第2章岩石的基本物理力学性质第1节.ppt

第二章 岩石的基本物理力学性质; 第一节 基本物理性质 ;;一、岩石的质量指标 （一）密度和比重 1、岩石的密度：单位体积内岩石的质量。 　岩石含：固相、液相、气相。 　　　　　三相比例不同而密度不同。;（1）天然密度：自然状态下，单位体积质量 ;（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） ;（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） ;（3）重力密度 单位体积中岩石的重量，通常称为重度。 这个指标由密度乘上重力加速度而得。其采用 的单位为kN/m3. 密度指标是工程中应用最广泛的参数之 一，它不仅反映岩石的致密程度，还用于计算 岩体的自重应力。 ;（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。 ;二、岩石的孔隙性 反映裂隙发育程度的指标;（二）孔隙率n 孔隙的体积与试件总体积之比值(%);;2、吸水率：岩石吸入水的质量与固体质量之比; 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。; 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　 　　　　　　　　 ; 水在岩体中的渗流是由水头差或水力梯度引起的。水头的定义为： 式中：h为总水头，v为流速，u水压(kPa),z为基准面高程 水在岩体中渗流时，速度很慢，由速度引起的水头项可以忽略。 ;A;试验前提：层流 ;达西定律 ; 就一般工程而言，所关心的是渗透系数K的大小。渗透系数K是利用径向渗透试验而得到。所谓径向渗透试验，是采用钻有一同心轴内孔的岩芯，使这空心圆柱体试样在水力梯度的作用下，液体能够产生径向流动，并测得液体沿着岩石内的裂隙网流动时的各参数，进而求得岩石的渗透系数。 岩石的渗透性对于解决一些实际问题具有直接的意义，例如：在地下洞室中贮存液体；评价水库的渗水性；排除深埋洞室的渗水等。但是，就渗透性而言，岩体的渗透特性远比岩石的渗透性来得重要，原因是岩体中存在不连续面，使其渗透系数要比岩石的大得多。目前，国外已有人正在进行现场岩体的渗透性试验研究，这是研究岩石渗透性方向。;四、岩石的抗风化指标（3类）;　　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：;　 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) 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，将试件浸入水中，当岩石??水膨胀的变形量大于0.001mm时，施 加一定的压力，使试件保持原 有的体积，经过一段时间的实 验．测量试件保持不再变化(变 形趋于稳定)时的最大压力。