第一節(jié)巖石的物理性質(zhì)

1、第五章第五章 巖塊的物理、水理性質(zhì)巖塊的物理、水理性質(zhì)第一節(jié)第一節(jié) 巖石的物理性質(zhì)巖石的物理性質(zhì) 巖石和土一樣，也是由固體、液體和氣體三相組成的。巖石和土一樣，也是由固體、液體和氣體三相組成的。巖石的物理性質(zhì)是指巖石由于三相組成的相對比例關(guān)系不同巖石的物理性質(zhì)是指巖石由于三相組成的相對比例關(guān)系不同所表現(xiàn)的物理狀態(tài)。所表現(xiàn)的物理狀態(tài)。 msmwo水氣v0vwvsvv固一、巖石的密度一、巖石的密度 1 1、顆粒密度、顆粒密度( (ss) )（1 1）定義：）定義：顆粒密度是指巖石固體相部分的質(zhì)量與其體顆粒密度是指巖石固體相部分的質(zhì)量與其體積的比值。顆粒密度不包括空隙在內(nèi)，因此積的比值。顆粒密度不包

2、括空隙在內(nèi)，因此其大小僅取其大小僅取決于組成巖石的礦物密度及其含量。決于組成巖石的礦物密度及其含量。一般為一般為2.52.53.2g3.2gcm3cm3之間。之間。（2 2）計(jì)算公式：）計(jì)算公式： 式中：式中：m ms s巖石的固體部分的質(zhì)量（巖石的固體部分的質(zhì)量（g g）；）；v vs s固體體積（固體體積（cmcm3 3）。）。巖石的比重巖石的比重( (相對密度相對密度)(gs )(gs ) 巖石固體部分的重量和巖石固體部分的重量和4 4c c時(shí)與同體積純水重量時(shí)與同體積純水重量的比值。的比值。 無單位無單位ssswwgv巖石固體部分的體積3m巖石固體部分的重量kn4c時(shí)單位體積水的重量3

3、kn m（3 3）顆粒密度）顆粒密度(s(s) )的測試方法：的測試方法：比重瓶法比重瓶法2 2、塊體密度（巖石密度）、塊體密度（巖石密度）( () （1 1）定義：）定義：塊體密度塊體密度是指巖石單位體積內(nèi)的質(zhì)量。是指巖石單位體積內(nèi)的質(zhì)量。（2 2）計(jì)算公式：）計(jì)算公式：式中：式中：m m巖石的質(zhì)量（巖石的質(zhì)量（g g）；）；v v巖石的體積（巖石的體積（cmcm3 3）。）。 ，不僅與礦物組成有關(guān)，還與巖石的空隙性及含水狀態(tài)密切相關(guān)。 按巖石試件的含水狀態(tài)，又有干密度按巖石試件的含水狀態(tài)，又有干密度( (d d) )、飽和密度、飽和密度( (satsat) )和天然密度和天然密度( ()

4、)之分，在未指明含水狀態(tài)時(shí)一般是之分，在未指明含水狀態(tài)時(shí)一般是指巖石的天然密度。指巖石的天然密度。 干密度干密度飽和密度飽和密度天然密度天然密度按試按試件含件含水狀水狀態(tài)分態(tài)分sdmvs a ts a tmvmv3/gc m105105110110c,c,烘烘24h24h3kn m干容重干容重飽和容重飽和容重天然容重天然容重dsat巖石巖石容重容重g（3 3）測試方法：）測試方法：量積法量積法（規(guī)則試樣）、（規(guī)則試樣）、蠟封法蠟封法、水中稱量水中稱量法法 （不規(guī)則試樣）。（不規(guī)則試樣）。是工程巖體穩(wěn)定性分析計(jì)算及巖體壓力計(jì)是工程巖體穩(wěn)定性分析計(jì)算及巖體壓力計(jì)算的基本參數(shù)算的基本參數(shù)常見巖石的顆

5、粒密度與塊體密度常見巖石的顆粒密度與塊體密度 巖石類型巖石類型顆粒密度顆粒密度（g/cmg/cm3 3）塊體密度塊體密度（g/cmg/cm3 3）巖石類型巖石類型顆粒密度顆粒密度（g/cmg/cm3 3）塊體密度塊體密度（g/cmg/cm3 3）花崗巖花崗巖2.502.842.502.842.302.802.302.80頁頁 巖巖2.572.772.572.772.302.772.302.77閃長巖閃長巖2.603.102.603.102.522.962.522.96灰灰 巖巖2.482.852.482.852.302.772.302.77輝綠巖輝綠巖2.603.102.603.102.532

6、.972.532.97泥灰?guī)r泥灰?guī)r2.702.802.702.802.102.702.102.70輝長巖輝長巖2.703.202.703.202.552.982.552.98白云巖白云巖2.602.902.602.902.102.702.102.70安山巖安山巖2.402.802.402.802.302.702.302.70片麻巖片麻巖2.633.012.633.012.303.002.303.00玢玢 巖巖2.602.842.602.842.402.802.402.80石英片巖石英片巖2.602.802.602.802.102.702.102.70玄武巖玄武巖2.603.302.603.30

7、2.503.102.503.10綠泥石片巖綠泥石片巖2.802.902.802.902.102.852.102.85凝灰?guī)r凝灰?guī)r2.562.782.562.782.292.502.292.50千枚巖千枚巖2.812.962.812.962.712.862.712.86礫礫 巖巖2.672.712.672.712.402.662.402.66泥質(zhì)板巖泥質(zhì)板巖2.702.852.702.852.302.802.302.80砂砂 巖巖2.602.752.602.752.202.712.202.71大理巖大理巖2.802.852.802.852.602.702.602.70石英巖石英巖2.532.84

8、2.532.842.402.802.402.80二、巖石的空隙性二、巖石的空隙性 說明：說明：巖石是有較多缺陷的巖石是有較多缺陷的多晶材料多晶材料，因此具有相對較多的孔隙。，因此具有相對較多的孔隙。同時(shí)，由于巖石經(jīng)受過多種地質(zhì)作用，還發(fā)育有各種成因同時(shí)，由于巖石經(jīng)受過多種地質(zhì)作用，還發(fā)育有各種成因的裂隙，如原生裂隙、風(fēng)化裂隙及構(gòu)造裂隙等。所以，的裂隙，如原生裂隙、風(fēng)化裂隙及構(gòu)造裂隙等。所以，巖巖石的空隙性比土復(fù)雜得多，即除了孔隙外，還有裂隙存在。石的空隙性比土復(fù)雜得多，即除了孔隙外，還有裂隙存在。 巖石中的空隙有些部分往往是互不連通的，而且與巖石中的空隙有些部分往往是互不連通的，而且與大氣也不

9、相通。大氣也不相通。 因此，巖石中的空隙有開型空隙和閉空隙之分，開因此，巖石中的空隙有開型空隙和閉空隙之分，開型空隙按其開啟程度又有大、小開型空隙之分。型空隙按其開啟程度又有大、小開型空隙之分。 與此相對應(yīng)，可把與此相對應(yīng)，可把巖石的空隙率分為巖石的空隙率分為: :總空隙率總空隙率( (n n););總開空隙率總開空隙率( (n no o););大開空隙率大開空隙率( (n nb b););小開空隙率小開空隙率( (n na a); ); 閉空隙率閉空隙率( (n nc c) ) 。 空隙率（n） 總開空隙率（n0） 大開空隙率（nb） 小開空隙率（na） 閉空隙率（nc） %100vvnvo

10、o%100vvnvbb1dssvvve總空隙比（總空隙比（e）說明：說明： 一般提到的巖石空隙率系指總空隙率。一般提到的巖石空隙率系指總空隙率。 巖石的空隙性指標(biāo)一般不能實(shí)測，只能通過巖石的空隙性指標(biāo)一般不能實(shí)測，只能通過密度與吸密度與吸水性等指標(biāo)換算求得水性等指標(biāo)換算求得，其計(jì)算方法將在水理性質(zhì)一節(jié)中，其計(jì)算方法將在水理性質(zhì)一節(jié)中討論。討論。 。 對巖塊和巖體的水理及力學(xué)性質(zhì)影響很大。對巖塊和巖體的水理及力學(xué)性質(zhì)影響很大。 空隙率愈大空隙率愈大巖石中的孔隙和裂隙愈多巖石中的孔隙和裂隙愈多巖石巖石的力學(xué)性質(zhì)越差的力學(xué)性質(zhì)越差(巖石的強(qiáng)度愈小、塑性變形越巖石的強(qiáng)度愈小、塑性變形越大），滲透性愈大，抗風(fēng)化能力愈差等。大），滲透性愈大，抗風(fēng)化能力愈差等。常見巖石的空隙率常見巖石的空隙率 巖石類型 空隙率（%） 巖石類型 空隙率（%） 巖石類型 空隙率（%） 花崗巖 0.40.5 凝灰?guī)r 1.57.5 片麻巖 0.72.2 閃長巖 0.20.5 礫巖 0.810.0 石英片巖 0.73.0 輝綠巖