工程地质学CH5岩石的工程地质性质.pptVIP

****工程地质学ENGINEERINGGEOLOGY本章主要内容（MainTopics）1、岩石与土工程地质性质的差别2、岩石的物理性质3、岩石的水理性质4、岩石的热学性质5、岩石的力学性质－岩石的变形、强度及蠕变特征第五章岩石的工程地质性质岩石与土的工程地质性质的差别1、岩石矿物颗粒间具有牢固的连结－结晶和胶结连结；2、岩石强度高，不易变形，整体性及抗水性好，但岩体存在有断裂结构面；3、岩体具有较高的地应力。第一节岩石与土工程地质性质的差别第二节岩石的物理性质一、岩石的密度岩石的密度指单位体积内岩石质量，又分为颗粒密度和块体密度。岩石的颗粒密度(ρs)：是指岩石固体相部分的质量与其体积的比值。岩石的块体密度：是指岩块单位体积的质量。块体密度（含水状况）干密度(ρd)天然密度(ρ)饱和密度(ρsat)湿密度二、岩石的空隙性总空隙率(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三、岩石的吸水性定义：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。评价指标：吸水率(Wa)、饱和吸水率、饱水系数1、吸水率(Wa)：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2、饱和吸水率岩石的饱和吸水率(Wp)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。几种岩石的吸水性指标值四、岩石的软化性岩石浸水饱和后强度降低的性质，称为软化性软化系数(KR)：岩石试件的饱和抗压强度(σcw)与干抗压强度(σc)的比值岩石中含有较多的亲水性和可溶性矿物，大开空隙较多，岩石的软化性较强，软化系数较小。KR＞0.75，岩石的软化性弱，工程地质性质较好KR＜0.75，岩石软化性较强，工程地质性质较差五、岩石的抗冻性岩石抵抗冻融破坏的能力，称为抗冻性抗冻系数(Rd)：岩石试件经反复冻融后的干抗压强度(σc2)与冻融前干抗压强度(σc1)之比，用百分数表示质量损失率(Km)：冻融试验前后干质量之差(ms1－ms2)与试验前干质量(ms1)之比，以百分数表示Rd＞75％，Km＜2％，抗冻性高吸水率Wa＜5％、软化系数KR＞0.75，饱水系数小于0.8的岩石，抗冻性高六、岩石的透水性指岩石能被水透过的性质，用渗透系数表示。大小决定于岩石中空隙的数量、大小、方向及连通情况。服从达西定律实验室用达西渗透仪测定渗透系数几种岩石的渗透系数值七、岩石的热学性质1、岩石的比热容指1g岩石物质的温度升高1°C所需的热量，用以表示岩石贮存热量的能力。△Q=c*m(θ1-θ2）实验室采用差示扫描量热法测定2、岩石的热导率Q=-kFdQt/dx式中：F－截面面积；DQ－温度梯度t－流动时间；K－热导率(W/(m*k)3、岩石的热扩散率λ=k/(ρ*c)式中：C－比热容；k－热导率；ρ－密度第三节岩石的力学性质岩石在外力作用下所表现出的性质，称为岩石的力学性质。岩石遭受破坏时的应力，称为强度。一、单向受压条件下的岩石变形在外力作用下，岩石内部应力状态发生变化，由于质点位置改变引起岩石变形。弹性变形：物体受力发生相应的全部变形，并在外力解除时，变形立即消失，为可逆变形。塑性变形：物体受力变形，在外力解除后，变形也不再恢复，是不可逆变形，又称永久变形或残余变形。岩石变形(一)、岩石的应力－应变曲线特征岩石应变轴向应变εL横向应变εd体积应变εv=εL-2εdσ－εL曲线应用最广。在单向压力作用下,典型的应力-应变全过程曲线见下图，岩石变形过程可划分为6个阶段。直接测量1、微裂隙及孔隙闭合阶段(A)呈非线性变形，曲线呈上凹型，斜率随应力增大而逐渐增大。2、可恢复弹性变形阶段（B)随荷载增加，轴向变形成比例增长，并在很大程度上是可恢复的弹性变形。本阶段上界应力为弹性极限，其值约为峰值强度的30%－40%。3、部分弹性变形至微裂隙扩展阶段(C)可由开始膨胀和近似线性增长的体积应变来表征。σ-εL曲线呈近似直线，σ-εv曲线则明显偏离直线。本阶段上界应力为