路基工程教学课件作者李东侠第一篇工程地质基础1.ppt

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2019-10-14 发布于广东
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表1-12 岩石按风化程度分类返回表1-13 三大类岩石地质特征返回 * 1.4 岩石的工程地质性质与工程分类 2.岩石的孑匕隙性表示岩石孔隙性的指标常用孔隙度和孔隙比。孔隙度是岩石中孔隙体积与岩石总体积之比，常用百分数表示。通常，坚硬岩石的孔隙度为0. 20%~4. 5%，半坚硬岩石为5.00%~20.00%，松散沉积物为25. 90 %~47. 60%。孔隙比是岩石中孔隙体积与固体物质体积之比，常用小数表示。孔隙度对岩石的强度和稳定性产生重要的影响。二、岩石的水理性质岩石的水理性质主要指岩石的吸水性、透水性、软化性、抗冻性、可溶性和膨胀性等。上一页下一页返回 1.4 岩石的工程地质性质与工程分类 1.岩石的吸水性岩石吸水性指标有吸水率、饱和吸水率与饱和系数。 (扮吸水率:常压下岩石浸于水中，岩石充分吸水，吸水后的重量与岩石干燥重量之比称吸水率。吸水率大小主要取决于孔隙度，特别是较大孔隙的数量。 (2)饱和吸水率:在15. 2 M Pa压力下，水可以浸人岩石内的全部开口孔隙中，此时的吸水率称饱和吸水率。若岩石中不含闭口孔隙，则孔隙度应等于饱和吸水率。 (3)饱和系数:吸水率与饱和吸水率之比称饱和系数。饱和系数是一个计算指标，一般为0. 5~0. 9。岩石吸水率、饱和吸水率与饱和系数越大，岩石质量越差。上一页下一页返回 1.4 岩石的工程地质性质与工程分类 2.岩石的透水性岩石的透水性是指岩石容许水透过它的能力，用渗透系数K作为透水性大小的指标。它主要取决于岩石孔隙的大小、数量、方向及其相互连通的情况。渗透系数对许多工程地质问题有重要意义。建筑物基坑和隧道涌水量主要根据岩石渗透系数进行预测，岩体稳定问题中应当考虑的动水压力因素也与渗透系数有密切关系。 3.岩石的软化性岩石浸水后强度降低的性能称岩石的软化性，用软化系数作为岩石软化性的指标。软化系数定义为饱和状态下与风干状态下岩石极限抗压强度之比。软化系数越小，软化性越明显。软化系数大于0.75的岩石被认为是抗软化的岩石。表1-8给出了几种岩石软化系数值。上一页下一页返回 1.4 岩石的工程地质性质与工程分类 4.岩石的抗冻性岩石抵抗冰冻破坏的性能称抗冻性，直接反映抗冻性大小的指标可以用岩石强度损失率或岩石质量损失率来表示。强度损失率是饱和岩石在一定负温(通常为-25 0C)下，冻结融解25次或更多次，冻融前后抗压强度之差值与冻融前抗压强度之比。质量损失率则是在上述冻融条件下，冻融前后干试样的质量差与冻融前干试样质量之比。一般认为强度损失率小于25%或质量损失率小于2%的岩石是抗冻的。反映岩石抗冻性大小的指标可用饱和系数表示。一般认为饱和系数小于0. 7的岩石是抗冻的。上一页下一页返回 1.4 岩石的工程地质性质与工程分类 5.岩石的可溶性岩石可以被水溶解的性能称可溶性，可溶性大小用溶解度表示。岩石溶解度与岩性及水的纯净度、温度等因素有关。最易溶解的是氯化物类岩石，其次是硫酸盐类岩石，再其次是碳酸盐类岩石，其他岩石溶解度则很小。 6.岩石的膨刀长性岩石吸水后体积增大的性能称膨胀性。膨胀性大小与岩石类型及其空隙性有关。根据试验，黍占土类岩石的膨胀性最大;而钻土类岩石中又以含蒙脱石多的膨胀性最大;石灰岩等则没有膨胀性。试验还表明，具有膨胀性的岩石，其膨胀性随岩石孔隙度增大而增加。岩石吸水膨胀减弱了岩石内部结构连接能力，从而降低了岩石的力学性能;严重的甚至会完全破坏岩石结构连接，使岩石产生裂隙直至破碎。建筑物周围、地基中岩石的膨胀还会产生对建筑物的膨胀压力。上一页下一页返回 1.4 岩石的工程地质性质与工程分类三、岩石的力学性质岩石抵抗外力作用的性能称岩石的力学性质，‘已主要包括岩石在外力作用下的变形牡性和强度特性两大方面。 1.岩石的变形特性岩石受力的变形过程一般可分为弹性变形、塑性变形及破裂变形三个阶段(参看材料力学有关内容)。研究岩石变形规律通常采用试验方法获得岩石的应力一应变曲线，从而得到表示岩石变形特性的指标:变形模量、弹性模量和泊松比。在一般情况下，岩石破坏前的应力一应变曲线如图1-6所示。图中OA及BC段为曲线，OA为裂隙压密阶段，BC段为塑性变形、裂隙扩张阶段，AB为直线，表示弹性变形，其斜率被称为弹性模量E，是岩石力学性质中最常用的指标之一。E也是研究强度及破坏机理的重要指标。上一页下一页返回 1.4 岩石的工程地质性质与工程分类 2.岩石的强度特性岩石在外力作用下发生变形，随着外力不断增大，变形也不断加剧，岩石内个别点开始出现局部微小裂隙。外力继续增加，达到或超过某一数值时，微裂缝扩展连通形成破裂面，岩石变形就转化为岩石破坏。岩石在达到破坏前所能承受的最