岩石的基本物理力学性质第一节课件

第二章岩石的基本物理力学性质

第一节概述

岩石的基本物理力学性质是岩体最基本、最重要的性质之一，也是岩石力学学科中研究最早、最完善的内容之一。第一节基本物理性质

液相

气相

固相

VaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积（1）天然密度：自然状态下，单位体积质量

m——岩石总质量；V——总体积。（2）饱和密度：岩石中的孔隙被水充填时的单位体积质量（水中浸48小时）

VV——孔隙体积（3）干密度：岩块中的孔隙水全部蒸发后的单位体积质量（108℃烘24h）

（4）岩石的颗粒密度岩石的颗粒密度是指岩石固体物质的质量与固体体积之比值。

岩石的颗粒密度采用比重瓶法测定二、岩石的孔隙性反映裂隙发育程度的指标（一）孔隙比e孔隙的体积与固体体积之比VV——孔隙体积（水银充填法求出）（二）孔隙率n孔隙的体积与试件总体积之比值(%)e~n关系2、吸水率：岩石吸入水的质量与固体质量之比wa为自由吸水率，wsa为饱和吸水率

岩石自由吸水牢的试验方法采用浸水法，而饱和吸水率采用抽真空法或者煮沸法试验来求得岩石的吸水率。吸水率是一个间接反映岩石内孔隙多少的指标，与岩石的含水率一样，对于软岩它是一个比较重要的参数。

（二）渗透性在一定的水压作用下，水穿透岩石的能力。反映了岩石中裂隙向相互连通的程度，大多渗透性可用达西（Darcy）定律描述：（m3/s）——水头变化率；qx——沿x方向水的流量；h——水头高度；A——垂直x方向的截面面积；k——渗透系数。ABLh1h2zAzBΔh00基准面水力坡降线总水头－单位重量水体所具有的能量z：位置水头u/γw：压力水头V2/(2g)：流速水头≈0A点总水头：B点总水头：总水头：水力坡降：水头差：测管水头试验前提：层流Δh↑,Q↑A↑,Q↑L↑,Q↓断面平均流速水力坡降试验结果试验装置：如图试验条件:

h1，A，L=const量测变量:

h2，V，TΔh=h1-h2Q=V/T达西定律

渗透定律在层流状态的渗流中，渗透速度v与水力坡降i的一次方成正比，并与土的性质有关。k:反映土的透水性能的比例系数，称为渗透系数物理意义：水力坡降i＝1时的渗流速度单位：mm/s,cm/s,m/s,m/day四、岩石的抗风化指标（3类）(1)软化系数（表示抗风化能力的指标）Rcc—饱和单轴抗压强度、Rcd—干燥单轴抗压强度；（）越小，表示岩石受水的影响越大。软化系数是指岩石饱和单轴抗压强度与干燥状态下的单轴抗压强度的比值。它是岩石抗风化能力的一个指标，反映了岩石遇水强度降低的一个参数。耐崩解性指数是通过对岩石试件进行烘干，浸水循环试验所得的指标。试验时，将烘干的试块，约500g，分成10份，放入带有筛孔的圆筒内，使圆筒在水槽中以20r／min速度连续转10分钟，然后将留在圆筒内的石块取出烘干称重。如此反复进行两次，按下式计算耐崩解性指数：(2)岩石耐崩解性指数

试验前的试件烘干质量；残留在筒内的试件烘干质量

1、自由膨胀率：无约束条件下，浸水后胀变形与原尺寸之比轴向自由膨胀（%）

径向自由膨胀（%）D——直径H——试件高度（3）岩石的膨胀性含有粘土矿物的岩石，遇水后台发生膨胀现象评价膨胀性岩体工程的稳定。(3)膨胀压力膨胀压力是指岩石试件浸水后，使试件保持原有体积所施加的最大压力。其试验方法为先加预乐0.01MPa，岩石试件的变形稳定后，