【岩土结构基础岩石力学和岩体工程】第1讲岩石的性质和岩体分级.pptx

2019年张工培训注册勘察设计岩土结构基础犁海班第1讲：岩石的性质和岩体分级主讲：任老师网络授课课后视频及时答疑专有题库

15.1岩石的基本物理、力学性能及其试验方法岩石的物理力学性能等指标及其试验方法岩石的强度特性、变形特性、强度理论15.2工程岩体分级工程岩体分级的目的和原则国标工程岩体分级标准（GB50218）简介15.3岩体的初始应力状态初始应力的基本概念；量测方法简介；主要分布规律十五、岩体力学（2题）2

1.密度：单位体积（含孔隙体积）岩石的质量，kgm-3。按含水状态不同分为天然密度、干密度和饱和密度。（容重）天然密度：在天然状态下岩石单位体积（一立方米）的质量，表示为：Y=G/Vγ—岩石的天然容重，kg/m3；G—岩石总质量；V—总体积。 岩石天然密度的大小，不仅与组成岩石的矿物成分和裂隙发育情况有关外，而且与天然状态下岩石内含水状况有关。一、岩石的基本物理性质3

式中:γd——岩石的干密度，kg/m3；Ms——干燥状态下岩石的质量，kg；其它符合同前。 岩石的干容重主要反映了岩石质量的好坏，干容重大的岩石通常质量好，强度高、抗变形能力强。干密度：岩块中的孔隙水全部蒸发后的单位体积质量(M 108℃烘24h）4

面水后测定的质量。 式中:γsat——岩石的饱和容重，kN/m3；ρw——标准大气压下4℃纯水的密度，即1000kg/m3；Vv——岩石中孔隙的体积，m3；Mp——岩石在水饱和状态下的质量，kg；其它符号同前。饱和密度对研究遇水膨胀的松软岩石尤其显得重要。 岩石容重的测量：量积法（标准试件）；水中称重法（非标试件）；理蜡封法（阿基米德原理）。饱和密度：岩石在吸水饱和状态下测定的密度。即岩石采用48小时浸水、煮沸法或真空抽气法达到水饱和，擦去试件表5

称相对密度 式中:Δ——岩石的比重；γw——1个标准大气压下4℃纯水的容重；Vs——岩石固体颗粒体积（不含孔隙体积），m3，其它符号同前。岩石比重的大小与岩石内的孔隙和孔隙发育程度无关，仅取决于组成岩石的矿物成分和相对含量。例如石灰岩的颗粒密度接近于方解石（CaCO3）的密度。岩石比重测定方法常用比重瓶法。比重：岩石的干重量除以岩石的实体积（不包括岩石中孔隙体积），所得的量与一个标准大气压下4℃纯水容重的比值，又6

式中：γ、γ′——胀系数和残余碎胀系数表示。碎胀系数与重度的关系：分别表示某岩石实体和破碎后的重度。2.岩石的碎胀性岩石的碎胀性指岩石破碎后体积增大的性质，常用初始碎V,1 7

作用下，碎胀系数变小。载荷越大、作用时间越长，碎胀系数越小。破碎岩石压实后体积V″与破碎前体积V之比为岩石的残余碎胀系数。大小取决于岩石性质、载荷大小、载荷作用时间、含水状况等。残余碎胀系数采用全部垮落法的采空区内的冒落岩石，在上方岩石压力V,, 8

ne=1-n孔隙比：岩石中孔隙的总体积Vv与固体（颗粒）实体积VS之比。 岩石的孔隙率或孔隙比是衡量岩石工程质量的重要物理指标之一。大说明岩石中孔隙裂隙发育，含水透水性好，而强度低,变形大。3.岩石的孔隙性孔隙性反映岩石中孔隙发育程度，指标:孔隙率、孔隙比。空隙率：岩石中孔隙体积Vv（孔洞和裂隙之和）占岩石总体积V的百分比。 n=Vv×100%V9

式中：wa——岩石的吸水率，%；MW——岩石中所吸入水分的质量，g；M0——岩石一定时间内吸水后的质量，g；Ms——岩石干燥（105℃~110℃烘24h）后的质量，g。吸水率是评价岩石质量的重要指标。因为岩石的吸水率能有效反映岩石孔隙和裂隙发育的程度，吸水率愈低，岩石质量愈好。岩石吸水率也是评价岩石抗冻性能的重要指标。一般认为当wa0.5%时，该岩石是耐冻的。吸水率（自然吸水率）：干燥后的岩石（样品）在一个大气压力和室温条件下，浸入水中一定时间（48h）吸入水分的质量与其干质量百分比。 4.岩石的吸水性10

式中wsa——岩石的强制吸水率，%；Mp——干燥后的岩石在强制（煮沸12h或真空800Pa以下)状态下吸入水分后的质量，g；其它符号同前。吸水率和饱水率主要取决于岩石中孔隙裂隙发育程度、开老，吸水率愈小。闭连通程度，其次是岩性和岩龄，与岩石的天然状态无关。孔隙愈大、愈多，细微裂隙开口连通情况好，岩石吸水多，数值就愈大，反之就愈小；岩石类别不同，如花岗岩、砂岩、页岩,吸水也各不相同；对于同种岩石，与岩石年代有关，岩石愈岩石