸水后岩石的抗压强度 Pd 与浸水前的抗压强度 Pd 之比 软化系数越小 岩石的软化性越高 一 岩石的主要物理性质 反映岩石中各孔隙的发育程度 对岩石的强度和稳定性产生重要的影响 抗冻性 一般用岩石在抗冻实验前后抗压强度的降低率表示 抗压强度降低率小于5 20 的岩石 认为是抗冻的 二 岩石的力学性质 岩石的变形 弹性变形塑性变形 岩石的强度 抗压强度抗剪强度抗拉强度 三 影响岩石工程性质的因素 矿物成分 结构 构造 水 风化 矿物成分 只要矿物分布均匀 高强度矿物在结构中形成牢固的骨架时 岩石的强度就会增加 一般在工程上更多地考虑矿物成分对岩石强度降低的影响 结构 结晶联结的岩石 大部分的岩浆岩 变质岩和部分沉积岩 往往具有较高的强度和稳定性 胶结联结 其强度取决于胶结物的成分和胶结的形式 同时也受到矿物碎屑成分的影响 就成分而言 硅质胶结的强度和稳定性高 泥质较低 钙质和铁质介于两者之间 主要由矿物成分在岩石中分布的不均匀性 和岩石结构的不连续性所决定 非均匀分布 一些强度低 易风化的矿物沿一定方向富集 或成条带状分布 或者成为局部的聚集体 从而使岩石的物理性质在局部发生很大的变化 均匀分布 但由于存在层理 裂隙和各种孔隙 使的岩石的连续性和完整性受到一定程度的影响 从而使岩石的强度和透水性在不同方向上发生明显的差异 构造 岩石被水饱和后强度会降低 风化风化是在温度 水 气体及生物等综合因素影响下 改变岩石状态 性质的物理化学过程 它促使岩石的原有的裂隙进一步扩大 并产生新的风化裂隙 是岩石矿物颗粒间的联结松散和是矿物颗粒沿解理面崩解 能使岩石的结构 构造和整体性遭到破坏 孔隙度增大 重度减小 吸水性和透水性显著增高 强度和稳定性大为降低 水 5 2岩体的工程地质性质 一 岩体的结构特征 岩体的概念 由一定岩石组成的 具有一定结构 赋存于一定的地质和物理环境中等地质体 结构面 原生结构面 构造结构面 次生结构面 结构体 二 岩体的结构类型及特征 岩体结构的概念 是指岩体中结构面与结构体的组合方式 岩体结构类型 整体块状结构 层状结构 碎裂结构 散体结构 1 节理 2 层理